Fiber slit test done for the first spectrograph module / 分光器1台目のファイバースリット試験


In this article, we are going to show recent news at Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM, France), where the first PFS Spectrograph module is being integrated.

The assemblies for the first spectrograph module, such as the visible-blue and red cameras, optical bench and optical components have been delivered to LAM, as we showed in the previous article. Since then, the fiber slit assembly has been delivered from Brazil, and LAM started integrating these assemblies into the entire spectrograph system.

The first step of the integration is to align the fiber slit and the optical component called collimator. The fiber slit is the spectrograph entrance of the light from the focal plane, where fibers catches the light of galaxies and stars. The lights from the sit are reflected at the collimator mirror and get parallel with each other (i.e. “collimated”). The below photo shows a snapshot of the alignment work. A dedicated telescope is used for the alignment.


Snapshot of the alignment of the fiber slit and the collimator. The small telescope on the right side is used for the alignment.


LAM team working for the alignment. 

In the middle of July 2018,  a member from Brazilian team visited LAM to test the optical performance of the fiber slit itself. At the test, a screen was located in front of the collimator assembly and a ring was made on the screen by illuminating one fiber. The ring width was measured to test the optical performance. We have improved the test procedure to obtain the test data efficiently and firmly.


Snapshots of the optical test of the fiber slit.
Left: at the test, we measure the ring width on the screen made by illuminating a fiber with the laser.
Right: Antonio Cesar Oliveira (LNA: Laboratório Nacional de Astrofísica) from the Brazilian team testing the fiber slit.

We have done the test successfully, and LAM have continued to finalize the slit alignment and then will proceed to the next step of the integration. Besides, at this test, we recognized a few things to be improved in the slit production process and to be tested in Brazil and checked at France. We are developing the PFS instrument with getting feedback to the integration processes for the next modules.


今回は、フランスのマルセイユ天文物理研究所(LAM: Laboratoire d’Astrophysique de Marseille)で行われているPFS分光器の1台目の組み上げ作業からの話題です。

先日の記事で、1台目の分光器用の赤・青カメラや光学ベンチ、光学素子がLAMに到着したと紹介しました。その後、ブラジルから1台目分光器に使われるファイバースリットが届き、LAMでは組み上げ作業が始まっています。

分光器の組み上げ行程でまず最初に行うのは、コリメータと呼ばれる部分とファイバースリット部分のアライメントです。スリットは、主焦点でファイバーに入射された銀河や星の光が分光器に入る、分光器の入り口になります。コリメータ鏡はスリットからの光を反射すると当時に平行な光(コリメート光)にします。下の写真はアライメント作業の様子です。


分光器1台目、コリメータやスリットのアライメントの様子。写真の右側に写っている、専用の望遠鏡を用いてアライメントを行います。


アライメント作業をしているLAMのメンバー

2018年中旬に、ファイバースリット自体の光学試験を行う為にブラジルチームのメンバーがLAMを訪れました。光学試験では、下の写真のように、コリメータの近くに置いたスクリーンにリングを作り、その幅を調べます。これまでに試験していた方法を見直し、効率よく・確実に試験データが取れるように工夫をしました。


ファイバースリットの光学試験の様子
左:ファイバーにレーザーを入射し、スクリーンに写し、その幅を測定します。
右:試験をしているブラジルチームのAntonio Cesar de Oliveira (LNA: 宇宙物理実験局) 氏

光学試験は無事に終了し、LAMでは引き続きスリットのアライメントの最終工程や次の工程が行われていきます。また今回の試験を通して、ファイバーコネクタの製造過程で見直すべき部分や、LAMで追加で行うべき試験項目が見つかりました。このように、各工程にフィードバックをかけながら開発が進んでいます。


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