利用激光散斑的像素中心表征及其在Nancy Grace Roman空间望远镜探测器阵列中的应用

Nancy Grace Roman空间望远镜将使用其宽视场仪器在近红外波段开展一系列巡天观测。这些巡天的一些科学目标，例如利用弱引力透镜测量宇宙结构的增长，需要对天体图像中仪器引起的畸变进行精细控制。Roman将搭载4kx4k Teledyne H4RG-10红外探测器阵列。本文通过将激光散斑图样经双缝孔径投影到非飞行探测器阵列上，研究像素中心是否位于规则网格上。我们发展了一种从随机散斑图样重建像素中心偏移的方法。由于测试装置的方向，此处仅测量了x方向偏移。我们在模拟数据上以及通过向真实图像中注入人工偏移来检验该方法。我们利用不同散斑实现重建结果之间的互相关，来确定像素偏移图中多少方差是信号（固定于探测器）多少是噪声。在对64x64像素块进行重建并拟合出从像素索引到位置的最佳线性映射后，我们发现x（列）方向上相对规则网格存在残差中心偏移，其RMS为0.0107像素（不包括整行相对于另一行的位移，这是我们的散斑图样无法约束的）。若考虑二次而非线性映射的残差，该值降至0.0097像素RMS。这些RMS偏移既包括物理像素偏移，也包括由串扰和重建中剩余系统误差引起的表观偏移。我们讨论了散斑场景测量作为表征天文探测器像素级行为工具的优缺点。