用于系外行星直接成像的冗余切趾法 2：在岛效应上的应用
天体物理仪器与方法
2022-10-19 v2
摘要
由蜘蛛臂造成的望远镜瞳孔分割产生了在特定望远镜上观测到、并预期在在建大型望远镜上出现的特定像差。这种所谓的岛效应在瞳孔花瓣上诱发微分活塞、倾斜与俯仰，使仪器点扩散函数（PSF）变形，并且是高对比度成像探测系外行星的主要限制之一。这些像差具有不同起源，例如低风效应或自适应光学重建中的花瓣化误差。在本文中，我们提议通过调整日冕仪设计来减轻岛效应引起的像差对高对比度成像的影响，以增强其对花瓣级像差的鲁棒性。遵循最初为初级镜分割误差（段相位误差、缺失段……）开发的方法，我们开发并测试了冗余切趾瞳孔（RAP），即在花瓣尺度设计的切趾器，然后复制并旋转以模拟瞳孔花瓣几何。我们将此概念应用于由六个相同花瓣组成的 ELT 架构，以在 8 至 40λ/D 的暗区中产生 10^-6 对比度。本文提出的振幅与相位切趾器对花瓣间微分活塞均具有鲁棒性，对其日冕仪 PSF 和对比度水平的退化极小。此外，相较于为整个瞳孔设计的切趾器，它们对花瓣级倾斜-俯仰误差也更鲁棒，后者仅在花瓣级模式高达 2 rad RMS 约束下才实现日冕仪暗区 10^-6 对比度极限。RAP 概念证明了其对岛效应（低风效应与后自适应光学花瓣化）的鲁棒性，并应用于 ELT 架构。它也可考虑用于其他 8 至 30 米级地基单元，如 VLT/SPHERE、Subaru/SCExAO、GMT/GMagAO-X 或 TMT/PSI。
引用
@article{arxiv.2206.00295,
title = {Redundant apodization for direct imaging of exoplanets 2: Application to island effects},
author = {Lucie Leboulleux and Alexis Carlotti and Mamadou N'Diaye and Arielle Bertrou-Cantou and Julien Milli and Nicolas Pourré and Faustine Cantalloube and David Mouillet and Christophe Vérinaud},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.00295},
year = {2022}
}
备注
11 pages, 15 figures, accepted in A&A