Apodized-pupil Lyot coronagraphs: multistage designs for extremely large telescopes
早期的变迹光瞳Lyot日冕仪（APLC）已经被研究和开发，以使高对比度成像的系外行星探测和表征与当今的地面望远镜。随着下一代望远镜的发展，未来的极大望远镜（ELT），替代APLC设计涉及多级配置的兴趣出现了吸引力。这些设计的应用ELTs的兴趣进行了研究。性能和多级APLC ELT的特异性的灵敏度进行了分析和讨论，考虑到几个不可避免的日冕望远镜误差源，通过数值模拟。此外，第一个实验室实验与两个阶段的APLC在近红外（H波段），以进一步支持数值处理。多级配置被认为是不合适的ELT。在经典的单级APLC的多级设计提供的理论增益在很大程度上是妥协的固有误差源的存在下发生在日冕仪望远镜，特别是在ELTs。APLC仍然是ELT的一个有吸引力的解决方案，但在其传统的单级配置。
2010-06-03 astro-ph.IM
Monte-Carlo modelling of multi-conjugate adaptive optics performance on the European Extremely Large Telescope
宽视场自适应光学系统的性能取决于输入设计参数。在这里，我们研究的性能的多共轭自适应光学系统设计的欧洲极大望远镜，使用端到端的蒙特卡罗自适应光学仿真工具，DASP。我们考虑的参数，如激光引导星的数量，钠层的深度，波前传感器的像素规模，变形镜的数量，镜共轭和致动器间距。我们提供可以节省成本的潜在领域，并研究性能和成本之间的权衡。我们的结论是，一个6激光制导星系统使用3 DM似乎是一个甜蜜点的性能和成本的妥协。
2015-08-11 astro-ph.IM
Strategies for spectroscopy on Extremely Large Telescope. III - Remapping switched fibre systems
我们探索使用重映射技术，以提高天文光谱高度复用的光纤系统的效率。这是特别重要的实施不同的领域光谱学（DFS，在纸二）使用高度复用单片光纤系统（MFS）。多样场光谱学允许目标区域的任意分布，以优化观察复杂的星团结构时的观察效率，如原星团，这将越来越多地被极大望远镜（ELTS）所接近。我们将展示如何采用各种类型的单片光纤系统的输入和输出之间的重新映射可以允许连续的区域的空间元素被选择使用简单的开关阵列。最后，我们展示了如何比较这与积分场和多目标光谱学的效率，通过模拟使用人工和真实的目录的对象。通过采用这些映射策略，DFS在解决一系列现实目标分布时优于其他技术。这些技术也适用于生物医学科学，实际上是受其启发。
2009-08-10 astro-ph.IM
Asteroid Confusions with Extremely Large Telescopes
小行星可以被认为是点源的污染源，也可以被认为是混淆噪声的来源，这取决于它们是否在图像中被检测到，或者它们的通量是否低于检测极限。我们估计，在低黄道纬度，~ 10，000 - 20，000小行星/平方米。度的小行星将由E-ELT类望远镜探测到，而到斯皮策和赫歇尔任务结束时，红外空间天文台将提供约100，000次偶然发现的小行星探测。因此，探测和识别小行星是巡天天文学的一个重要步骤。
2009-05-15 astro-ph.IM
End-to-end science operations in the era of extremely large telescopes
天文台端到端科学操作是从一个科学问题开始的整个过程，以请求观测时间的建议为代表，并以解决该问题的观测数据分析结束，包括计划，安排，获取和处理这些观测所需的所有中间步骤。日益复杂的观测设施要求采用高效的科学操作方法，同时对天文学用户群体友好，并能够获得尽可能高的科学回报。因此，这一过程得到了一系列工具的支持。在本文中，我们描述了整个端到端的过程及其实施的三个即将到来的极大的望远镜（ELTs），ESO的ELT，三十米望远镜（TMT），和巨型麦哲伦望远镜（GMT）。
2022-03-10 astro-ph.IM
The stellar scintillation on large and extremely large telescopes
地基天文测光的精度受到两个因素的限制：光子统计和恒星光通过地球大气层时产生的恒星闪烁。本文研究了光学湍流（OT）外尺度$L_0$对闪烁低频分量的抑制作用。结果表明，对于典型值的$L_0 \sim 25 - 50$ m，这种效果变得明显的直径约4米的望远镜。在曝光时间超过几秒的特大型$30 - 40$ m望远镜上，计算中包括外尺度使闪烁功率相对于传统估计减少了10倍以上。这种现象的细节进行了讨论的各种模型的非Kolmogorov湍流。同时，结合外尺度的影响，给出了望远镜中心遮蔽对闪烁噪声影响的定量描述。对未来TMT和E-ELT望远镜的闪烁噪声的评估预测，对于60 s曝光，振幅约为$10 \mumag$。
2012-07-06 astro-ph.IM
Overview of the European Extremely Large Telescope and its instrument suite
欧洲极大望远镜将在2024年底看到第一束光。它的直径接近40米，将是有史以来从地面建造的最大的光学望远镜。ELT将在灵敏度/空间角分辨率参数空间中打开全新窗口。为了充分利用这个巨人的科学潜力，所有仪器都将配备自适应光学（AO），提供最清晰的图像。本文简要概述了ELT未来仪器的AO功能，强调了一些预期的性能，并描述了一些仍需解决的技术挑战，以实现最佳的科学用途。这篇论文已经在2018年波尔多的“法国天文学与天体物理学学会”研讨会上发表，它自然偏向于法国对ELT的贡献。
2018-12-17 astro-ph.IM
Extremely long baseline interferometry with Origins Space Telescope
在距离地球150万公里的日地L2拉格朗日点上运行的起源太空望远镜配备了稍微修改过的HERO外差仪器，可以作为VLBI网络中一个独特的有价值的节点。“起源”与现有的地基毫米/亚毫米望远镜阵列相结合所产生的前所未有的角分辨率将使空间可分辨黑洞的数量增加一百万倍，允许对这些黑洞的整个宇宙历史进行研究，并通过揭示最近的黑洞中的光子环子结构来实现对广义相对论的新测试。
2019-09-03 astro-ph.IM
All-spherical telescope with extremely wide field of view
本文提出了一种用于大面积天空监测的全球面折反射望远镜，它的视场角为直径几十度，焦面为球面。我们提供了这样一个系统的几个例子，孔径高达800 mm，视场直径为$30^\circ$和$40^\circ$。焦面的曲率由望远镜的高性能来补偿。特别地，在恒星的多色图像中包括80%的能量的圆的直径在$30^\circ$大小的视场上的范围为$1.4'' - 1.9''$，并且在$40^\circ$大小的视场上的范围为$2.2'' - 2.9''$。讨论了弯曲焦面的一些工作方式。
2016-02-07 astro-ph.IM
High Precision Astrometry with MICADO at the European Extremely Large Telescope
在这篇文章中，我们确定和讨论各种统计和系统的影响与MICADO，近红外成像相机提出的42米欧洲极大望远镜（E-ELT）实现的天体测量精度。这些效应是仪器效应（例如几何失真）、大气效应（例如色差折射）和天文效应（参考源选择）。我们发现有几种现象对~100微弧秒尺度有影响，这意味着它们可以大大大于光学/近红外42米望远镜的理论统计天体测量精度。根据类型的不同，这些影响需要通过专用的仪器设计属性或通过专用的校准程序进行控制。我们的结论是，如果这样做是正确的，40微弧秒或更好的天体测量精度-40微弧秒/年的自行对应于约20公里/秒，在100千秒差距-可以实现在一个历元的实际观测
2009-10-27 astro-ph.IM
Simulating the optical alignment of the multiconjugate adaptive optics module for the extremely large telescope
用于未来超大望远镜的自适应光学（AO）仪器的特点是具有衍射极限光学质量的先进光学系统。低几何畸变对于高精度天体测量应用也是至关重要的。光学系统的光学对准是仪器集成的关键步骤。由于这些大型仪器相对难以接近，自动对准方法也有利于在重大事件（如特殊维护）后提高仪器的可用性。这些系统的拟议对准的概念进行了描述：值得注意的例子，这是在这里分析的情况下，未来ELT的多共轭AO继电器。为了验证该方法，进行了光线跟踪模拟，详细讨论了结果，包括误差源，这可能会降低对准性能。
2019-03-30 astro-ph.IM
Efficient implementation of pseudo open loop control for adaptive optics on Extremely Large Telescopes
使用最小均方误差波前重建的闭环自适应光学系统需要计算伪开环波前斜率。这些技术结合了大气统计学的知识，因此必须在波前斜率测量中表示。这些伪开环斜率是从测量的残余斜率和重构斜率的总和计算的，如果可变形反射镜是平坦的，则重构斜率将被给出，通常涉及交互矩阵与来自先前时间步长的致动器需求的相乘。当使用稠密代数时，这种乘法对于超大望远镜来说计算代价很高，需要很大的内存带宽。在这里，我们表明，这一要求可以显着降低，保持数学的正确性，并显着降低系统的复杂性。因此，这降低了这些系统的成本，并提高了鲁棒性和可靠性。
2019-03-28 astro-ph.IM
HERMES at Mercator, competitive high-resolution spectroscopy with a small telescope
HERMES是一台光纤馈入的高分辨率（R=85000）中阶梯光栅摄谱仪，具有良好的稳定性和出色的吞吐量，是拉帕尔马1.2米墨卡托望远镜的主力仪器。HERMES的目标是建立关于可变恒星现象的高质量数据的时间序列，主要用于星震学和双星演化研究。在本文中，我们介绍了HERMES项目，并讨论了仪器的设计，性能和未来的升级。我们还提出了一些结果的头四年的HERMES观测。我们说明了小型望远镜的价值，配备了高效的仪器，高分辨率光谱。
2013-10-19 astro-ph.IM
Faulty actuator tolerance in deformable mirrors for Extremely Large Telescope multi-object adaptive optics
在即将到来的超大望远镜上使用多目标自适应光学系统的计划仪器需要大量的高阶可变形反射镜。这些装置是显著的成本驱动因素，特别是如果关于故障致动器的数量的规格是严格的。在这里，我们调查自适应光学性能的影响，这样的故障致动器，并得出结论，多远的故障致动器规格（因此成本）可以放宽，而不会有显着的影响自适应光学性能。我们还提供了使用现有的变形镜的故障致动器的地图的性能估计。我们使用端到端的Monte Carlo自适应光学模拟代码的故障致动器的影响。我们发现，致动器卡在一个固定的高度以上的变形镜表面，致动器之间的$1--2\%$可以发生故障之前，显着的性能下降。对于耦合到最近邻居的致动器，在\ao性能开始受到影响之前，高达约$5\%$可能发生故障。
2014-02-14 astro-ph.IM
New telescope designs suitable for massively-multiplexed spectroscopy
我们提出了两种新的设计，适合望远镜的多重光谱。第一个是一个非常宽的领域卡塞格伦望远镜优化纤维饲料。它提供了一个2.5度的视场（FOV）直径与10米的主镜。它是远心的，工作在F/3，最适合光纤注入。作为一个选项，可以添加中央10弧分的重力不变焦点，以托管例如巨型积分场单元（IFU）。它在360-1300 nm波长范围内具有可接受的性能。第二个概念是一个创新的五镜望远镜设计的基础上三镜分析（TMA）的概念。该设计提供了一个方便的，重力不变的焦平面大视场，并可扩展到望远镜直径的范围。作为一个具体的例子，我们提出了一个10米的望远镜与1.5度直径的FOV和中继系统，允许同时光谱与10,000平方度的微型IFU，或者，17.5平方角分的巨型IFU，通过使用240 MUSE型摄谱仪。我们强调的重要性，开发的望远镜和仪器的设计，这两种情况。
2016-06-21 astro-ph.IM
InfraRed On-Detector Guide-Windows in the era of Extremely Large Telescopes
未来的极大望远镜（ELT）将需要自适应光学（AO）系统的进步，以充分发挥其潜力。除了单独的专用波前传感器之外，人们认识到，许多新仪器也需要科学焦平面本身内的波前传感。一种方法是使用探测器上引导窗口（ODGW），由此科学探测器的小子窗口被连续地读出（~ 10 s-100 s Hz），与整个芯片的较慢读取（>10 s）并行。这些窗口中的引导星质心可用于校正振动和弯曲。这些窗口的另一个潜在用途是在高节奏下执行局部重置，以防止饱和并最小化明亮光源的余辉。我们已经使用5 μ m截止Teledyne HAWAII-2 RG红外探测器和新的天文研究相机Gen-4控制器制作了ODGW系统原型。我们描述了我们的ODGW模式的实现，和科学图像的文物，观察。
2022-08-15 astro-ph.IM
Capabilities of a fibered imager on an extremely large telescope
第一，用于单望远镜仪器的光纤成像仪是一种超高角分辨率光谱成像仪，能够提供超出望远镜衍射极限的校准图像和测量，这是传统AO成像无法达到的。FIRST通过将整个望远镜耦合到单模光纤阵列来实现灵敏度和精度。干涉条纹被光谱分散并成像在EMCCD上。一个18光纤第一设置目前安装在斯巴鲁冠状极端自适应光学仪器在斯巴鲁望远镜。它被用于双星系统的研究。在2020年底，它将升级为延迟线和有源LiNb03光子光束组合芯片，允许在MHz下进行纳米精度的相位调制。斯巴鲁望远镜的天空结果表明，由于ExAO系统稳定了可见光波前，FIRST可以获得长时间曝光，并在比以前可能的更暗的光源上工作。因此，在更大的望远镜上采用类似的方法将为以超高角分辨率进行银河系（恒星物理学、近伴星）和河外观测提供独特的科学机会。我们还讨论了调零和高对比度成像的潜在设计变化。
2020-10-21 astro-ph.IM
Historic evolution of the optical design of the Multi Conjugate Adaptive Optics Relay for the Extremely Large Telescope
自2009年底A阶段结束以来，用于极大望远镜的多共轭自适应光学中继器的光学设计经历了许多修改。这些修改是由于望远镜设计的演变，性能模拟的结果越来越准确，以及望远镜和客户仪器的光机接口的变化。此外，根据光学制造评估反馈，光学设计相对于以前的版本进行了全局简化。整合、调整、可访问性和维护问题在其发展的最后阶段的设计调整中也发挥了关键作用。本文旨在描述光学设计发展中最重要的步骤，其基本原理一直是拥有一个可行的和强大的仪器，满足所有的要求和接口。在广泛的探索可能的解决方案，所有提出的设计都符合高层次的科学要求，有关的最大残余波前误差和几何失真的出口端口。这项十年一次的工作的成果是在2016年B阶段启动时选择作为基线的设计，随后在调整和维护方面的要求和投入之后进行了轻微修改。
2019-03-18 astro-ph.IM
The ESO's Extremely Large Telescope Working Groups
自2005年以来，ESO一直在与其社区和行业合作，开发一种超大型光学/红外望远镜。ESO的极大望远镜（Extremely Large Telescope，简称ELT）是一种革命性的地基望远镜，它将拥有一个39米长的主镜，并将成为世界上最大的可见光和红外线望远镜。为了解决望远镜的科学操作和校准所需的特定主题，成立了13个特定的工作组，以协调ESO，仪器联盟和更广泛的社区之间的努力。我们在此介绍这些工作组的目标以及迄今取得的成就。
2023-02-28 astro-ph.IM
Potential for Observing Methane on Mars Using Earth-based Extremely Large Telescopes
这颗红色星球已经吸引了人类数千年，特别是在过去的几个世纪里，特别是在太空时代。对现存火星生命的怀疑是由火星的许多太空任务提供的，也是推动火星的动力，最近对大气中大量季节性甲烷的探测再次引发了讨论。甲烷最强的振动频率（约3.3微米）发生在天文学家的L波段的下半部分，在近红外线，在火星大气中很容易从夏威夷和智利等高干燥地区的地面分光镜检测到。然而，文献中对明确识别甲烷的特定光谱吸收线的分辨率及其起源存在争议。随着在光学/近红外操作的超大望远镜的拟议建设，问题变成了：这些ELT是否可以补充，甚至取代火星甲烷训练的天基仪器？2012年对地球、空中、地球轨道、太阳轨道、L2轨道、火星轨道和火星上的近红外光谱仪的回顾揭示了各种能力和局限性。空间、光谱、辐射和时间分辨率都被认为是复杂的、相互关联的和高度特定于仪器的。巨型麦哲伦望远镜、30米望远镜和欧洲极大望远镜将各有至少一台L波段光谱仪，由最先进的自适应光学提供支持，并能够实现极高的空间、光谱和辐射分辨率。随着时间的推移，重复观测将为有关任何检测到的甲烷的生物或非生物起源的理论考虑提供关键约束，建议挖掘现有数据集，ELT的科学案例包括火星甲烷，并加强科学团队之间的合作。
2020-08-13 astro-ph.IM
Optical system for extremely large spectroscopic survey telescope
本文为极大光谱巡天望远镜设计纯反射光学系统，结合条状棱镜大气色散校正器，以12米望远镜为例实现大视场与优异像质，并可放大至16米，获得全球最大集光本领。
2024-03-19 astro-ph.IM
The Era of Extremely Large Optical Telescopes II: The GMT and TMT
Maulana Azad National Urdu University（穆兰阿扎德国立乌尔都大学）
本文介绍巨型麦哲伦望远镜（GMT）和三十米望远镜（TMT）的关键技术创新，包括分段镜面、自适应光学和激光导星系统，这些技术使集光面积和空间分辨率提升一个数量级以上。
2026-06-11 astro-ph.IM physics.pop-ph
Spectroastrometry and Imaging Science with Photonic Lanterns on Extremely Large Telescopes
本文研究光子灯笼在极大望远镜上的光谱天体测量与干涉成像能力，分析其在系外卫星、类星体宽线区和内 circumstellar 盘等科学目标中的应用潜力。
2023-11-30 astro-ph.IM
Stellar Spectroscopy Technique on Small- and Intermediate-Diameter Telescopes
我们简要介绍了旨在提高小直径和中等直径望远镜光谱效率的技术解决方案的历史。我们评估了光谱技术的现状和一些观点。
2021-05-26 astro-ph.IM astro-ph.SR
WST -- Widefield Spectroscopic Telescope: addressing the instrumentation challenges of a new 12m class telescope dedicated to widefield Multi-object and Integral Field Spectroscopy
该论文总结了拟议的12米级宽视场光谱望远镜（WST）的仪器设计挑战，该望远镜旨在同时进行超过2万个目标的多目标光谱和积分场光谱观测，并强调大规模生产、维护及可持续运行的关键问题。
2024-05-29 astro-ph.IM
Observing the sky at extremely high energies with the Cherenkov Telescope Array: Status of the GCT project
切伦科夫望远镜阵列是未来几十年地基伽马射线天文学的主要全球项目。相对于目前的仪器，性能将得到显着改善，允许对高能宇宙的新见解[1]。名义上的CTA南部阵列将包括一个由70个4米望远镜组成的子阵列，分布在几平方公里的范围内，以极高的能量研究天空，并在多TeV的能量范围内打开一个新的窗口。伽马射线切伦科夫望远镜（GCT）是该子阵列的拟议望远镜设计之一。GCT原型在2015年首次在天空中记录了切伦科夫光。在2016年的评估阶段之后，2017年成功进行了新的观察。GCT合作计划于2018-2019年在智利的CTA基地安装其首批望远镜和相机，并为随后的CTA生产阶段提供一些望远镜。
2017-09-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
The impact of geometric distortions in multiconjugate adaptive optics astrometric observations with future extremely large telescopes
天体测量学是推动未来超大望远镜多共轭自适应光学（MCAO）系统需求的主要科学案例之一。这些仪器的衍射极限点扩散函数（PSF）小，信噪比（SNR）高，保证了微弧秒级的天体测量精度。然而，光学畸变必须尽可能低，以实现高要求的天体测量要求。除了静态失真，光学机械不稳定性导致天体测量误差，这可能是天体测量误差预算的主要贡献者。本文介绍了分析，在设计层面上，光学机械不稳定性的影响时，加上光学表面的不规则性，由于制造过程。本文分析了一个在极大望远镜中应用的典型的多共轭自适应光学中继器。光线追迹模拟结合蒙特卡罗方法被用来估计的几何结构和幅度的场失真所造成的光学设计。我们考虑了畸变对MCAO修正的影响，表明只要通过光学设计和制造获得相应的精度，就有可能达到微弧秒的天体测量精度。我们预测，对于单历元观测，天体测量误差低于50 $μ$，可以达到曝光时间为2分钟，提供约100颗恒星可用于消除五阶失真。尽管仪器不稳定性会引起时变失真，但这种性能对于多历元观测是可再现的。
2019-05-08 astro-ph.IM
High-contrast spectroscopy testbed for Segmented Telescopes: instrument overview and development progress
加州理工学院正在开发分段望远镜（HCST）的高对比度光谱测试平台。它旨在解决未来系外行星成像仪的技术差距，并为美国社区提供一个学术设施，以测试高对比度成像的组件和技术，重点是为未来地基（TMT，ELT）和天基望远镜（HabEx，LUVOIR）提出的分段孔径。我们提出了一个概述的仪器的设计和详细的测试平台的构建和初始对准。我们提供了对道路上遇到的绊脚石的见解，并表明测试平台现已投入运营并开放供业务使用。我们的目标是在未来使用测试平台来测试高对比度成像技术和技术，其中包括类似TMT的瞳孔。
2018-07-18 astro-ph.IM
Prototype of a laser guide star wavefront sensor for the Extremely Large Telescope
新型的大型望远镜，作为未来的ELT，被设计成与激光引导星（LGS）一起工作，激光引导星被调谐到大气钠原子的共振。由于主要与LGS的有限距离、发射角、尖端倾斜不确定性和聚焦非等晕性有关的许多原因，这种波前感测技术对于应用于大型望远镜提出了复杂的问题。在MAORY的相位研究开始时，LGS波前传感器（WFS）的实验室原型的实施，ELT第一光的多共轭自适应光学RelaY，对于研究LGS WFS问题的具体缓解策略是必不可少的。本文给出了LGS WFS样机在不同工况下的试验结果。在Shack-Hartmann（SH）WFS上生成的LGS图像的准确度已与MAORY模拟代码进行了交叉检查。实验研究了噪声对质心定位精度的影响、LGS图像截断对波前传感精度的影响以及钠浓度分布和LGS图像欠采样的时间演化规律。
2018-04-19 astro-ph.IM
High-resolution imaging and spectroscopy in the visible from large ground-based telescopes with natural guide stars
在大型（8-10米）级望远镜上的可见光近衍射极限成像和光谱学已被证明超出了当前自适应光学技术的能力，即使在使用激光引导星时。在天空的任何部分都需要高分辨率的可见光成像，这表明需要一种完全不同的方法。本文描述了模拟、实验和天文观测的结果，表明在大望远镜上，采用四场曲传感器的低阶自适应光学校正和光子计数CCD相机系统的快速Lucky成像策略相结合，在I波段参考星最暗为18.5等时，在可见光区的分辨率可达20-25毫角秒。这样的仪器可以用于使用也将描述的配置来有效地馈送积分场摄谱仪。
2010-07-09 astro-ph.IM
Optimizing the accuracy and efficiency of optical turbulence profiling using adaptive optics telemetry for extremely large telescopes
地面望远镜上的先进自适应光学（AO）仪器需要精确了解作为高度函数的大气湍流强度。该信息有助于点扩散函数重建、AO时间控制技术，并且是宽场AO系统所需的，以优化所观察到的波前的重建。大气的多变性使得实时测量光学湍流廓线变得重要。该测量可以通过将解析生成的协方差矩阵拟合到Shack-Hartmann波前传感器（SHWFS）质心的互协方差来执行。在这项研究中，我们探讨了减少交叉协方差数据点的协方差地图感兴趣区域（ROI）的好处。还介绍了一种使用协方差图ROI来测量和补偿SHWFS未对准的技术。我们比较的协方差矩阵和地图ROI光学湍流轮廓使用模拟和天空数据从加那利群岛，AO演示的4.2米威廉赫歇尔望远镜，拉帕尔马的准确性。对天空的CANARY结果进行了比较，从立体SCIDAR-一个专用的高分辨率光学湍流剖面仪同期配置文件。结果表明，协方差图ROI优化AO遥测光学湍流剖面的精度。此外，我们表明，协方差图ROI减少了一个非常大的望远镜规模的系统的拟合时间的一个因素的72。我们开发的用于收集所有呈现结果的软件包现在是开源的。
2019-01-17 astro-ph.IM
Strategies for spectroscopy on Extremely Large Telescopes. I - Image Slicing
生产用于极大望远镜（ELT）的光谱仪的问题之一是，如果所有其他参数保持不变，则光束大小需要与望远镜孔径成比例，从而导致巨大的尺寸和隐含的成本。对于远大于衍射极限的图像尺寸，这是一个特别的问题，如果自适应光学系统最初不能在仪器的整个视场上提供高度校正的图像，或者如果信号/噪声考虑需要大的空间样本，则可能是这种情况。在这种情况下，在图像切片中存在减小有效狭缝宽度并因此减小光束尺寸的潜在优点。然而，这意味着更大的检测器和过大的光学器件，这可能会抵消优势。通过一个光谱仪的玩具模型，其尺寸是使用现有的仪器校准，光谱仪的大小和相对成本的ELT已经估计。使用一系列的标度律来自参考仪器，它是可能的，以估计预测的不确定性，并探讨不同的设计策略的后果。该模型预测，根据光谱仪的类型，通过5-20的因子切片，可以节省大量成本（2 - 100倍）。预测表明，最好在单个光谱仪中容纳多个切片，而不是将它们分布在并行架构中更小，更便宜的副本中，但复制选项为积分场光谱（IFS）提供了一条有吸引力的升级路径，因为输入图像质量得到了改善。[Full摘要在文本中]
2009-08-11 astro-ph.IM
Design, analysis, and testing of a microdot apodizer for the apodized pupil Lyot coronagraph (Research note). III. Application to extremely large telescopes
变迹光瞳Lyot日冕是近年来研究最多的星光抵消概念之一。为现在的8米级望远镜建造的极端自适应光学仪器将与这样的日冕一起工作，用于微弱恒星同伴的成像和光谱学。在VLT-SPHERE项目（~2012年）的背景下开发了早期演示器之后，我们制造并测试了为超大望远镜设计的第二个APLC原型。本研究是在欧洲ELT（~2018）EPICS仪器项目的背景下进行的，在此阶段需要进行概念验证。我们的原型是专门为欧洲ELT的瞳孔，考虑到其大的中心遮光率（30%）。近红外实验室的结果进行了比较与模拟。我们表现出良好的协议与理论。在7和12 λ/D时，峰值衰减达到295，对比度分别达到10^-5和10^-6。我们表明，APLC是能够保持这些对比度的望远镜在15%至30%的范围内的中心遮蔽比，我们报告说，这些性能可以实现在一个宽的波长带通（BW = 24%）。此外，我们报告改进的精度控制的本地传输的制造的微点切趾到以前的原型。局部轮廓误差小于2%。证明了用微粒制成的APLC的成熟性和重现性。切趾瞳孔Lyot冠状动脉被证实是一个相关的候选人与ELT的高对比度成像。
2010-09-06 astro-ph.IM
Monte-Carlo modelling of multi-object adaptive optics performance on the European Extremely Large Telescope
宽视场自适应光学系统的性能取决于输入设计参数。在这里，我们调查的多对象自适应光学系统设计的欧洲极大望远镜的性能，使用端到端的蒙特卡罗自适应光学仿真工具，DASP，与建议的仪器，如MOSAIC的相关性。我们考虑的参数，如激光导星的数量，钠层深度，波前传感器像素尺度，致动器间距和自然导星的可用性。我们提供了可以节省成本的潜在领域，并调查性能和成本之间的权衡，并提供解决方案，使这种仪器能够用目前可用的技术来建造。我们的主要建议包括：对于每像素约0.7弧秒的激光引导星波前传感器像素尺度和至少7弧秒的视场的权衡，即使需要降低帧速率，也应该将EMCCD技术用于自然引导星波前传感器，并且可以通过稍微减少自然引导星子孔径数来改善天空覆盖，而不会显著影响层析成像性能。我们发现，自适应光学校正可以保持在一个广泛的视野，直径高达7弧分。我们还建议使用至少4颗激光引导星，并包括地面层和多目标自适应光学性能评估。
2016-09-08 astro-ph.IM
A data-scientific noise-removal method for efficient submillimeter spectroscopy with single-dish telescopes
对于使用地基单碟望远镜的亚毫米光谱学，消除来自地球大气和仪器的噪声贡献是必不可少的。为此，我们提出了一种基于数据科学方法的新方法。其关键技术是统计矩阵分解，自动分离的天文发射线的信号从漂移噪声成分的快速采样（1- 10 Hz）的时间序列谱的位置切换（PSW）观测获得。由于所提出的方法不应用两组噪声数据之间的减法（即，源上和源外光谱），它将观测灵敏度提高了$\sqrt{2}$倍。它还减少了人为信号，如频谱上的基线波纹，这也可能有助于提高有效灵敏度。我们证明了这一改进，通过使用光谱数据的发射线对高红移星系观察与2毫米接收器上的50米大毫米望远镜（LMT）。由于所提出的方法是离线进行的，不需要额外的测量，它提供了一个即时的改进，减少到目前为止，与传统的方法的光谱。它还可以实现由未来50米级大型亚毫米单碟望远镜驱动的高效深度光谱学，其中通过机械天线或反射镜驱动的快速PSW观测难以实现。
2021-07-13 astro-ph.IM
WST -- Widefield Spectroscopic Telescope: design of a new 12m class telescope dedicated to widefield Multi-object and Integral Field Spectroscopy
WST提出12米级望远镜概念，采用校正Cassegrain设计实现多目标与积分场光谱同时观测，兼顾成本与技术创新。
2024-06-04 astro-ph.IM
A multi-functional fiber positioning system for Extremely Large Telescopes
本文提出一种面向极大望远镜多目标光谱观测的光纤定位系统概念设计，通过多ADC、倾斜镜及四自由度机械结构在弯曲焦面上工作，并结合目标分配算法实现约80-100%的瞄准效率。
2025-09-21 astro-ph.IM
Laser Guide Stars for Extremely Large Telescopes: Efficient Shack-Hartmann Wavefront Sensor Design using Weighted center-of-gravity algorithm
在过去几年中，人们越来越多地考虑研究激光引导星（LGS），以测量从地面进行光学和近红外天文观测时由大气引入的扰动。产生LGS的一种可能方法是在大约90公里高度的高层大气中激发钠层。由于钠层大约有10公里厚，所以人造参考源看起来很长，特别是从大孔径的边缘观察时。光斑伸长严重限制了最常见的波前传感器的性能。例如，Shack-Hartmann波前传感器中的质心精度与伸长成比例地降低（在光子噪声主导的状态中）。为了补偿这种效应，一个简单的解决方案是增加激光功率，即增加每个子孔径检测到的光子的数量。在本文中提出的工作范围是双重的：分析的加权重心算法的性能与细长的斑点和所需的光子数的测定，以达到一定的平均波前误差超过望远镜孔径。
2009-03-24 astro-ph.IM
The Era of Extremely Large Optical Telescopes: The ELT
Maulana Azad National Urdu University（莫拉纳·阿扎德国立乌尔都大学）
本文探讨了超大光学望远镜（ELT）的出现及其对天文观测的深远影响，重点介绍了ELT的关键技术突破及其在光谱分析、系外行星大气研究和早期宇宙探索中的科学贡献。
2026-05-21 astro-ph.IM physics.pop-ph
The Extremely Large Telescope Interferometer
Instituto de Astrofísica de Andalucía CSIC（安达卢西亚天体物理研究所）；Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利天体物理研究所）；Grantecan（格兰特坎）；Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES)（阿耶波多观测科学研究所）；Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文研究所）
ELTI利用分段子孔径光束组合、高分辨率SPAD阵列和高色散光谱学，为2040年代提供超高分辨率光学天文观测能力。
2026-03-05 astro-ph.IM
Key wavefront sensors features for laser-assisted tomographic adaptive optics systems on the Extremely Large Telescope
激光导星波前传感器是层析自适应光学系统的关键部件。然而，当考虑到极大望远镜（ELT）尺度时，LGS光斑的伸长变得如此之大，以至于它挑战了设计LGSWFS的标准配方。对于经典的Shack-Hartmann波前传感器（SHWFS），其是所有ELT LGS辅助仪器的当前基线，需要在光瞳空间采样[子孔径（SA）的数量]、SA视场（FoV）和每个SA内的像素采样之间进行权衡。对于ELT尺度，这种权衡也受到强大的技术限制的驱动，特别是关于可用的检测器，特别是它们的像素数量。对于SHWFS，每个SA的较大视场允许减轻LGS光斑截断，这表示由于测量偏差而导致的严重性能损失。对于给定数量的可用检测器像素，SA FoV与LGS点的适当采样和/或SA的总数竞争。我们提出了一个敏感性分析，我们探讨这些参数如何影响最终的性能。特别是，我们引入了超分辨率的概念，它允许一个减少每个WFS的光瞳采样，并打开了一个机会，提出潜在的LGSWFS设计提供最佳性能的ELT规模。
2022-06-22 astro-ph.IM
The Kilodegree Extremely Little Telescope: Searching for Transiting Exoplanets in the Northern and Southern Sky
Kilodegree Extremely Little Telescope（KELT）是一个地面计划，旨在寻找围绕相对明亮恒星运行的系外行星。为了实现这一目标，KELT科学小组运营着两个行星设施-位于亚利桑那州维纳天文台的KELT-North和位于南非天文台的KELT-South。这些天文台使用的望远镜具有特别宽的视野，使KELT能够研究大量潜在的系外行星宿主恒星。瞄准明亮恒星的主要优势之一是，分布在世界各地的小型地面观测站可以很容易地跟踪检测到的系外行星候选者。本文将简要概述KELT-北和KELT-南调查，KELT后续合作进行的后续观测，以及迄今为止确认的系外行星发现，最后简要讨论KELT计划的未来。
2016-05-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Compact high-resolution spectrographs for large and extremely large telescopes: using the diffraction limit
随着望远镜越来越大，对于给定分辨率的视限摄谱仪的尺寸也变得越来越大，对于ELT来说，尺寸将如此之大，以至于简单设计的高分辨率仪器将不可行。解决方案包括自适应光学（但不提供短波长的完全校正）或图像切片器（提供可行但仍然很大的仪器）。在这里，我们开发的解决方案提出的布兰德-山楂和霍顿：使用衍射限制光谱仪是紧凑的，即使高分辨率。它们的使用是由光子灯笼，它分裂成多个单模光纤多模光纤。我们描述了这种光谱仪的初步设计，分辨率为R ~ 50，000。虽然它们很小并且使用相对简单的光学器件，但挑战在于容纳尽可能长的光纤狭缝（因此在一个光谱仪中最大数量的单模光纤），并以比大多数光谱仪准直器快得多的焦比接受来自每根光纤的光束，同时保持衍射限制的成像质量。尽管存在这些挑战，但仍有可能获得出色的性能。我们还简要地考虑了所需的光谱仪的数量，这可以通过全部或部分自适应光学校正和/或向更长波长移动来减少。
2012-08-23 astro-ph.IM
The Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph for the James Webb Space Telescope -- II. Wide Field Slitless Spectroscopy
介绍了詹姆斯·韦伯空间望远镜近红外光谱仪的宽视场无狭缝光谱模式。该模式采用两个正交的低分辨率（分辨能力$\approx 150$）光栅与一组六个波长范围为0.8至$2.3\,μ$ m的阻挡滤波器相结合，以提供视场内几乎每个源的光谱。当与望远镜提供的低背景、高灵敏度和高空间分辨率相结合时，这种模式将能够对遥远星系的结构和演变进行前所未有的研究。我们描述了与此模式相关的建成硬件的性能以及预期的成像和光谱灵敏度。我们讨论了操作和校准程序，以获得最高质量的数据。作为观测模式使用的例子，我们提出了两个计划中的保证时间观测计划的细节：加拿大NIRISS无偏星系团调查（CANUCS）和NIRISS年轻棕矮星和流氓行星调查。
2022-02-03 astro-ph.IM
The Keck Planet Imager and Characterizer: Demonstrating advanced exoplanet characterization techniques for future extremely large telescopes
凯克行星成像仪和表征仪（KPIC）是凯克II自适应光学系统的升级版，能够在中红外（2-5微米）对巨型系外行星进行高对比度成像和高分辨率光谱表征。KPIC仪器将分阶段开发。第一阶段需要安装一个基于快速，低噪声SAPHIRA IR-APD阵列的红外金字塔波前传感器（PyWFS）。超灵敏的红外PyWFS将使高对比度的研究婴儿系外行星周围的冷，红色，和/或模糊的目标在恒星形成区域。此外，PyWFS下游的光将在有源光纤注入单元（FIU）的帮助下耦合到单模光纤阵列中。反过来，这些光纤将光路由到Keck的高分辨率红外光谱仪NIRSPEC，从而首次实现了高色散日冕仪（HDC）。HDC最佳地将高对比度成像和高分辨率光谱学结合在一起，可以详细描述系外行星的大气层，包括分子组成，自旋测量和多普勒成像。在这里，我们提供了一个概述的仪器，其科学范围，并报告最近的结果，从天空调试的第一阶段。仪器设计和开发的技术将是未来超大望远镜所需的更先进仪器概念的关键。
2019-09-10 astro-ph.IM
On-sky multi-wavelength phasing of segmented telescopes with the Zernike phase contrast sensor
未来的极大望远镜将采用具有数百段的分段主镜。段的共相位对于达到高波前质量是必不可少的。定相传感器必须能够在观测期间保持非常高的定相精度，同时能够将相位段移相几微米。Zernike相衬传感器已经在甚大望远镜的天空中进行了演示。我们提出的多波长方案，已实施的捕获范围从\pmlambda /2的波前上扩展到许多微米，表明它是成功的相位镜活塞误差高达\pm 4.0微米的波前。我们讨论了不同层次的结果，并得出结论，为未来的极大望远镜的分阶段战略。
2011-04-19 astro-ph.IM
The Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) on the James Webb Space Telescope III. Integral-field spectroscopy
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）上的近红外光谱仪（NIRSpec）首次提供了在近红外波长下使用空间积分场光谱学的机会。更具体地说，NIRSpec的积分场单元可以在$R \approx 100$、1000和2700的光谱分辨率下获得覆盖连续3.1弧秒$\times$ 3.2弧秒天空区域的波长范围$0.6 - 5.3~μ$ m的光谱。在本文中，我们描述的光学和机械设计的NIRSpec积分场光谱模式，连同其预期的性能。我们还讨论了一些建议的观测策略，其中一些是由NIRSpec是一个多用途仪器，具有许多不同的观测模式，这是在配套文件中讨论的事实驱动。我们简要地讨论了产生包含空间和光谱信息的波长和通量校准数据立方体所需的数据处理步骤。最后，我们提到一些科学主题，这些主题必然会受益于JWST/NIRSpec提供的高度创新的功能。
2022-02-07 astro-ph.IM
Wide-field adaptive optics performance in cosmological deep fields for multi-object spectroscopy with the European Extremely Large Telescope
为了在良好的天空覆盖范围内运行，将需要在即将到来的欧洲极大望远镜上安装一台多物体摄谱仪。许多有趣的深宇宙学领域被故意选择为没有明亮的前景恒星，因此对自适应光学（AO）系统具有潜在的挑战性。在这里，我们调查多对象AO性能使用子字段内随机选择的大天文台起源深调查（GOODS）-S字段，这是最坏的情况下广泛用于高红移星系的研究五个深场。我们的AO系统模型是基于建议的MOSAIC仪器，但我们的研究结果同样适用于任何计划中的超大望远镜的多目标光谱计划。潜在的引导星在这些子领域内的识别和用于模拟AO校正。在75~mas范围内，我们获得了25- 35%的能量，这对于探测高红移星系的sub-kpc尺度是足够的。我们还研究了探测器读出噪声对AO系统性能的影响，并考虑了自然导星用于高阶和倾斜仅AO校正的情况。我们还考虑了性能如何与能量盒大小成比例。总之，预期的AO性能对于MOSAIC类仪器来说是足够的，即使在以缺乏明亮前景恒星为特征的深视场中也是如此。
2014-09-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
SCORPIO at the 6-m telescope: current state and perspectivies for spectroscopy of galactic and extragalactic objects
俄罗斯6米望远镜的观测中有很大一部分是使用SCORPIO多模缩焦器进行的。在过去的十年中，人们利用直接成像、狭缝光谱和法布里-珀罗干涉等方法收集了大量的科学数据。这些意见的一些结果被认为是在这次审查。我们还提出了一个简短的描述，新一代仪器命名为SCORPIO-2。
2011-06-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Slitless spectroscopy with the James Webb Space Telescope Near-Infrared Camera (JWST NIRCam)
詹姆斯韦伯太空望远镜的近红外相机（JWST NIRCam）有两个2。'2 $\times$ 2. 2个视场，能够进行成像或光谱观测。两个色散方向正交的$R \sim 1500$光栅中的任何一个都可以用于每个模块中$λ= 2.4 - 5.0$ $μ$ m上的无狭缝光谱学，并且可以同时获得相同场的较短波长观测。我们提出了最新的预测棱镜的灵敏度，饱和极限，分辨率和波长覆盖值的基础上组件测量，仪器测试和端到端的建模。2.4 - 5.0 $μ$ m光谱场的短波长（0.6 - 2.3 $μ$ m）成像观测可以在几个不同的滤波器波段之一中进行，通过NIRCam内部的弱透镜聚焦或散焦。或者，正在探索使用分散的哈特曼传感器（DHS）进行1.0 - 2.0 $μ$ m光谱分析（与2.4 - 5.0 $μ$ m同时进行）的可能性。GRISMS、弱透镜和DHS元件被包括在NIRCam中主要用于波前传感目的，但都具有重要的科学应用。还讨论了包括子阵列大小和数据量限制在内的操作考虑因素。最后，我们描述了光谱模拟工具，并通过模拟观测深河外磁场、银河系暗云和凌日系外行星来说明grisms的潜在科学用途。
2016-07-20 astro-ph.IM
The Extremely Large Telescope
本文介绍ESO正在研制的39米口径ELT，概述其结构、五镜系统、前沿仪器、科学目标及与其他天文设施的协同价值。
2023-12-07 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Project overview and update on WEAVE: the next generation wide-field spectroscopy facility for the William Herschel Telescope
我们提出了一个概述和状态报告的WEAVE下一代光谱设备的威廉赫歇尔望远镜（WHT）。WEAVE主要针对即将进行的地基（LOFAR）和天基（Gaia）调查的光学地基后续行动。WEAVE是一种多目标和多IFU设施，在WHT处使用新的2度主聚焦视场，带有缓冲拾取和放置定位器系统，可容纳1000个多目标（MOS）光纤、20个积分场单元或每次观察的单个大型IFU。光纤被馈送到单个光谱仪，具有一对8 k（光谱）x 6 k（空间）像素的相机，位于望远镜Nasmyth平台上的WHT GHRIL外壳内，支持在R~5000下在单次曝光中在整个370- 1000 nm波长范围内的观测，或者在R~20000下每个臂中具有有限覆盖范围的高分辨率模式。该项目目前正处于最终设计和早期采购阶段，预计2017年望远镜投入使用。
2014-12-02 astro-ph.IM
Affordable echelle spectroscopy of the eccentric HAT-P-2, WASP-14 and XO-3 planetary systems with a sub-meter-class telescope
最近在斯洛伐克的Stará Lesná天文台的0.6米望远镜上安装了一台新的现成的低成本中阶梯光栅摄谱仪。本文详细介绍了用该仪器观测到的前三个凌日行星系统HAT-P-2、WASP-14和XO-3的视向速度分析。此外，我们比较了我们的数据与RV数据实现与其他亚米级，米级和两米级望远镜的中阶梯光谱仪在其精度。最后，我们调查我们的RV数据建模轨道参数的适用性。
2016-08-02 astro-ph.EP astro-ph.IM
Extremely Large Images: Considerations for Contemporary Approach
新的宽视场射电望远镜，如ASKAP、MWA、LOFAR、eVLA和SKA，将产生数百PB量级的前所未有的光谱成像数据立方体。向最终用户提供图像等数据可能会遇到在亚太统计所发展过程中无法预见的挑战。我们讨论了非常大的SIDC的要求，并在此方面，我们分析了ISO/IEC 15444（JPEG 2000）标准中所采取的方法的适用性。
2013-07-19 astro-ph.IM
