利用理论与实验实现进行系外行星高对比度成像的暗区维持参数扫描

在长时间曝光下直接成像系外行星时保持波前稳定性是高对比度成像领域的一个持续难题。需要稳健且高效的高阶波前感知与控制系统来维持波前稳定性，以对抗机械和热不稳定性。暗区维持（DZM）被提出用于校正准静态光学像差，并为日冕仪太空望远镜维持高对比度。为进一步在未来的任务（如宜居世界天文台）中实验验证该方法，本文量化了理论闭环对比度界限与在复杂孔径望远镜高对比度成像仪（HiCAT）测试平台上DZM性能之间的差异。DZM的量化通过遍历系统的重要参数来实现，具体包括进入仪器孔径的总直接光子率（范围为 $1.85 \times 10^6$ 到 $1.85 \times 10^8$ 光子每秒）以及波前误差漂移率（范围为 $\sigma_{drift}$ = 0.3 - 3 $nm/\sqrt{iteration}$），通过变形镜驱动器注入。这是在HiCAT测试平台上通过使用两块Boston Micromachines千级变形镜（DM）注入随机游走漂移来进行测试的。参数扫描在HiCAT仿真器和HiCAT测试平台上运行，其中对应的结果与基于模型的理论对比度界限进行比较，以分析差异。结果表明，理论界限与测试平台结果之间存在大约一个半数量级的差异。