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摘要
天文探测中类地行星探测需要视向速度测量精度达到 10cm/s 量级，由于圆形光纤扰模效果不佳引起的谱线漂移是当前限制测量精度提高的一个主要因素。提出采用圆形+多边形光纤的分段式光纤连接系统对圆形光纤的扰模特性进行改善。利用搭建的测试光纤远、近场光斑质量的光学系统，通过对光纤出射场光斑质量进行评价，分别研究了圆形、圆形+正方形、圆形+八边形光纤连接系统在不同耦合条件下的远、近场分布，分析了系统的扰模增益及其能量变化。结果表明：圆形+多边形光纤的分段式连接方式极大提高了系统的扰模特性和系统稳定性，当多边形光纤芯径小于圆形光纤时，在入射偏移量较大时存在耦合能量损失，当多边形光纤芯径大于圆形光纤芯径时，能量守恒，同时圆形+八边形光纤的近场质心偏移较小，扰模系数较高，可有效减小耦合误差引起的谱线漂移，提高视向速度的测量精度。
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单位中国科学院国家天文台; 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所; 中国人民解放军陆军工程大学
