地基高对比度成像系统中基于高帧率的准静态像差实时估计与校正
天体物理仪器与方法
2018-07-13 v1 地球与行星天体物理
摘要
地基高对比度成像在系外行星探测中的成功，部分取决于区分由自适应光学（AO）系统未校正的像差（称为非共路像差，NCPAs）引起的准静态散斑与行星强度信号的能力。Frazin（ApJ, 2013）提出了一种后处理算法，证明科学相机和波前传感器（WFS）中的同时毫秒曝光可与统计推断过程结合使用，以确定级数展开的NCPA系数和行星信号。我们通过仿真证明，在闭环AO系统中使用该算法，无需单独的变形镜（DM）探针即可实现准静态NCPA的实时估计与校正。因此，该技术的使用可在不需要新光学硬件的情况下消除可能被误认为行星信号的准静态散斑，从而提高地基系外行星探测的效率。在我们的仿真中，我们探究了Frazin算法（FA）的行为及其收敛到准确估计值对所依赖的因素（如斯特列尔比、NCPA强度和算法搜索基函数数量）的依赖关系。然后我们应用这些知识在近乎理想的设置中仿真算法的实时运行。接着我们讨论了可对该算法进行的改进以提升其实时性能，并通过仿真展示其有效性。最后的仿真测试了该技术对AO残差相位不完全已知的鲁棒性，并从计算复杂度和估计的准静态NCPA校正的精度方面，推动了在诸如SCExAO或MagAO-X等真实闭环极端AO系统中使用此技术的可行性分析。
引用
@article{arxiv.1807.04341,
title = {Real-time estimation and correction of quasi-static aberrations in ground-based high contrast imaging systems with high frame-rates},
author = {Alexander T. Rodack and Jared R. Males and Olivier Guyon and Benjamin A. Mazin and Michael P. Fitzgerald and Dimitri Mawet},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.04341},
year = {2018}
}
备注
10 pages, 6 figures