Cold Stop and Lyot Stop Designs for a New Infrared Exoplanet Imager at Keck Observatory
用于系外行星光谱学的圣克鲁斯小透镜阵列（SCALES）是一种仪器，设计用于使用W.M.的自适应光学系统在红外线中直接成像系外行星。凯克天文台。SCALES的性能将在很大程度上受到来自各种源的热传输和发射的影响，包括自适应光学和仪器结构。冷光阑和Lyot光阑的放置可以保持最大和稳定的吞吐量，同时限制仪器结构（诸如主镜段间隙、次级结构和蜘蛛臂）的发射。在这里，我们提出并比较了三个冷停止，一个圆形的内罩与圆形，六边形和锯齿状的外罩配对，以及一个Lyot停止设计。考虑到光瞳章动和反射镜发射率，我们对所有设计的吞吐量和背景发射进行建模，以优化冷光阑和Lyot光阑的尺寸。
2021-09-01 astro-ph.IM
Liger at Keck Observatory: Design of Imager Optical Assembly and Spectrograph Re-Imaging Optics
Liger是一种自适应光学（AO）馈入成像仪和积分场摄谱仪（IFS），旨在利用凯克全天精密自适应光学（KAPA）升级为W. M。凯克天文台。我们提出了设计和分析的成像器光学组件，包括光谱仪重新成像光学（RIO），它将光束路径从成像器焦平面的IFS切片模块和小透镜阵列。每个成像器部件和前两个RIO机构被组装并单独对准在同一光学板上。挡板抑制背景辐射和散射光，瞳孔观察相机允许成像器探测器聚焦在望远镜瞳孔的图像上。光学板安装在适配器框架上，用于整个系统的对准。成像仪和RIO将在安装到最终科学低温恒温器之前在低温测试室中进行表征。
2022-08-16 astro-ph.IM
Ground Layer Adaptive Optics for the W. M. Keck Observatory: Feasibility Study
地面层自适应光学（GLAO）系统提供了改善大型地面望远镜的“视宁度”和提高宽视场观测效率和灵敏度的可能性。我们探讨了在W部署GLAO系统的效用和可行性。M.凯克天文台，以养活现有的和未来的多目标摄谱仪和宽视场成像仪。我们还简要总结了科学案例跨越系外行星高红移星系的演化，将受益于凯克GLAO系统。初步模拟表明，Keck GLAO系统将分别在光学（500 nm）和红外（1.5微米）处提供1.5倍和2倍的FWHM改善。红外仪器MOSFIRE非常适合凯克GLAO馈源，因为它具有出色的图像质量，并且位于望远镜的光轴上。然而，它缺乏大气色散补偿器，这将限制长时间曝光科学案例的最小可用狭缝尺寸。类似地，虽然LRIS和DEIMOS可能能够基于其内部图像质量接受GLAO馈送，但它们缺乏大气色散补偿器（DEIMOS）或挠曲补偿（LRIS）以利用与GLAO图像质量匹配的较窄狭缝。然而，一些需要较短曝光的科学案例仍然可以从Keck GLAO中受益，我们将研究安装ADC的可能性。
2018-07-23 astro-ph.IM
Liger at W.M. Keck Observatory: imager structural analysis, fabrication, and characterization plan
Liger是为Keck I望远镜设计的AO馈电成像仪与IFS，通过新成像仪适配TMT的IRIS设计；本文介绍其成像仪结构分析、制造及表征计划，确保精度与观测能力提升。
2024-09-24 astro-ph.IM
The Observers' Data Access Portal at the Keck Observatory Archive
凯克天文台档案馆发布观测者数据访问门户，基于Python Socket IO和React构建，实现实时监控与下载数据，支持自定义过滤和批量下载。
2024-02-07 astro-ph.IM
Keck Observatory as an HWO Testbed: validating wavefront sensing and control schemes on a large segmented aperture in parallel with high-contrast science
研究以Keck天文台为测试平台验证HWO的波前传感与控制策略，利用现有硬件在并行科学观测中实现子镜闭环校正，并验证误差预算与嵌套回路方法。
2025-11-03 astro-ph.IM
Design of SCALES: A 2-5 Micron Coronagraphic Integral Field Spectrograph for Keck Observatory
介绍了正在为凯克天文台建造的一台新的2-5微米日冕积分场摄谱仪SCALES（Slicer Combined with Array of Lenslets for Exoplanet Spectroscopy）的设计。SCALES能够实现低分辨率（R~50）光谱学，以及中分辨率（R~ 4，000）光谱学，目的是发现和表征在热红外线中最亮的冷系外行星。此外，SCALES还有一个12 x12”视场成像仪，将用于凯克的一般自适应光学科学。我们介绍了SCALES的规格、科学案例、总体设计以及对其预期性能的模拟。此外，我们目前的进展采购，制造和测试长交货期的组件。
2022-08-23 astro-ph.IM
Developing Adaptive Secondary Mirror Concepts for the APF and W.M. Keck Observatory Based on HVR Technology
自适应次镜（ASM）允许将自适应光学（AO）集成到望远镜本身中。TNO开发的基于混合可变磁阻（HVR）致动器技术的自适应次镜为望远镜集成AO提供了一条有前途的道路。HVR致动器的优点是允许反射镜比类似的基于音圈的ASM的反射镜更硬、更功率有效并且可能更简单。我们正在通过实验室测试平台探索这项技术的应用，以验证技术方法。与此同时，我们正在开发几个望远镜的ASM概念设计，包括自动行星望远镜（APF）和凯克天文台。有源滤波器的自适应光放大器可以将通过狭缝的光放大一倍，从而实现径向速度的测量，并显著提高了图像的稳定性。用于WMKO的ASM能够进行地面层AO校正和较低背景红外AO观测，并通过调整卡塞格伦焦点位置的能力提供更灵活的仪器部署。
2021-10-04 astro-ph.IM
Integration of Data Reduction and Near Real-Time Archiving into the Keck Observing Model
本文介绍凯克天文台通过数据服务计划将数据缩减与近实时归档整合进观测模型，使原始帧和缩减数据在摄取后立即可供观测者及合作者使用，并在保护期届满后向公众开放。
2024-06-06 astro-ph.IM
"Fast" and Furious focal-plane wavefront sensing at W. M. Keck Observatory
高质量、可重复的点扩散函数对于直接系外行星成像、高精度天体测量和系外行星的高分辨率光谱学等科学案例非常重要。对于这种要求苛刻的应用，由自适应光学系统传递的初始天空点扩散函数可能需要进一步优化以校正未感测的静态像差和校准偏差。我们研究使用快速和愤怒的焦平面波前传感算法作为一个潜在的解决方案。该算法使用光学系统的简单模型和焦平面信息来测量和校正点扩散函数相位，而不使用散焦图像，这意味着它可以与科学同时运行。空中测试表明，在几次迭代中，使用窄滤波器和宽带滤波器，PSF质量得到了显着改善。这些结果表明，该算法是一个有用的路径向前创建和维护高品质，可重复的天空自适应光学点扩散函数。
2021-07-15 astro-ph.IM
Real-time Data Ingestion at the Keck Observatory Archive (KOA)
自今年2月以来，KOA开始准备、传输和摄取近实时获取的数据;在大多数情况下，观测者在获取数据后一分钟内就可以通过KOA获得数据。到2022年夏季结束时，所有有源仪器的实时摄取将完成。该天文台正在支持现代Python数据简化管道的开发，该管道在交付时将在每晚结束时自动创建科学就绪的数据集，以便将其纳入存档。本演示将描述为支持实时数据摄取而开发的基础设施，这本身就是天文台实现端到端操作现代化的更大举措的一部分。在望远镜运行期间，当通过监测基于关键字的观测站控制系统识别新获取的文件时，WMKO的软件自动执行;凯克使用该系统执行几乎所有观测站功能。监控器使用控制系统中内置的回调函数开始文件的数据准备，以便在单独的基础上传输到存档：不需要调度脚本或文件系统相关的触发器。从Flask微框架调用的基于HTTP的系统使WMKO和NExScI之间的文件传输成为可能，并触发NExScI的数据摄取。NEXScI的摄取系统是一个紧凑（4 KB），高度容错，基于Python的系统。它使用共享文件系统将数据从WMKO传输到NExScI。摄取代码与仪器无关，仪器参数从配置文件读取。它取代了自2004年以来一直使用的笨重的（50 KB）基于C的系统。
2022-12-05 astro-ph.IM
Simulation Tests of PSF Modeling for Cosmic Shear with the Vera C. Rubin Observatory
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；The University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本研究通过半真实图像模拟测试了PIFF包在类LSST数据上的PSF建模性能，发现其对非层析宇宙剪切的加性偏差贡献远低于宇宙剪切不确定度的30%，为LSST弱引力透镜分析的PSF验证提供了早期基准。
2026-08-25 astro-ph.CO astro-ph.IM
Efficiency Measurements and Installation of a New Grating for the OSIRIS Spectrograph at Keck Observatory
OSIRIS是一个近红外积分场摄谱仪，在W。M.凯克天文台。虽然OSIRIS迄今为止一直是一种科学生产工具，但其灵敏度受到光栅效率的限制，不到预期的一半。在λ = 1.310 μm处，测量了旧光栅的空间平均效率（按误差加权）为39.5 +/-0.8%，由于光栅表面效率的变化，具有11.7%的大的场相关变化。我们与新供应商合作，开发出更高效、更均匀的光栅，在λ = 1.310 μm处的加权平均效率为78.0 +/-1.6%，场变化仅为2.2%。这几乎是平均效率的两倍，整个领域的变化减少了五倍。新的光栅安装于2012年12月，天空OSIRIS吞吐量显示，在1至2.4微米之间的灵敏度平均提高了1.83倍。我们目前的发展历史，测试和实施这种新的近红外光栅OSIRIS和报告与前人的比较。更高的灵敏度已经对OSIRIS的科学研究产生了很大的影响。
2014-01-17 astro-ph.IM
Liger at Keck Observatory: Imager Detector and IFS Pick-off Mirror Assembly
Liger是计划用于W.M.的下一代近红外成像仪和积分场光谱仪（IFS）。凯克天文台。Liger旨在利用目前正在进行的Keck All-Sky Precision自适应光学（KAPA）升级中改进的自适应光学（AO）。Liger在0.84-2.45 $μ$ m处工作，光谱分辨率为R $\sim$ 4，000 - 10，000。Liger使用顺序成像仪和摄谱仪设计，允许同时观测。有两种摄谱仪模式：具有14和31质量的高空间采样的小透镜，以及具有扩展视场的75和150质量采样的切片器。成像器检测器附近的两个拾取镜将光引导到这两个IFS通道。我们提出的设计和结构分析的成像仪探测器和IFS拾取镜安装组件，将用于调整和保持稳定性，在其整个操作。压电致动器将用于在仪器对准期间步进行程的$\rm3\,mm$，以确定探测器和拾取镜的最佳焦点，探测器和拾取镜将在正常操作期间锁定在适当位置。我们将证明该设计可以承受所需的重力和运输载荷，并可以在光学器件的定位公差范围内对齐。
2022-08-16 astro-ph.IM
Joint estimation of atmospheric and instrumental defects using a parsimonious point spread function model.On-sky validation using state of the art worldwide adaptive-optics assisted instruments
由于光学点扩散函数（PSF）的复杂形状和空间变化，其建模对于自适应光学（AO）辅助观测具有特殊的挑战性。我们的目标是（i）通过与大量成像PSF样本的比较，详尽地证明最近分析模型的准确性，（ii）评估模型最佳的条件，以及（iii）释放该框架的强度，以实现联合估计大气参数、AO性能和静态像差。我们收集了从七个AO系统中获得的4812个天空PSF，并使用相同的拟合算法在各种AO PSF上测试模型，并从模型输出中诊断AO性能。最后，我们强调了这个框架如何使表征的所谓的低风效应的SPHERE仪器和活塞同相误差的凯克II望远镜。在4812个PSF上，该模型在Strehl比（SR）和半高全宽（FWHM）上的误差均达到4%。我们特别说明，Fried参数，这是一个模型参数的估计，是一致的，与已知的看到的统计，并遵循预期的趋势，波长使用MUSE仪器（$λ^{6/5}$）和字段（无变化）从GSAOI图像的标准偏差为0.4厘米。最后，我们表明，我们可以检索的差分活塞，提示和倾斜模式的LWE介绍，比较ZELDA测量，以及段活塞错误的凯克II望远镜，特别是楼梯模式，已经从以前的研究中发现的组合。该模型在4%的误差水平下匹配所有类型的AO PSF，并可用于AO诊断、后处理和波前传感目的。
2020-09-02 astro-ph.IM
Fiber scrambling for high-resolution spectrographs. II. A double fiber scrambler for Keck Observatory
我们已经设计了一个光纤扰频器作为原型的凯克HIRES光谱仪，使用双扰稳定照明的光谱仪和光瞳切片器，以增加光谱分辨率R = 70,000最小的狭缝损耗。我们发现，双扰频器观测的谱线扩展函数（SLSF）比可比狭缝观测的SLSF稳定18倍，比我们在2010年测试的单光纤扰频器的SLSF稳定9倍。对于双扰频器的测试数据，我们进一步减少径向速度散射的平均值为2.1米/秒至1.5米/秒后，采用我们的多普勒模型中的稳定SLSF的中位数描述。这表明SLSF建模的不准确性对速度RMS有贡献。不完善的知识，而不是恒星的抖动，设置精度地板的色球安静的恒星分析与碘技术使用凯克HIRES和其他狭缝馈电光谱仪。天文学家越来越普遍的做法是用形式误差来衡量恒星噪声的正交性，这样他们的开普勒模型产生的卡方拟合为1.0。当这样做时，来自SLSF的不准确建模（也许来自其他来源）的误差被归因于恒星，而恒星噪声的基底被高估了。
2015-01-01 astro-ph.IM
A New Plotly-Dash-based Query Infrastructure for the Keck Observatory Archive
Caltech/IPAC-NExScI（加州理工学院/IPAC-NExScI）
本研究提出了一种基于Plotly-Dash的新型查询基础设施，用于凯克天文台档案，以提高数据查询效率和可视化能力。
2026-02-12 astro-ph.IM
A case study in adaptable and reusable infrastructure at the Keck Observatory Archive: VO interfaces, moving targets, and more
本文介绍了凯克天文台档案馆（KOA）是如何扩展开源软件组件开发新的服务。2015年8月，KOA部署了一个程序接口，用于从所有配备成像模式的仪器中发现公共数据。该接口符合国际虚拟天文台联盟正在开发的简单成像访问协议第2版，该协议定义了通过空间查询发现图像的标准机制。KOA服务的核心是一个基于R树的数据库索引机制，该机制由虚拟天文台（VAO）原型化，并由蒙太奇图像拼接项目进一步开发，旨在提供对大型成像数据集的快速访问，作为创建广域图像拼接的第一步。KOA服务使用空间R树搜索的结果来创建SQLite数据数据库，以进行进一步的关系过滤。该服务使用JSON配置文件来描述仪器参数和服务查询参数之间的关联，并使其适用于Keck仪器之外。R树程序本身也扩展到支持时间（除了空间）索引，以响应行星科学界对搜索引擎的请求，以发现太阳系天体的观测结果。通过这种3D索引方案，该服务在从JPL SPICE服务获得的目标星历表之间执行非常快速的时间和空间匹配。我们的实验表明，这些匹配可以比分离时间和空间搜索时快100倍以上。使用新的命令行可视化工具mViewer（随Montage发行版发布）计算与图像足迹重叠的移动目标轨迹图像。该服务目前正在测试中，将于2016年秋季发布。
2016-08-08 astro-ph.IM
Efficiently Searching for Close-in Companions around Young M Dwarfs using a Multi-year PSF Library
提出Super-RDI框架，结合多年PSF库与优化技术应用于Keck/NIRC2高对比度成像，在小角分离处显著提升伴星探测性能，并恢复已知褐矮星伴星及提供155个目标的探测极限。
2024-08-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Performance of the HgCdTe Detector for MOSFIRE, an Imager and Multi-Object Spectrometer for Keck Observatory
MOSFIRE是Keck 1望远镜的一种新的多目标近红外光谱仪，对于0.7”狭缝（2.9像素）的光谱分辨率为R 3500。该探测器是Teledyne Imaging Sensors公司生产的2K x 2K HAWAII 2-RG HgCdTe阵列，其截止波长为2.5 μm，工作温度为77 K。微弱物体的光谱学对低暗电流和低噪声提出了要求。MOSFIRE也是一款红外摄像机，具有6.9“的视场，投影到探测器上，具有0.18”像素采样。宽带成像驱动32通道读出的要求和MOSFIRE的快速相机光学意味着需要一个非常平坦的探测器。在本文中，我们报告的最终性能的探测器选择MOSFIRE。该阵列使用MOSFIRE杜瓦瓶内的SIDECAR ASIC芯片和HxRG软件v2.3进行操作。暗电流加上仪器背景的测量值平均<0. 008 e-s-1 pixel-1。多重相关双采样（MCDS）和上升斜坡（UTR）采样都可用。MCDS 16实现了<5e- rms的读取噪声，64个样本的噪声最低，为3e- rms。电荷持久性取决于曝光水平，并在该检测器上显示出较大的梯度。但是，衰减时间常数始终为\sim 660秒。线性和稳定性也进行了讨论。
2012-08-01 astro-ph.IM
New Python-based Architecture for the Keck Observatory Archive
本文介绍凯克天文台档案的新查询架构，基于 nexsciTAP 和 R 树索引，实现 1 亿条记录秒级搜索，速度提升 20 倍，前端采用 Plotly-Dash。
2024-12-16 astro-ph.IM
FOBOS: A Next-Generation Spectroscopic Facility at the W. M. Keck Observatory
对LSST、Euclid和WFIRST等即将进行的全景深度成像调查进行高复用和深度光谱跟踪是一项广泛认可且日益紧迫的必要性。美国天文台目前或计划中的设施都无法满足利用这些未来数据集所需的灵敏度、多路复用和快速响应时间。FOBOS，光纤宽带光学光谱仪，是一个短期的基于光纤的设施，通过优化深度面积和利用现有的10米凯克II望远镜的孔径优势来满足这些光谱需求。其结果是一个独特的蓝色敏感波长范围（0.31-1.0微米）在R~3500，高复用（1800光纤），和一个因素1.7更大的调查速度和数量级更大的采样密度比斯巴鲁的主焦点光谱仪（PFS）的仪器。在全景深度成像时代，FOBOS将擅长构建解释大量成像数据所需的深度光谱参考数据集。与此同时，其灵活的焦平面，包括在20弧分直径的视场中具有25个可部署的积分场单元（IFU）的模式，可以进行广泛的科学调查。它的主要计划领域包括：（1）嵌套的恒星参数训练集，使研究银河系和M31晕子结构，以及本星系群矮星系成为可能;（2）通过详细绘制z~2处的重子环境和统计联系到今天的演化种群，（3）通过精确的测光红移和确定的红移分布，大大增强了宇宙学的约束。与Keck I仪器相结合，FOBOS还提供了对瞬态源的中分辨率光谱的即时访问，从UV到K波段的全覆盖。
2019-07-16 astro-ph.IM
Design of an IR Imaging Channel for the Keck Observatory SCALES Instrument
下一代仪器命名为切片器与系外行星光谱学透镜阵列组合（SCALES），正在计划用于W。M.凯克天文台。SCALES将有一个积分场摄谱仪（IFS）和一个衍射限制成像通道来发现和光谱表征直接成像的系外行星。SCALES的成像通道在热红外波长（1-5微米，目标为0.6-5微米）下工作，可覆盖12“x 12”的视场，具有低失真和高吞吐量。除了扩大中红外科学的情况下，并提供了一个潜在的升级/替代NIRC 2，成像通道的H2 RG探测器可以采取高分辨率的瞳孔图像，以帮助对齐过程。此外，成像相机也将有助于在小视场采集IFS arm. In这项工作中，我们提出的光学机械设计的成像仪，并评估其能力和性能。
2022-08-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Automated Scheduling of Doppler Exoplanet Observations at Keck Observatory
本文提出一种基于分层整数线性规划的自动化调度框架，用于在凯克天文台优化约1000次系外行星多普勒观测的时间与顺序，实现实时近最优调度并最小化仪器转动和停机时间。
2024-02-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
Advancements in Streamlining Time-Domain and Multi-Messenger Astronomy Follow-Up Infrastructure at Keck Observatory
本文介绍了凯克天文台为应对时域与多信使天文学警报而建设的关键后续观测基础设施，涵盖ToO触发、观测规划、数据采集与产品可获取性等方面。
2024-05-02 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.HE
The W. M. Keck Observatory infrared vortex coronagraph and a first image of HIP79124 B
在凯克二号望远镜的近红外2号照相机内安装了一个光学涡旋日冕仪，用于进行天空测试和观测。这种新的L '波段观测模式的发展进行了说明，并提出了新的能力的初步演示：一个解决的低质量的同伴HIP79124，这是以前通过干涉测量检测到的图像。HIP 79124 B的预计分离质量为186.5质量，涡旋日冕的小内部工作角和相关的成像改进对于直接成像这颗近距离伴星至关重要。由于更高的斯特列尔比和更宽松的对比度在L'波段与H波段，这种新的日冕照相能力将使高对比度的小角度观测附近的年轻系外行星和磁盘与那些较短波长的极端自适应光学日冕照相机。
2016-12-09 astro-ph.IM astro-ph.SR
An Interactive Metrics Dashboard for the Keck Observatory Archive
Caltech/IPAC-NExScI（加州理工学院/IPAC-NExScI）；University of California（加州大学）
本文提出一个交互式仪表盘，用于实时监控凯克天文台档案的性能和增长，以支持其现代化和扩展需求。
2026-02-09 astro-ph.IM cs.IR
Reference star differential imaging of close-in companions and circumstellar disks with the NIRC2 vortex coronagraph at W.M. Keck Observatory
参考星差分成像（RDI）是高对比度成像的一种强有力的策略。通过使用$L^\prime$波段的Keck/NIRC 2涡旋日冕模式进行的示例观测，我们证明了RDI与角微分成像（ADI）相比，在小角间距处对点源提供了更高的灵敏度。将RDI应用于低质量伴星HIP 79124 C（192质量分离，$ΔL^\prime$ =4.01）和HIP 78233 B（141质量分离，$ΔL^\prime$ =4.78）的图像，后者是第一次成像探测，相对于ADI，它们探测的重要性增加了5倍。我们比较了参考系选择的方法，发现帧的预先选择提高了点源的检测意义，最多可达3倍。此外，我们使用周围的MWC 758和2 MASS J16042165-2130284的拱星盘的观察表明，RDI允许准确映射的散射光分布没有自减文物。
2019-01-15 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.optics
Observers' Data Access Portal: Realtime Streaming for Astronomical Data
Keck天文台档案库推出ODAP Web应用，利用React与WebSocket实现观测数据及元数据在归档后近实时流式传输给授权研究团队，并总结其设计、集成与使用情况。
2024-09-13 astro-ph.IM
Focal plane $C_n^2(h)$ profiling based on single conjugate adaptive optics compensated images
大气湍流在望远镜视线中的知识是至关重要的宽视场观测辅助自适应光学（AO），其中的点扩散函数（PSF）成为强烈的拉长，由于非等晕效应。这一点必须准确地建模，以推断整个视场（FOV）的任何位置的PSF，并提高科学利用。然而，非等晕性是Cn2（h）曲线的函数，无法通过单共轭AO遥测直接获得。人们可能依赖于外部轮廓仪，但最近的研究强调了AO内部测量的差异超过10%，而我们的目标是PSF建模的准确性超过1%。为了解决这个现有的限制，我们提出了焦平面轮廓（FPP），作为一个$C_n^2(h)$轮廓的方法，依赖于后AO焦平面图像。我们证明了这种方法符合$C_n^2(h)$估计的精度为1%的水平，并建立这种精度如何变化的校准恒星的幅度和位置在该领域。我们强调，测光和天体测量误差，由于PSF错误建模分别达到1%和50μ作为使用FPP的凯克基线，初步校准使用的恒星的星等H=14在20”。我们还验证了这一概念，使用加拿大NRC-Herzberg HENOS试验台图像比较FPP检索与替代$C_n^2(h)$测量HeNOS。FPP方法允许使用SCAO系统对$C_n^2(h)$进行分析，并显著改善PSF表征。这种方法也是ELT尺寸兼容，并将外推到层析成像系统在不久的将来。
2018-08-31 astro-ph.IM
Ground control to major time-lag: on-sky results of data-driven predictive wavefront control at Keck Observatory
University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Wakea Consulting（Wakea咨询公司）；National Research Council Canada - Herzberg（加拿大国家研究委员会-赫茨伯格）；W. M. Keck Observatory（W.M.凯克天文台）；UK Astronomy Technology Centre（英国天体物理技术中心）；University of Hawai’i（夏威夷大学）；Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）
针对极端自适应光学中的时间误差，采用经验正交函数预测波前，在凯克望远镜上实现20%的波前残差改进，并验证了参数鲁棒性。
2026-06-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
96 kHz on-sky imaging on an adaptive optics system with a single-photon avalanche diode
University of Victoria（维多利亚大学）；NRC Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Centre（国家研究委员会赫尔伯格天文学和天体物理学研究中心）；Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学）
该研究在REVOLT AO测试台安装SPAD阵列实现96 kHz在轨成像，分析AO系统PSF高频行为，发现高帧率成像可提升PSF性能。
2026-09-01 astro-ph.IM
AIROPA IV: Validating Point Spread Function Reconstruction on Various Science Cases
我们提出了一个分析的六个独立的对天空的数据集采取的ESPIK-II/NIRC 2仪器。使用离轴点扩散函数（PSF）重建软件AIROPA，我们提取恒星天体测量，光度学，和其他拟合度量，以表征该软件包的性能。我们测试的有效性AIROPA重建的PSF在不同的大气条件下，PSF参考星的数量和位置，恒星拥挤和望远镜的位置角（PA）的视野。我们比较了静态PSF模型和空间变化PSF模型之间的天体测量精度和拟合残差，该模型在曝光期间包含仪器像差和大气湍流。我们测量的大多数拟合残差在可变PSF模式中与单PSF模式相比几乎没有改善。对于其中一个数据集，我们发现通过测量作为离轴位置的函数的光度学中所见的趋势，光度学性能得到显著改善（通过${\sim}10\times$）。对于几乎所有其他指标，我们发现在两种PSF模式下的天体测量和光度测量精度相当，在最好的情况下，可变PSF模式下的天体测量不确定性小${\sim}13$ %。我们在很大程度上证实，空间可变PSF并没有显着改善天体测量和其他PSF拟合残差的静态PSF的天空观测。我们将其归因于未考虑的仪器像差，这些像差未通过下午的自适应光学（AO）工作台校准来表征。
2022-09-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Characterizing the performance of the NIRC2 vortex coronagraph at W.M. Keck Observatory
NIRC 2涡旋日冕仪是凯克二号卫星上的一个仪器，用于在中红外波段$L^\prime$（3.4-4.1 $μ$ m）和$M_s$（4.55-4.8 $μ$ m）直接对系外行星和星周盘成像。我们分析了成像数据和相应的自适应光学遥测，观测条件和其他元数据在三年的时间内，以表征仪器的性能，并预测未来观测的检测限。我们系统地处理了来自304颗独特恒星的359次观测的图像，以减去残余星光（即，利用角微分成像（ADI）和参考星微分成像（RDI）两种方法，对目标星的日冕点扩散函数进行了测量。我们发现，对于我们的数据集（$\sim$ 10 $^{\circ}$）的典型的视差角（PA）旋转，RDI提供的角度间隔小于0.25 $^{\prime\prime}$的增益超过ADI。此外，我们发现一个幂律关系的角度从主恒星和所需的最小PA旋转ADI优于RDI，与幂律指数为-1.18 $\pm$ 0.08。最后，我们使用随机森林模型估计ADI和RDI后处理的检测限先验。我们在网站上公开提供的这些模型解释了ADI检测限中70%-80%的方差和RDI检测限中30%-50%的方差。在一系列角间距上取平均值，我们的模型预测ADI和RDI对比度在2倍以内。这些结果阐明了使用NIRC 2涡旋日冕仪进行高对比度成像观测的重要因素，有助于改进观测策略，并为未来的硬件升级提供信息。
2018-08-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
Bright Star Subtraction Pipeline for LSST: Progress Review
本文介绍面向 LSST 的 BSS 流水线，通过扩展 PSF 建模减除亮星，并基于 HSC 数据发现模型随焦平面位置变化，进而提出纳入该位置依赖性的算法。
2024-04-07 astro-ph.IM
AIROPA II: Modeling Instrumental Aberrations for Off-Axis Point Spread Functions in Adaptive Optics
单共轭自适应光学（AO）获得的图像显示的点扩散函数（PSF）的空间变化，由于大气的非等晕性和仪器像差。对整个视场中PSF的了解不足，严重影响了充分利用AO功能的能力。AIROPA项目旨在为凯克天文台的NIRC 2成像仪模拟这些PSF变化。在这里，我们提出了在整个NIRC 2视场的仪器相位像差的表征，我们提出了一个新的度量标准，用于量化的校准质量，未解释的方差分数（FVU）。我们使用人工光源上获得的相位分集测量来表征整个视场的像差的变化及其随时间的演变。我们发现，整个探测器的波前误差（残差的均方根值为94 nm）存在着日变化，而整个视场的微分像差非常稳定（不同历元之间的残差的均方根值为59 nm）。这意味着仪器校准只需要经常在探测器的中心进行监控，而视场中更耗时的变化可以不那么频繁地进行表征（最有可能是在硬件升级时）。此外，我们还通过实际的光纤图像数据对AIROPA的仪器模型进行了测试。我们发现，建模的PSF的变化在整个视野中提高了60%的FVU度量，并减少了70%的假源的检测。
2022-10-20 astro-ph.IM
On-sky reconstruction of Keck Primary Mirror Piston Offsets using a Zernike Wavefront Sensor
下一代大型地面和空间光学望远镜将采用分段主镜。共相位段需要能够测量相位不连续性的灵敏波前传感器。Zernike波前传感器（ZWFS）是一种无源波前传感器，已被证明可以在实验室环境中以皮米精度检测分段镜活塞、倾斜和倾斜。我们提出了第一个在天空中的结果，自适应光学美联储ZWFS的分段孔径望远镜，W.M.凯克天文台的凯克二号。在Keck Planet Imager and Characterizer（KPIC）光路中，ZWFS掩模使用InGaAs探测器（CRED 2）在H波段工作。我们活塞段的主镜由一个已知的量和测量的镜子的形状使用ZWFS和相位检索方法与设施红外成像仪，NIRC 2获得的数据。在后一种情况下，我们采用稍微散焦的NIRC 2图像和修改后的Gerchberg-Saxton相位恢复算法来估计所应用的波前误差。当比较相位恢复和ZWFS重建时，我们发现对于由400 nm光程差（OPD）填充的三段，平均测量值分别为408 +/- 23 nm和394 +/- 46 nm。应用各种OPD，由于我们的观测结果对自适应光学残差的平均不充分，我们被限制为所应用活塞的100 nm OPD。我们还提供了ZWFS的模拟，有助于解释在ZWFS重建数据中观察到的系统偏移。
2022-05-04 astro-ph.IM
Liger for Next Generation Keck Adaptive Optics: Opto-Mechanical Dewar for Imaging Camera and Slicer
Liger是新一代自适应光学（AO）馈入的积分场光谱仪（IFS）和成像器。M.凯克天文台。这种新仪器的设计是为了利用凯克全天精密自适应光学系统（KAPA）提供的升级AO系统。Liger将提供更高的光谱分辨率（R $\sim$ 4，000 - 10，000）、更宽的波长覆盖范围（$\sim$ 0.8-2.4 $μ$ m）和比当前任何IFS更大的视场。我们提出了一个定制的杜瓦瓶的设计和分析，以表征Liger光机系统。该杜瓦瓶室旨在测试和组装Liger成像相机和切片器IFS组件，同时适用于未来的实验。真空室将在低于$10^{-5}$ Torr的温度下运行，冷屏将保持在90 K以下。杜瓦瓶试验箱将安装在光学隔振平台上，并通过波纹管与低温和真空系统进一步隔离。冷头和真空将被安装到一个定制的推车，也将容纳与实验接口的电子和计算机。该试验箱将提供一种校准和表征Liger仪器以及进行未来实验的有效手段。
2021-04-02 astro-ph.IM
On-sky performance analysis of the vector Apodizing Phase Plate coronagraph on MagAO/Clio2
我们报告的性能矢量切趾相位板日冕仪，工作在波长范围为$2-5 μ$米，安装在MagAO/Clio 2在6.5米麦哲伦粘土望远镜在拉斯坎帕纳斯天文台，智利。日冕仪操纵光瞳中的相位产生三个光束，产生两个日冕点扩散函数（PSF）和一个微弱的泄漏PSF。通过液晶技术和偏振技术实现的固有消色差几何相位来施加相位图案。冠状光学元件是使用直写技术制造的，用于精确控制液晶图案，以及用于消色差的多扭曲延迟器。通过将线性相位斜坡集成到日冕相位图案中，使用单个光瞳平面光学器件创建两个分离的日冕PSF，这使得它坚固且易于安装在现有望远镜中。这两个日冕照相的PSF在恒星的每一侧都包含一个180 $^\circ$的黑洞，这些恒星的互补副本被用来校正靠近恒星的视晕。为了描述日冕的特征，我们收集了一个明亮的（$m_L=0-1$）附近恒星的数据集，观测时间为$\sim$ 1.5小时。通过旋转和最佳缩放一个PSF并从另一个PSF中减去它，我们看到$3.5 λ/D$的对比度提高了1.46个幅度。在3.9 $μ$ m处进行常规角度微分成像时，MagAO矢量变迹相位板冠状动脉在2 $λ/D$处提供8.3（$=10^{-3.3}$）的$5σ Δ$ mag对比度，在$3.5 λ/D$处提供12.2（$=10^{-4.8}$）的$5σ Δ$ mag对比度。
2017-02-14 astro-ph.IM
Performance of MEMS-based visible-light adaptive optics at Lick Observatory: Closed- and open-loop control
在加利福尼亚大学的利克天文台，我们已经实现了下一代自适应光学（AO）技术的天空测试平台。可见光激光导星实验仪器（ViLLaGEs）包括可见光AO、微机电系统（MEMS）可变形反射镜以及在Mt.汉密尔顿在本文中，我们评估的性能ViLLaGEs在开环和闭环控制，发现这两种控制方法给等效Strehl比率高达~ 7%，在I波段和类似的时间功率抑制。因此，我们发现，开环控制的MEMS上天空是有效的闭环控制。此外，经过三年的运行系统，我们发现MEMS技术在天文台环境中运行良好。我们构建了一个系统的误差预算，占130 nm的波前误差的190 nm的科学相机PSF的错误。我们发现，占主导地位的已知项是内部静态误差，并从开环控制（MEMS模型，位置重复性，滞后，WFS线性）的误差预算的已知贡献是可以忽略不计的。
2010-07-16 astro-ph.IM
Hybrid propagation physics for the design and modeling of astronomical observatories: a coronagraphic example
本文提出高斯光束分解（GBD）的传输矩阵形式化算法，将光线像差直接耦合进星冕仪物理光学模型，实现天文观测台一体化建模，模拟对比度达10^-11量级，验证了GBD在高对比度成像中的可行性。
2023-10-30 astro-ph.IM
Blind and robust reconstruction of adaptive optics point spread functions for asteroid deconvolution and moon detection
本文提出一种直接在目标数据中盲重建自适应光学点扩散函数（AO-PSF）的方法，通过鲁棒惩罚优化剔除异常值并去除小行星晕圈，从而实现图像反卷积和暗弱卫星的高效检测。
2024-10-11 astro-ph.IM eess.SP
Point spread function requirements for dark matter subhalo detection with the Habitable Worlds Observatory
University of Cambridge（剑桥大学）；Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Durham University（杜伦大学）；University of Groningen（格罗宁根大学）
该研究模拟HWO观测强透镜星系，发现利用弧信噪比预选透镜可显著降低暗物质次晕探测质量阈值，且PSF建模误差对灵敏度影响有限，表明HWO后续观测有望揭示暗物质本质。
2026-10-05 astro-ph.CO astro-ph.IM
SAMplus: adaptive optics at optical wavelengths for SOAR
自适应光学（AO）是一项创新技术，可大大提高地面望远镜的光学性能。SOAR自适应模块（SAM）是一种激光辅助AO仪器，旨在补偿大视场内近红外和可见光波段的地面层大气湍流。在这里，我们详细介绍了我们的建议，以升级SAM，被称为SAMplus，这是专注于提高其在可见光波长的性能和提高仪器的可靠性。例如，对于500 nm处0.62 arcsec的视宁度和典型的湍流轮廓，当前SAM将PSF FWHM提高到0.40 arcsec，并且通过升级，我们期望提供具有$\approx0.34$ arcsec的FWHM的图像-在良好视宁度条件下高达0.23 arcsec FWHM PSF。这种能力将与最新的SAM仪器完全集成，使SOAR处于观测设施的独特地位。
2018-06-18 astro-ph.IM
Swimming with ShARCS: Comparison of On-sky Sensitivity With Model Predictions for ShaneAO on the Lick Observatory 3-meter Telescope
Lick天文台的Shane 3米望远镜已经升级，配备了新的红外仪器（ShARCS - Shane自适应光学红外照相机和摄谱仪）和双变形镜自适应光学（AO）系统（ShaneAO）。我们提出了在Ks波段的成像灵敏度的第一光测量。我们将测量结果与预测的信噪比和震级限制进行比较，这些限制来自ShaneAO和ShARCS的发射率和吞吐量建模。通过将其结果与Keck望远镜自适应光学系统模型进行比较，然后通过估计天空背景和Shane望远镜上以前的红外探测器IRCAL的极限星等，并与测量结果进行比较，验证了该模型。我们预测ShaneAO系统将测量较低的天空背景，并在$JHK$波段上实现20%的高吞吐量，尽管比当前系统具有更多的光学表面。它将能够对较暗的物体成像（1-2个星等），并将更快地达到基准信噪比的10-13倍。我们强调了与之前的AO系统及其相机IRCAL相比性能的改进。
2014-07-30 astro-ph.IM
Towards virtual access of adaptive optics telemetry data
大量的自适应光学（AO）控制回路数据和遥测目前无法访问的最终用户。扩大对这些数据的访问有可能在许多方面改变AO景观，解决几个用例，如系统PSF的推导，湍流特性和系统控制的优化。我们解决了共享这些数据的最大障碍之一：缺乏标准化，这阻碍了访问。我们提出了一个面向对象的Python包AO遥测，其数据模型抽象的用户从一个突出的存档准备数据交换标准的基础上灵活的图像传输系统（FITS）。其设计支持来自广泛的现有和未来AO系统的数据，无论是原始格式还是从实际仪器细节中提取的数据。我们使用来自10米级天文台的主动AO系统的数据来验证其使用，其中两个目前支持（AOF和Keck），并计划更多。
2022-07-28 astro-ph.IM
Stellar Characterization of Keck HIRES Spectra with The Cannon
为了准确地解释观测到的系外行星的性质，有必要首先对宿主恒星的性质进行详细的了解。然而，以恒星为基础分析恒星性质的物理模型在足够大的样本下可能变得难以计算。此外，这些模型受到可用光谱的波长覆盖的限制。我们结合以前从冷星光谱特性（SPOCS）目录中获得的光谱特性（Brewer et al. 2016）使用Cannon生成建模，以生成能够导出恒星参数的模型（$\log g$、$T_{\mathrm{eff}}$和$v\sin i$）和15种元素丰度（C，N，O，Na，Mg，Al，Si，Ca，Ti，V，Cr，Mn，Fe，Ni，and Y）的恒星光谱。我们证明了我们的模型的高准确性和精度，它只需要$\sim$ 3秒，以分类每个恒星，通过交叉验证与预先标记的光谱从SPOCS样本。我们的训练模型以连续归一化模板光谱作为输入，可在https://github.com/malenarice/keckspec上公开获得。最后，我们内插我们的光谱，并采用相同的建模方案，以恢复标签477恒星使用档案恒星光谱之前获得凯克的2004年探测器升级，证明了我们的插值模型可以成功地预测不同光谱仪的恒星标签，这些光谱仪具有（1）足够相似的系统学和（2）与后光谱仪的波长范围基本重叠的波长范围。2004年HIRES光谱。
2020-07-06 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Staring at the Sun with the Keck Planet Finder: An Autonomous Solar Calibrator for High Signal-to-Noise Sun-as-a-Star Spectra
本研究构建了自主太阳定标器SoCal，为凯克行星搜寻器KPF提供稳定太阳光，实现高信噪比太阳光谱的高频自动观测，数据公开且与NEID数据一致性良好，可用于EPRV噪声分析与仪器性能校准。
2023-11-09 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Bright Star Subtraction Pipeline for LSST: Phase one report
本文报告了LSST亮星减除流水线第一阶段工作，利用恒星构建扩展PSF模型并减除亮星，揭示了模型形状随探测器焦平面位置变化的规律，并提出位置依赖建模算法及归一化环尺寸优化策略，在HSC数据上每次曝光可减除100至700颗亮于12等的恒星。
2024-08-08 astro-ph.GA astro-ph.IM
Disentangling Confused Stars at the Galactic Center with Long Baseline Infrared Interferometry
我们提出了模拟凯克干涉仪ASTRA和VLTI重力观测模拟星场在轨道内的50毫角秒的Sgr A*。在ASTRA上实施并计划在GRAVITY上实施的双场相位参照技术将为用红外干涉仪观测Sgr A* 提供灵敏度。我们的研究结果表明，在目前的天体测量调查的混乱噪声限制的改善，打开了一个窗口，研究该地区的恒星源。由于凯克干涉仪只有一条基线，因此混淆极限的改善取决于源位置角。重力仪器将产生一个更紧凑和对称的PSF，提供了一个改善混乱的噪音，这将不会强烈依赖于位置角。我们的Keck结果表明，有能力将星场描述为包含零，少数或许多明亮的恒星源。我们还能够检测和跟踪源下降到mK~18通过我们的视野中的最不混乱的区域在沿基线方向的精度为~200微弧秒。这种精度水平随着光源亮度的提高而提高。我们的重力结果显示了在现场检测和跟踪多个源的潜力。重力将在6个小时的拥挤场监测中，对mK=16.3的源进行~10微弧秒的天体测量，对mK=18.8的源进行~200微弧秒的天体测量。监测几颗恒星的轨道将提供区分多个后牛顿轨道效应的能力，包括由于Sgr A* 周围的扩展质量分布和低阶广义相对论效应造成的影响。ASTRA对该领域的早期描述，包括精确源探测的可能性，可以为未来的重力实施和观测提供有价值的信息。
2012-06-06 astro-ph.GA astro-ph.IM
Extended object reconstruction in adaptive-optics imaging: the multiresolution approach
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Observatori Fabra（法布拉天文台）
提出使用小波和曲波等多分辨率变换重建自适应光学系统获取的扩展目标图像，通过静态PSF的多通道反卷积方法优于传统的盲/近视反卷积方法。
2012-10-25 astro-ph.IM cs.CV cs.NA
Precise Infrared Radial Velocities from Keck/NIRSPEC and the Search for Young Planets
本文利用近红外光谱仪在W。M.凯克天文台。使用大地特征进行精确的波长校准，实现了50米/秒的径向速度精度为老场中M矮星。使用这种技术，我们在几年内监测了β Pic（年龄约1200万年）和TW Hya（年龄约800万年）协会中的20颗年轻恒星，以寻找低质量的伴星;我们还将色球活动场星GJ 873（EV Lac）包括在这次调查中。根据与以前的光学观测这些年轻的活跃的恒星的比较，径向速度测量在红外波长减轻径向速度噪声所造成的星点的一个因素~3。然而，星点噪声仍然是2.3 μm处年轻恒星测量误差的主要来源，并将最慢旋转恒星（v sin i < 6 km/s）的精度限制在~77 m/s，快速旋转恒星（v sin i > 12 km/s）的精度增加到~168 m/s。观测结果显示GJ 3305和TWA 23都是单线分光双星; GJ 3305的运动可能是由它的0.09”伴星引起的，这颗伴星是在观测开始后发现的。TWA 13 A的大振幅、短时间尺度变化表明有一个热的类彗星伴星，但现有数据不足以证实这一点。我们将其标记为候选径向速度变量。对于样本的其余部分，这些观察结果排除了平均质量大于8 MJup的任何“热”（P < 3天）伴星的存在，以及平均质量大于17 MJup的任何“热”（P < 30天）伴星。假设边缘盘系统AU Mic的轨道边缘，这些观测排除了任何质量超过1.8 MJup的热彗星或质量超过…
2012-02-01 astro-ph.IM astro-ph.SR
SCExAO/CHARIS High-Contrast Pre-Launch Vetting of Roman Coronagraph Technology Demonstration PSF Reference Stars
University of Texas at San Antonio（圣安东尼奥德克萨斯大学）；Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan（国立天文台昴星团望远镜）；Astrobiology Center（天体生物学中心）
本研究通过 SCExAO/CHARIS 等观测验证了4颗罗曼日冕仪技术演示用 PSF 参考星的伴星情况，确认其无会干扰行星探测的亮伴星，还评估了目标可观测性并提出优化调度的参考星选择。
2026-08-19 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
TDCOSMO. XI. New lensing galaxy redshift and velocity dispersion measurements from Keck spectroscopy of eight lensed quasar systems
利用美国华盛顿大学的Echellette摄谱仪和成像仪（ESI）和低分辨率成像光谱仪（LRIS）的观测数据，测量了8个透镜星系的红移和单孔径速度色散。凯克天文台在不同的观测夜晚分布在三年（2018-2020）。这些结果，结合其他辅助数据，如透镜系统的高分辨率图像，和时间延迟，是必要的，以增加类星体星系透镜系统的样本大小，可以测量的哈勃常数，使用时间延迟强透镜方法，从而提高其推断的精度。通常情况下，类星体星系透镜系统的2D光谱由于地面观测而在空间上混合。结果，提取的透镜星系（偏转器）光谱被类星体光严重污染，这影响了提取偏转器有意义信息的能力。考虑到空间混合和提取较少污染和较高的信噪比（S/N）的偏转器的一维光谱，正演模拟方法已经实施。从提取的光谱中，我们使用突出的吸收线测量了红移，并使用惩罚像素拟合代码pPXF测量了单孔径速度色散。本文报道了八个透镜星系J 0147 +4630、B 0445 +123、B 0631 +519、J 0659 +1629、J 0818 -2613、J 0924 +0219、J1433+6007和J1817+2729的红移和单孔径速度色散。在这些系统中，有六个没有以前测量的速度分散;对于其他两个，我们的测量结果与以前报道的值是一致的。此外，我们还测量了J 0818 -2613和J 1817 +2729中偏转器的先前未知的红移，分别为$0.866 \pm 0…
2023-02-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
