通过复杂系统加速成像模拟：以日冕仪为例
天体物理仪器与方法
2021-06-18 v1
摘要
端到端模拟光路对观测场景的影响在光学领域十分重要，对于预测天文望远镜的科学产出尤为关键。由于以抑制星光为目标，用于高对比度成像的日冕仪仪器具有特别复杂的场依赖点扩散函数（PSF）。Roman 日冕仪仪器（CGI）的混合Lyot日冕仪（HLC）即为一例。HLC 的目的是对系外行星和黄道外尘埃成像，以理解太阳系动力学。本文详述了如何使用为 CGI HLC 成像模式生成的一些最新 PSF 来模拟系外行星和黄道外尘埃的图像。首先，使用物理光学传播技术生成 PSF。然后，利用图像场景中像素的角偏移（如黄道外尘埃模型）通过插值和旋转技术创建插值 PSF 库，使得插值 PSF 对应于像素的角偏移。这意味着插值只需进行一次，之后便可通过将模型天体物理场景的向量阵列乘以插值 PSF 数据的矩阵阵列来模拟图像。这通过将过程简化为矩阵乘法大幅减少了生成图像模拟所需的时间，从而加快场景分析。我们将详述生成日冕仪场景所需的步骤，量化我们的矩阵方法相对于其他实现的速度提升，并为希望使用公开可用的 HLC PSF 模拟自身场景的用户提供示例代码。
引用
@article{arxiv.2106.09122,
title = {Faster imaging simulation through complex systems: a coronagraphic example},
author = {Kian Milani and Ewan S. Douglas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.09122},
year = {2021}
}
备注
14 pages, 16 figures, Event: SPIE Optical Engineering + Applications, 20 August 2020