用于系外行星观测的涡旋光纤零化：概念设计、理论性能与初步科学产出预测
天体物理仪器与方法
2019-09-11 v1 光学
摘要
涡旋光纤零化（VFN）是一种有望利用地基和天基望远镜在较小角分离（0.5-2 ）下探测和表征系外行星的方法。由于视场位于大多数日冕仪的内工作角之内，零化可观测非凌星行星，这些行星因离恒星过近而无法通过其他手段进行光谱表征，从而显著增加了可用于近红外直接光谱学的已知系外行星数量。此外，VFN 瞄准更内侧轨道上的行星，其在反射光中往往具有更有利的行星-恒星通量比。在此，我们介绍 VFN 的原理与应用，表明多种实现方式和孔径形状的光学性能近似等价，并利用数值模拟讨论吞吐量与工程需求之间的权衡。我们比较了矢量与标量方法，最后展示了光束整形光学可显著提升行星光的吞吐量。基于理论性能，我们估算了在未来三十米望远镜上连接高分辨率光谱仪的 VFN 仪器可触及的已知行星和理论系外地球数量。
引用
@article{arxiv.1908.09780,
title = {Vortex fiber nulling for exoplanet observations: conceptual design, theoretical performance, and initial scientific yield predictions},
author = {Garreth Ruane and Daniel Echeverri and Nemanja Jovanovic and Dimitri Mawet and Eugene Serabyn and J. Kent Wallace and Jason Wang and Natasha Batalha},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.09780},
year = {2019}
}
备注
To appear in Proceedings of the SPIE, Techniques and Instrumentation for Detection of Exoplanets IX, Vol. 11117