用于通过单模光纤改善星光抑制的电场共轭算法演示
天体物理仪器与方法
2022-11-29 v2 地球与行星天体物理
摘要
将日冕仪仪器通过单模光纤连接至光谱仪，是当前及未来地基与天基望远镜详细表征系外行星大气的一条途径。然而，鉴于行星与其宿主恒星间极端的亮度比和微小角分离，行星信噪比很可能受限于星光向光纤的非期望耦合。为解决此问题，我们利用波前控制环路与变形镜，通过测量光纤中透射的内容，系统性地将星光从光纤中抑制。该波前控制算法基于电场共轭（EFC）形式体系，在我们的情况下其考虑了光纤的空间模式选择性。这是通过使用控制输出为电场与单模光纤基模的重叠积分来实现的。该量可由变形镜注入的成对像面探测来估计。我们给出模拟与实验室结果，证明相较传统EFC控制器，我们的方法在通过光纤的星光抑制方面有显著提升。在我们的实验装置中，在4λ/D角分离处光纤内初始归一化强度为3×10^{-4}，我们在λ=635 nm单色光下获得光纤内最终归一化强度3×10^{-6}（100倍抑制因子），并在以λ=625 nm为中心、Δλ/λ=8%的宽带光下获得2×10^{-5}（10倍抑制因子）。这种基于光纤的方法提高了高对比度光谱测量的灵敏度，并可作为未来天基系外行星成像任务及地基仪器的组成部分。
引用
@article{arxiv.1903.11162,
title = {Demonstration of an electric field conjugation algorithm for improved starlight rejection through a single mode optical fiber},
author = {Jorge Llop Sayson and Garreth Ruane and Dimitri Mawet and Nemanja Jovanovic and Benjamin Calvin and Nicolas Levraud and Milan Sharma Mandigo-Stoba and Jacques-Robert Delorme and Daniel Echeverri and Nikita Klimovich and Yeyuan Xin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.11162},
year = {2022}
}