利用相位诱导振幅切趾日冕仪进行系外行星成像——I. 原理

利用两个非球面镜，可以在不损失光或角分辨率的情况下对望远镜光束进行切趾：输出光束通过“重新映射”入射光束，在新的光瞳中产生所需的光强分布。我们提出了使用该技术的相位诱导振幅切趾日冕仪（PIAAC）概念，并表明它允许在太空中使用小型望远镜对太阳系外类地行星进行高效的直接成像。PIAAC 适用于系外行星成像的原因在于其独特的消色差性、小内工作角（约 1.5 λ/d）、高通量、高角分辨率和大视场。使用三维几何光线追踪来研究 PIAAC 配置的离轴像差，并表明得益于 PIAAC 的校正光学元件，可获得半径超过 100 λ/d 的视场。恒星的角直径和倾斜误差可以通过略微增大焦平面上的掩模尺寸来补偿，且对系统性能的影响最小。使用 4 米望远镜，可以在不到 30 秒内探测到 10 pc 处的类地行星。波前质量要求与经典技术相似。