用于系外地球高对比度成像的 segmented 望远镜共相误差解析容差分析
天体物理仪器与方法
2021-03-31 v1
摘要
本文介绍了一种解析方法，用于计算 segment 级波前误差容差，以便利用空间中的 segmented 望远镜探测暗弱系外行星。本研究对 segmented 望远镜日冕仪的空间不相关 segment 相位误差进行了完整处理，此前仅通过临时的蒙特卡洛模拟来研究。我们的方法不是对所有 segment 全局描述波前容差，而是产生空间相关的需求。我们将日冕仪暗洞中的统计平均对比度与主镜上每个单独 segment 的波前误差标准差联系起来。这种 segment 级容差的统计框架扩展了基于空间 segmented 望远镜成像的成对解析模型（PASTIS），该模型 uniquely 基于光学传播的矩阵乘法。我们通过日冕仪端到端光学传播的蒙特卡洛模拟确认了我们的解析结果。将我们针对 Large UltraViolet Optical InfraRed（LUVOIR）望远镜的 Apodized Pupil Lyot Coronagraph 设计的结果与先前研究比较，我们显示出总体一致，但对显著一部分 segment 的需求提供了放宽。这些需求图对于任何给定望远镜几何和日冕仪设计都是唯一的。我们计算的空间不相关 segment 容差是完整误差预算的关键要素，该预算还需包含对相关 segment 贡献的分配。我们讨论了如何通过推导非对角像差协方差矩阵的统计平均对比度及其方差，将 PASTIS 形式体系扩展到空间相关情形。因此，PASTIS 容差框架带来了对未来 segmented 空间天文台全局容差分析所必需的新能力。
引用
@article{arxiv.2103.06288,
title = {Analytical tolerancing of segmented telescope co-phasing for exo-Earth high-contrast imaging},
author = {Iva Laginja and Remi Soummer and Laurent M. Mugnier and Laurent Pueyo and Jean-Francois Sauvage and Lucie Leboulleux and Laura Coyle and J. Scott Knight},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.06288},
year = {2021}
}
备注
32 pages, 18 figures, accepted for publication in JATIS