Gemini Planet Imager 观测定标 XIII：波长定标改进、稳定性与非线性

我们提出了对基于微透镜的积分场光谱仪 (IFS) 波长定标的改进，该光谱仪作为 Gemini Planet Imager (GPI) 的科学仪器。GPI IFS 具有 2.7" $\times$ 2.7" 的视场和 190 $\times$ 190 的微透镜阵列（14.1 mas/微透镜），光谱分辨本领从 R $\sim$ 35 到 78 不等。为每个微透镜确定了一个唯一的波长解，其特征由二维位置、描述光谱色散的 n 维多项式以及光谱相对于探测器轴的旋转来表征。我们通过天体弧光灯图像和使用光路模型模拟的 IFS 图像，研究了所有 Y、J、H 和 K 波段上光谱色散的非线性。此外，GPI 上的 10 孔非冗余掩模模式通过将参考 PSF 与科学图像进行互相关，提供了一种测量数据立方体内波长色散的替代方法。这种方法可用于确认归算后的数据立方体中相对于线性色散的偏差。我们发现，包含二次项使得波长解的精度比线性解提高了 10 倍，并且对于在 J 波段实现百分之几像素、在 K 波段实现千分之几像素的不确定度是必要的。这对应于所有滤光片下约 0.2 nm 的波长不确定度。