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GMagAO-X:用于 GMT 的首光日冕自适应光学系统

天体物理仪器与方法 2023-10-18 v1

摘要

GMagAO-X 是一套可见光至近红外极端自适应光学(ExAO)系统,将在巨麦哲伦望远镜(GMT)首光时使用。GMagAO-X 旨在可见光和近红外波段(6 至 10 mas)提供衍射极限性能,以及约 10710^{-7} 量级的对比度。GMagAO-X 的主要科学目标将是对成熟的、潜在宜居的系外行星进行反射光表征。GMagAO-X 采用低阶-高阶(woofer-tweeter)系统并包含镜段相位控制。高阶校正器是一个 21,000 促动器分段可变形镜(DM),由七个各含 3,000 促动器的独立 DM 组成。这种七个 DM 并行工作产生 21,000 促动器 DM 的新 ExAO 框架,显著超越了当前或近未来任何整体式 DM 架构的促动器数量。自举、相位定标和高阶传感由多级波前传感系统实现。GMT 前所未有的 25.4 m 孔径由七个镜段组成,带来了将巨型镜面共相位至 1/100 波长的全新挑战。GMT 的主镜段被大于 30 cm 的间隙分隔,因此由于镜段振动、大气条件等,光瞳上会存在光程(活塞)波动。我们已开发高对比度自适应光学测试台(HCAT)以测试 GMT 和 GMagAO-X 的新波前传感与控制方法,例如全息色散条纹传感器(HDFS),以及用于校正分段光瞳上像差的新型 ExAO 并行 DM 概念。GMagAO-X 的概念设计评审(CoDR)于 2021 年 9 月举行,初步设计评审计划于 2024 年初进行。在本文中,我们将讨论 GMagAO-X 整体架构的科学目标与要求,以及当前在 HCAT 上为 GMagAO-X 原型化新型硬件组件和新波前传感与控制概念的工作。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.10888,
  title  = {GMagAO-X: A First Light Coronagraphic Adaptive Optics System for the GMT},
  author = {Maggie Kautz and Jared R. Males and Laird M. Close and Sebastiaan Y. Haffert and Olivier Guyon and Alexander Hedglen and Victor Gasho and Olivier Durney and Jamison Noenickx and Adam Fletcher and Fernando Coronado and John Ford and Tom Connors and Mark Sullivan and Tommy Salanski and Doug Kelly and Richard Demers and Antonin Bouchez and Breann Sitarski and Patricio Schurter},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.10888},
  year   = {2023}
}

备注

16 pages, 22 figures, proceeding for AO4ELT7 (Avignon, France June 2023)