面向 Shack-Hartmann 波前传感器的焦平面实际化移位技术 (fastrSHWFS)
天体物理仪器与方法
2024-06-18 v1 地球与行星天体物理
摘要
天文自适应光学 (AO) 是实现地面基准限成像和高对比度科学的关键方法，未来极大望远镜有望实现对居住式系外行星的成像。然而，AO 系统必须显著改进才能实现此目标。许多极端 AO 系统中，曝光结束到可作用于可变形镜命令被施加之间的时间延迟，已成为占主导地位的误差项 (例如 Poyneer 等 2016)，其中之一的误差项是检测器读出时间 (例如 Cetre 等 2018)。随着制造商开发更快的检测器读出能力，这一术语将降低。在此基础上，我们开发了一种修改后的 Shack-Hartmann 波前传感器 (SHWFS)，称为焦平面实际化移位技术用于 SHWFS (fastrSHWFS)。该设计的新颖之处在于，用定制的瞳孔平面相位掩模取代常规的透镜阵列，将探测器上的斑点图案重新分配为具有自定义宽高比的矩形阵列（在极端情况下，如果探测器尺寸足够大，阵列可以是单行）。我们提出了 fastrSHWFS 概念并进行了初步实验室测试。对于某些探测器和 AO 系统，fastrSHWFS 技术可将常规 SHWFS 每帧的读出时间降低最高可达 30 倍，支持降低 AO 延迟的目标，从而最终实现居住式系外行星成像。
引用
@article{arxiv.2406.10363,
title = {The Focal-plane Actualized Shifted Technique Realized for a Shack Hartmann Wavefront Sensor (fastrSHWFS)},
author = {Benjamin L. Gerard and Aaron Lemmer and Bautista R. Fernandez and Xiaoxing Xia and Cesar Laguna and Mike Kim and Stephen Mark Ammons and Brian Bauman and Lisa Poyneer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.10363},
year = {2024}
}
备注
submitted to SPIE Astronomical Telescopes and Instrumentation, paper number 13097-283