单模复振幅精化（SCAR）日冕仪：I. 概念、理论与设计
天体物理仪器与方法
2020-03-11 v1 地球与行星天体物理
摘要
在邻近恒星比邻星周围发现一颗地球质量系外行星，为搜寻太阳系外生命提供了首要目标。已有提案提出，利用恒星日冕仪遮挡星光，并借助高分辨率光谱仪搜寻行星反射的星光，从而对这些行星进行大气表征。由于比邻星b与其宿主恒星之间的通量比大、角距离小（分别≤10^{-7}和≤2.2λ/D；对8米级望远镜在750nm处），日冕仪需要在小内工作角下实现高星光抑制。我们旨在寻找集成日冕仪积分场光谱仪的全局最优解。我们提出单模复振幅精化（SCAR）日冕仪，其在瞳面相位板下游的焦平面使用微透镜馈入的单模光纤阵列。单模光纤的模式滤波特性可在光纤上实现星光零化。瞳面中的相位图经过专门设计以利用该模式滤波能力。光纤上的二阶零化拓展了光谱带宽并降低了日冕仪对倾斜的灵敏度。在使用足够好的自适应光学系统时，对于恒星周围6根光纤，SCAR日冕仪在低至~1λ/D的内工作角下可实现<3×10^{-5}的对比度。它可在宽光谱带宽（~20%）下工作，并提供高吞吐量（>50%，含光纤注入损耗）。此外，它对倾斜误差具有鲁棒性（~0.1λ/D rms）。我们给出了针对无遮挡光瞳和类VLT光瞳的SCAR设计。SCAR日冕仪是利用当前高分辨率成像仪器在邻近恒星周围探测与表征系外行星的有力候选方案。
引用
@article{arxiv.1803.10691,
title = {The Single-mode Complex Amplitude Refinement (SCAR) coronagraph: I. Concept, theory and design},
author = {E. H. Por and S. Y. Haffert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.10691},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 16 figures, submitted to A&A