Осуществление контроля волнового фронта с замкнутым контуром

Замкнутый контур управления фокальной плоскости волнового фронта с прибором SCExAO

Франтц Martinache ¹, Неманья Йованович ^{2, 3} и Оливье Гийон ^{2, 4, 5}

¹ Laboratoire Лагранж, Université Лазурный берег, Обсерватория Лазурный берег, CNRS, Парк Valrose, BAT. И.Физо, 06108 Ницца, Франция
электронная почта: [email protected] ² Национальная астрономическая обсерватория Японии, телескопа Subaru, 650 North A'Ohoku Место, Хило, HI 96720, США ³Отделение физики и астрономии, Macquarie университет, 2109 Сидней, Австралия ⁴ Steward Observatory, университет штата Аризона, Tucson, AZ 85721, США ⁵ колледж оптических наук, университет штата Аризона, Tucson, AZ 85721, США

 

Поступила в редакцию: 11 марта 2016 Принято: 29 апреля 2016

Абстрактные

Цели. В данной статье описывается реализацию на основе контура управления волновым фронтом фокальной плоскости на приборе с высокой контрастностью изображения SCExAO (Subaru Coronagraphic Экстремальные адаптивной оптики). Датчик основан на анализе Фурье обычных фокальной плоскости изображений, полученных после того, какасимметричная маска вводится в зрачке инструмента.

Методы. Этот абсолютный датчик используется здесь в замкнутом контуре, чтобы компенсировать необщего ошибок в канале, который обычно затрагивает любую систему обработки изображений, основывающаяся на вверх по течению адаптивной оптики system.This конкретной реализации использовался для управления режимами низкого порядка, соответствующих восьми Зернике режимы (от фокуса к сферической).

Результаты. Этот цикл был успешно работать на небе в телескоп Subaru и используется для смещения деформируемый форму зеркального SCExAO, используемый в качестве нулевой точки с помощью датчика волнового фронта высокого порядка. В этом документе подробно описывается диапазон ошибок этого волнового фронта зондирования подход может работать в пределах и исследует влияние насыщения данных и как это можно обойти, по цене в производительности.

Выводы. Помимо этого приложения, из - за его низкого влияния аппаратной, асимметричный ученик Фурье датчик волнового фронта (ПФА-WFS) может быть легко перенесена в самых разнообразных контекстах волнового фронта зондирования, для грунтового а также космических телескопов, и для телескопа ученики, которые могут быть непрерывными, даже сегментация или редкие. Этот метод является мощным, поскольку он измеряет волновой фронт, где это действительно имеет значение, на уровне детектора науки.

Ключевые слова: измерительные приборы: Адаптивная оптика / методы: анализа данных / методов: высокое угловое разрешение / методы: Интерферометрическое

© ESO, 2016

Введение

Существует несколько подходов к высокой контрастности изображения теперь ясно демонстрирует мощь анализа изображения в фокальной плоскости на основе. Наиболее заметно, нерезервированный диафрагмы маскирования (NRM) интерферометрии (Тузилл идр. 2000), опираясь на интерференционных калибровки трюки в фокальной плоскости привело к высоким контрастом обнаружений (порядка 1000: 1) в режиме углового расстояния (обычно от 0,5 до нескольких Х / D), что до сих пор аналогов в практике спомощью таких методов, как coronagraphy (Kraus & Ireland 2012;Саллум и др. 2015). По мере того как поколение экстремальных адаптивной оптики (XAO) инструменты приходит в Интернете, более продвинутые волнового фронта схемы управления разработаны в контексте космических coronagraphy как спекл обнуления (Борде и Трауб 2006) или общие рамки электрического поля сопряжения (Give'On 2009) в настоящее время портирована на небе (Martinache и др. 2014;Кади и др. 2013). Тем не менее, он по-прежнему замечательно, что такой почтенный подход (оригинальная идея маскирования Физо был на самом деле впервые опробован в 1870 - е годы), остается уместным для более века. Это действительно дань глубокого понимания того, что интерферометрии привел к процессу формирования изображения.

Совсем недавно было показано, что те же самые самокалибрующихся приемы, которыми в маскирующие интерферометрии на самом деле могут быть применены к регулярным (т.е. без масок) изображений, предполагая, AO-коррекции с остаточной ошибки волнового фронта ≤ 1 радиан RMS. Понятие замыкания фазы (Дженнисон 1958), на самом деле был обобщен и показано, что частным случаем более широкого семейства самокалибрующихся наблюдаемых величин придуман ядра-фазы (Martinache 2010), так как они формируют основу для нуль-пространства (или ядра) линейного оператора. Это обобщение также открыло путь для фокальной плоскости на основе волнового фронта зондирования подход, опираясь на этот раз на собственных-фаз одного и того же линейного оператора. Хотя эта проблема, как правило, вырождаются, один из способов разорвать этот вырождению оказался простым, и участие маскировки небольшой, но не незначительная часть зрачка ввести некоторый уровень асимметрии. Принципы этого асимметричного зрачка Фурье датчика волнового фронта (APF-WFS) были описаныMartinache (2013), и эксплуатируютсяПапа идр. (2014), чтобы показать, как оно может быть использовано, например, для cophase сегментированное зеркало. Эта статья дополнительно расширяет возможности применения этого датчика волнового фронта, так как в настоящее время реализуется в рамках инструмента SCExAO (Йованович и др. 2015b), чтобы компенсировать необщего ошибки пути невидимой его вверх потечению датчика волнового фронта пирамиды.

Осуществление контроля волнового фронта с замкнутым контуром