ELT 上的 HARMONI：用于高对比度模块的 Zernike 波前传感器——真实观测条件下的测试台结果

ELT-HARMONI 是 ELT 的首光可见光与近红外积分视场光谱仪（IFS）。其覆盖 450nm 至 2450nm 的大光谱范围，分辨本领自 3500 至 18000，空间采样自 60mas 至 4mas。它可运行于两种自适应光学模式——SCAO（含高对比度能力）与 LTAO——或 NOAO。项目正准备最终设计评审。高对比度模块（HCM）将使 HARMONI 能对比其宿主恒星暗达一百万倍的系外行星进行直接成像与光谱分析。准静态像差是限制因素，必须尽可能靠近焦平面掩模校准以达指定对比度。为此，将采用极低速差分像差 Zernike 传感器（ZELDA）以 0.1Hz 频率实时闭环运行。与 Shack-Hartmann 不同，ZELDA 波前传感器对 Island 效应与低风效应敏感。ZELDA 传感器已在 VLT-SPHERE 上测试，并将用于其他仪器。我们的目标是使该传感器适配 HARMONI 的特定情形。一个 ZELDA 原型正在 IPAG 同时进行仿真与实验测试。其纳米级精度已于 2020 年首先在缓慢演化、小波前误差且无色散与湍流残差的情形下校验。在此实验基础上，我们探讨该传感器在含残差、偏心、色散、灵敏度等真实运行条件下的性能。大气折射残差由棱镜引入，湍流由空间光调制器引入，该调制器亦用于在 HARMONI 预期观测条件下以闭环最小化波前残差。