Gemini Planet Imager 自适应光学系统的状态与性能

Gemini Planet Imager (GPI) 是一台高对比度近红外仪器，专门设计用于在窄视场内对系外行星和星周盘进行成像。我们利用 GPI 系外行星巡天前 1.5 年期间获取的科学数据和 AO 遥测数据来量化 AO 系统的性能。在典型的 60 秒 H 波段曝光中，GPI 在 0.4" 处实现了 10$^{-4}$ 的 5$\sigma$ 原始对比度；对于完整的 1 小时序列，典型的最终 5$\sigma$ 对比度比原始对比度好 10 倍以上。我们发现，在 PSF 的大部分区域，对比度受限于带宽波前误差。初步的探索性因子分析表明，视宁度和波前误差指标的组合可以解释原始对比度中 60-70% 的方差。我们还通过将 AO 遥测数据重建的波前误差图与同时获取的 IFS 图像进行比较，考察了更高环路增益对对比度的影响。这些结果指明了在软件或硬件上改进 GPI 性能的几种途径。