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