高对比度成像的自适应光学极限
天体物理学
2009-11-11 v2
摘要
针对不同的波前传感方案，评估了光子噪声、混叠、波前色差和闪烁对地基自适应光学（AO）系统所能达到的点扩散函数（PSF）对比度的影响。我表明，基于泽尼克相衬技术的波前传感器（WFS）在所有空间频率上对光子噪声具有最佳灵敏度，而沙克-哈特曼WFS的灵敏度则显著较低。在可见光波段进行波前传感、近红外波段进行科学成像的AO系统中，PSF对比度极限由大气菲涅耳传播引起的闪烁色差决定。在8米望远镜上，中心角秒内的PSF对比度因此被限制在1e-4至1e-5。因此，波前传感和科学成像应在相同波长下进行，在这种情况下，对于亮源，在8米望远镜的光学/近红外波段，1角秒内可实现1e-6至1e-7的PSF对比度。量化了大气湍流参数（视宁度、风速、湍流廓线）对PSF对比度的影响。我表明焦面波前传感方案具有独特优势，并讨论了如何实现它。还简要讨论了日冕仪选项。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0505086,
title = {Limits of Adaptive Optics for high contrast imaging},
author = {Olivier Guyon},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0505086},
year = {2009}
}
备注
31 pages, 17 figures, published in ApJ. Updated on Sep 29, 2005: Corrected error in equ. (29) and changed figures accordingly (thanks to T. Fusco for spotting the mistake)