HARMONI 金字塔波前传感器模块设计
天体物理仪器与方法
2020-03-17 v1 大气与海洋物理
摘要
目前所有三台极大望远镜的设计都显示出金字塔波前传感器（P-WFS）作为自适应光学（AO）系统中针对自然导引星（NGS）或扩展目标进行探测的波前传感器的压倒性采用。P-WFS 相对于 Shack-Hartmann 的主要优势是已知的，主要由改进的灵敏度（更暗的 NGS）和对空间混叠的降低的灵敏度提供。然而，ELT 的 P-WFS 的鲁棒性和公差目前尚不十分清楚。在本文中，我们给出了 HARMONI（一台用于欧洲极大望远镜的可见光与近红外积分场光谱仪）的单共轭 AO 模式的仿真结果。我们首先探讨与望远镜本身相关的波前探测问题；即岛效应（即差分活塞）和 M1 镜段相位误差。我们提出了针对岛效应的缓解策略及其性能。然后我们聚焦于 AO 设计的一些性能优化方面，以探讨 RTC 延迟和光学增益问题的影响，这些问题将特别影响 HARMONI 的高对比度模式。最后，我们研究了玻璃金字塔棱镜本身的质量以及光学像差对最终 AO 性能的影响。通过放宽棱镜制造的公差，我们能够降低硬件成本并简化集成。我们展示了校准（即更新控制矩阵）以捕获望远镜光瞳的任何位移和 M4 支撑结构的旋转的重要性。我们还展示了用于波前探测的像素数量对放宽金字塔棱镜公差的重要性。最后，我们给出了金字塔棱镜（P-WFS 的核心元件）的详细光学设计。
引用
@article{arxiv.2003.07228,
title = {Design of the HARMONI Pyramid WFS module},
author = {Noah Schwartz and Jean-François Sauvage and Edgard Renault and Carlos Correia and Benoit Neichel and Thierry Fusco and Kjetil Dohlen and Kacem El Hadi and Cyril Petit and Elodie Choquet and Vincent Chambouleyron and Jerome Paufique and Fraser Clarke and Niranjan Thatte and Ian Bryson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.07228},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 17 figures, AO4ELT6 Proceedings, Adaptive Optics for Extremely Large Telescopes 6, Conference Proceeding, Qu\'ebec City, Canada, Spain, June 9-14, 2019