模拟观测用于 CSST 任务：CPI-C -- 仪器模拟
天体物理仪器与方法
2025-11-14 v2 地球与行星天体物理
摘要
为支持开发冷星行星成像干涉仪 (CPI-C) 于中国空间站观测 telescopes (CSST) 的数据处理管道及科学性能评估，我们开发了 end-to-end 仪器模拟程序 CPISM。本文详细描述了 CPISM 的核心模块，用于模拟 CPI-C 仪器，专注于高对比度成像光学系统和可见光波段科学相机的模拟。我们使用 HCIPy 软件包对关键光学组件进行建模，包括传输加荫化滤光片、波前校正器及焦平面遮光板。采用电场共轮 (EFC) 优化方法模拟了符合设计规范的 对比度暗洞区域，并考虑了宽带观测效应。对于作为电子乘积电荷耦合器件 (EMCCD) 的科学相机，我们基于测试数据建立了详细模型，涵盖光子收集、电荷传递、电子乘积 (EM) 及读出过程。该模型模拟了包括暗电流、电荷传递效率、时钟诱导电荷、乘积噪声因子以及各种读出效应如条纹和漂移在内的复杂仪器特征。我们还提出并验证了改进的 EM 过程统计模型，以提升模拟效率。CPISM 可生成包含丰富仪器细节的模拟图像，与预期真实观测数据高度相似，从而为 CPI-C 数据处理算法的开发与验证以及未来科学研究的准备奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2511.08886,
title = {Mock Observations for the CSST Mission: CPI-C -- Instrument Simulation},
author = {Gang Zhao and Yiming Zhu and Jiangpei Dou and Yili Chen and Zhonghua Lv and Bingli Niu and Zhaojun Yan and Bo Ma and Ran Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.08886},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 9 figures, accepted by Research in Astronomy and Astrophysics