利用 Keck 行星成像与表征仪通过单模光纤进行天空散斑清零

Keck 行星成像与表征仪（KPIC）是 Keck II 望远镜上的一台仪器，可对直接成像的系外行星与亚恒星伴星进行高分辨率光谱观测。KPIC 使用单模光纤将自适应光学系统耦合至 Keck 的近红外光谱仪（NIRSPEC）。然而，KPIC 在小角间距下的灵敏度受恒星光泄漏进入光纤的限制。散斑清零利用变形镜使恒星光与其自身相消干涉，这是一种通常用于在焦平面成像探测器上抑制恒星信号的技术。我们展示了 KPIC 通过光纤进行散斑清零的首次天空演示，使用 NIRSPEC 采集曝光以测量准实时波前控制的散斑相位，同时也作为科学数据。我们重复测量与校正迭代，每次至少使用 5 次曝光。我们展示在 K 波段 2.0 λ/D 的空间间距处，目标光谱阶中天空泄漏恒星光降低了 2.6 至 2.8 倍。相对于常规 KPIC 观测，这对应于达到给定 SNR 所需曝光时间估计降低 2.6 至 2.8 倍。散斑清零的性能受散斑相位不稳定的限制：当环路打开时，零深在单次相位测量的时间尺度上退化 2 倍，这将限制可实现的抑制深度。未来工作包括探索梯度下降方法，其可能更快从而能够实现更深的零深。与此同时，本工作展示的散斑清零算法可用于减少恒星泄漏并提升科学观测的信噪比。