用于离轴分段望远镜系外行星高对比度成像的四阶日冕仪

我们提出了一种具有四阶零深的日冕仪系统，用于离轴分段望远镜，其对望远镜指向误差和宿主恒星的有限角直径足够不敏感，从而能够实现潜在宜居行星的高对比度成像。该日冕仪系统的内工作角接近$1\lambda/D$，且无外极限。所提出的日冕仪系统由一个新的焦平面掩模和一个具有二阶零深的优化Lyot光阑组成。新的焦平面掩模是带限掩模经相位调制的扩展。我们通过依次放置两个彼此正交的该新日冕仪系统来构建具有四阶零深的日冕仪系统。所提系统仅限于窄带使用。我们解析推导了所提日冕仪系统的特性，包括：（1）由于有限恒星直径和望远镜指向抖动引起的恒星漏光，以及（2）峰值吞吐量。基于这些解析表达式，我们考虑0.75$\mathrm{\mu}$m单色光和直径8.5m的离轴主镜，对该日冕仪系统进行了性能仿真。得益于掩模的宽工作区域，结果表明在望远镜指向抖动小于$0.01\lambda/D\approx240$as的条件下，可探测绕K和G型矮星运行的类地行星。所提出的日冕仪系统有望用于未来空间离轴六边形分段望远镜对潜在宜居行星的探测。