高对比度成像中的置信度与灵敏度极限
天体物理学
2009-11-13 v1
摘要
在长曝光自适应光学校正图像中，系外行星探测目前受限于源自望远镜和仪器光学的散斑噪声，预计此类噪声也将限制未来地基和天基望远镜的高对比度成像仪器。先前的理论分析表明，单个散斑的时间强度变化遵循修正的 Rician 分布。本文首先证明，对于圆形光瞳，这种时间强度分布也代表了点扩散函数中心固定分离距离处的散斑空间强度分布；这一事实已通过日冕仪和非日冕仪数据的数值模拟得到证实。在选择适合特定置信度的探测阈值时，必须明确考虑噪声的真实统计分布。本文描述了一种获取图像像素强度分布及其对应置信度作为探测阈值函数的技术。数值模拟表明，在存在散斑噪声的情况下，要获得相当于高斯噪声 5sigma 的置信度，所需的探测阈值高达三倍。随后使用 TRIDENT CFHT 和角微分成像 NIRI Gemini 自适应光学数据对该技术进行了测试。研究发现，角微分成像技术产生准高斯残差，与经典自适应光学成像相比这是一个显著的结果。最后推导出了一个幂律公式，用于在平均部分相关的非高斯噪声时预测 1-3*10^-7 置信度的探测阈值。
引用
@article{arxiv.0709.3548,
title = {Confidence Level and Sensitivity Limits in High Contrast Imaging},
author = {C. Marois and D. Lafreniere and B. Macintosh and R. Doyon},
journal= {arXiv preprint arXiv:0709.3548},
year = {2009}
}
评论
29 pages, 13 figures, accepted to ApJ