矢量散斑栅格：用于高对比度成像中高精度天体测量与测光的瞬时非相干散斑栅格

对直接成像系外行星的测光与天体测量监测将提供关于其自转周期、云结构分布、天气及轨道参数的独特见解。当主星被日冕仪遮挡时，引入散斑栅格（SG）作为天体测量与测光参考。散斑栅格实现为衍射瞳面光学元件，在已知位置和亮度生成人工散斑。其性能受由演化的未校正波前误差引起的底层散斑晕限制。散斑晕会与相干 SG 干涉，影响其测光与天体测量精度。我们的目标是表明，通过对相反偏振态施加相反的振幅或相位调制，SG 可瞬时与底层晕非相干，极大提高精度。我们称这些为矢量散斑栅格（VSG）。我们从解析上推导了非相干性产生的机制，并在各种大气条件下的理想化模拟中探究了性能增益。我们表明，VSG 对非偏振光完全非相干，且根本限制因素为栅格内散斑间的串扰。在模拟中，我们发现对于短曝光图像，VSG 达到约 0.3–0.8% 的测光误差和约 $3-10\cdot10^{-3}$ $\lambda/D$ 的天体测量误差，性能分别提升约 20 倍和 5 倍。此外，我们概述了如何使用液晶技术实现对圆偏振态施加几何相位的 VSG 实现方案。VSG 是一种有前景的生成测光与天体测量参考 SG 的新方法，其天体测量与测光精度大幅提升。