近红外多望远镜光束成像与导星方法

大气湍流与任意两望远镜间天体测量基线矢量的精确测量是实现相位参考干涉天体测量与成像的两大挑战。它们通过降低仪器灵敏度和天体测量精度，以及因相位不准引入图像重建误差，限制了光纤馈入干涉仪的性能。为满足这些挑战，我们为最近在 ESO 甚大望远镜干涉仪上投入使用的四光束组合仪器 GRAVITY 建造了多光束采集与导星相机。对每束望远镜光，它测量：a）通过天空恒星成像得到的视场倾斜；b）通过使用 $2 \times 2$ 微透镜阵列对各望远镜上安装的瞳孔参考激光信标成像得到的望远镜瞳孔偏移；c）使用 $9 \times 9$ Shack-Hartmann 的高阶像差。观测时对各望远镜瞳孔成像以供目视监测。这些测量通过分别驱动置于瞳孔面与视场面中的倾斜镜组实现主动视场与瞳孔导星。Shack-Hartmann 测得的准静态像差用于辅助望远镜聚焦，并允许修正单元望远镜自适应光学系统与 GRAVITY 间的非公共光路误差。导星稳定了光向单模光纤的注入，提高了灵敏度并减少了天体测量与图像重建误差。光束导星使天体测量误差小于 $50\,\mu$as。本文报道该多光束采集与导星相机的数据缩减方法、实验室测试及其在天空中的性能。