High-contrast Imager for Complex Aperture Telescopes (HiCAT): 6. Software Control Infrastructure and Calibration
使用日冕照相术的高对比度成像是能够在太阳系外地球类似物上寻找生命的主要途径之一。HiCAT测试平台旨在展示未来大型紫外光学红外任务（LUVOIR）设想的分段轴上空间望远镜的日冕和波前控制。我们的软件基础设施可实现高对比度成像实验的全天候自动化操作，同时监控安全操作参数，以及针对不安全条件或意外错误的正常关闭过程。该基础设施还包括一个校准套件，可以每晚运行，以捕获回归并跟踪光学性能随时间的变化，以及一个测试台模拟器，以支持软件开发和测试，以及高对比度算法所需的光学建模。本文提出了一种试验台控制软件的设计和实现，以利用持续集成，无论试验台是否可用。
2019-03-07 astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations XIV: Polarimetric Contrasts and New Data Reduction Techniques
双子座行星成像仪（GPI）是为直接探测和表征系外行星和星周盘而设计的。GPI配备了双通道偏振测量模式，旨在利用星周物质散射的固有偏振光，进一步抑制自适应光学未校正的剩余视宁晕。我们探讨如何在数据减少技术的最新进展，减少系统性和提高可实现的对比度偏振模式。特别是，我们考虑不同的通量提取技术时，从原始数据，划分由极化平场和减去仪器极化的方法构建数据立方体。使用非偏振标准星的观测，我们发现GPI的仪器偏振是一致的波长无关在我们的误差。此外，我们还提供偏振对比度曲线，展示整个GPIES活动的典型性能。
2016-09-27 astro-ph.IM
Revised Astrometric Calibration of the Gemini Planet Imager
我们提出了一个修订的双子座行星成像仪（GPI）的天体测量校准，仪器的设计，以实现高对比度在小的角间距必要的图像附近，年轻的恒星周围的亚恒星和行星质量的同伴。我们确定了GPI数据缩减管道（DRP）的几个问题，这些问题严重影响了缩减GPI图像中的北向角确定。除了在小的天顶距处观测的目标的位置角测量中引入小的误差之外，该误差还导致先前的天体测量校准中的显著误差，该误差影响了所有随后的天体测量。我们提出了这些问题的详细描述，以及如何纠正它们。自2014年使用更新版本的DRP投入使用以来，我们减少了定期进行的校准二进制GPI观测。这些测量结果进行了比较，获得的观测与NIRC2仪器凯克II，仪器具有出色的天体测量校准，使我们能够获得更新的板块规模和北偏角的GPI。这一修订的天体测量校准应用于校准GPI获得的所有测量结果，以实现精密天体测量的目的。
2020-04-08 astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations III: Empirical Measurement Methods and Applications of High-Resolution Microlens PSFs
新投入使用的双子座行星成像仪（GPI）结合了极端的自适应光学、先进的日冕仪、精确的波前控制和基于小透镜的积分场光谱仪（IFS），可以测量0.9-2.5微米之间的年轻太阳系外巨行星的光谱。每个GPI探测器图像，当在光谱模型中时，由约37，000个微光谱组成，这些微光谱在空间方向上被欠采样或临界采样。本文介绍了如何获得高分辨率的微透镜PSF，并讨论了它们在增强波长校准，弯曲补偿和光谱提取中的用途。这种方法通常适用于任何基于小透镜的积分场摄谱仪，包括拟议的未来仪器概念的空间任务。
2014-07-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
Calibration of residual aberrations in exoplanet imagers with large numbers of degrees of freedom
成像附近恒星周围的微弱物体，如系外行星或圆盘，是非常具有挑战性的，因为宿主恒星的图像主要是由望远镜衍射图案。使用日冕仪是消除衍射的有效解决方案，但需要具有良好质量的入射波前以最大化星光抑制。在地面上，最先进的系外行星成像仪使用极端自适应光学（ExAO）系统，该系统基于具有大量致动器的可变形反射镜（DM），以有效补偿高阶像差并提供衍射限制图像。虽然现在有几个系外行星成像仪使用大约1500个致动器在大型望远镜上进行常规操作以观察气体巨行星，但未来的系统可能需要增加十倍的自由度来寻找岩石行星。在本文中，我们探讨波前校正与二级自适应光学系统，控制了非常大的自由度，不校正的主要ExAO系统。使用马赛成像高对比度试验台（MITHiC），我们实现了第二阶段的自适应光学与ZELDA，泽尼克波前传感器，和空间光调制器（SLM），以补偿的工作台下游残余像差的相位像差从自适应光学。我们证明，他们的校正高达137个周期，每个瞳孔与纳米精度是可能的，只要有一个简单的失真校准的瞳孔和适度的波前低通滤波。我们还使用ZELDA对ExAO残差进行快速补偿，显示出其作为观测附近恒星周围岩石行星的第二阶段校正的前景。最后，我们在MITHiC上展示了经典Lyot日冕仪的图像，并通过校准验证了我们达到理论性能的能力。
2021-03-29 astro-ph.IM
The latest results from DICE (Detector Interferometric Calibration Experiment)
Theia是2014年向欧空局提出的一项天体测量任务，其科学目标之一是探测附近太阳型恒星宜居带中的类地系外行星。这一目标要求能够以1 e-5像素的精度测量恒星质心。目前最先进的质心估计方法在两倍奈奎斯特采样时已经达到约3e-5像素的精度，这在JPL的VESTA实验中得到了证明。使用计量系统来校准像素内和像素间量子效率变化，以便校正像素误差。Theia联盟正在真空中运行一个测试平台，以实现质心估计的1 e-5像素精度。目标是为Theia航天器的精度要求提供概念验证。试验台由两个主要的子系统组成。第一种方法产生伪星：将黑体光源馈入大芯光纤，照亮物平面上的针孔掩模，由CCD上的反射镜成像。第二个子系统是测量子系统，它将年轻的条纹投射到CCD上。干涉条纹由两条单模光纤产生，光纤面对CCD并固定在反射镜上。在本文中，我们提出了最新的实验进行，并在一系列的升级后，测试台上完成的结果。校准系统产生的像素位置的精度估计在4 e-4像素。在包括像素位置信息之后，对于超过5个像素的PSF运动，获得6 e-5像素的天体测量精度。在静态模式下（小于1 e-3像素的小抖动运动），达到了3e-5像素的光子噪声限制精度。
2016-08-01 astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations IV: Wavelength Calibration and Flexure Correction for the Integral Field Spectrograph
我们提出了基于小透镜的积分场光谱仪（IFS），作为双子座行星成像仪（GPI）的科学仪器的波长校准。GPI IFS具有2.7”x 2.7”的视场和190 x 190的小透镜阵列（14.3质量/小透镜），工作在$Y$、$J$、$H$和$K$波段，光谱分辨率范围为$R$ $\sim$ 35至78。由于整个视场的变化，为每个小透镜确定唯一的波长解决方案，其特征在于二维位置、光谱色散和光谱相对于检测器轴的旋转。四个自由参数拟合使用约束Levenberg-Marquardt最小二乘最小化算法，其将单个小透镜的弧光灯光谱与模拟的弧光灯光谱进行比较。这种方法能够使用Gemini的设施校准灯单元GCAL在GPI IFS探测器上测量优于1/10像素的光谱位置，与早期方法相比提高了光谱提取精度。使用这样的波长校准，我们已经测量了如何改变天顶距光谱仪的内部弯曲移动检测器上的光谱。我们描述的方法来补偿这些变化时，组装数据立方体从使用GPI的天空观测。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Initial radiometric calibration of the High-Resolution EUV Imager ($\textrm{HRI}_\textrm{EUV}$) of the Extreme Ultraviolet Imager (EUI) instrument onboard Solar Orbiter
Royal Observatory of Belgium（比利时皇家天文台）；Institut d’Astrophysique Spatiale, CNRS, Univ. Paris-Sud, Université Paris-Saclay（空间天体物理研究所，法国国家科学研究中心，巴黎南大学，巴黎萨克雷大学）；European Commission, DG Energy, Directorate D: Nuclear Energy, Safety and ITER（欧盟委员会，能源总司，D局：核能、安全与ITER）；Laboratoire Charles Fabry, Institut d’Optique Graduate School, Université Paris-Saclay（夏尔·法布里实验室，高等光学研究院，巴黎萨克雷大学）；Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos, World Radiation Center（达沃斯物理气象观测站，世界辐射中心）；UCL-Mullard Space Science Laboratory（伦敦大学学院-穆拉德空间科学实验室）；Centre Spatial de Liège, Université de Liège（列日航天中心，列日大学）；Max Planck Institute for Solar System Research（马克斯·普朗克太阳系研究所）
本文报告了太阳轨道器上EUI仪器的HRI_EUV望远镜的初始辐射校准结果，展示了其高效率、低噪声和优异的信噪比与空间分辨率性能。
2023-07-26 astro-ph.IM astro-ph.SR
Gemini Planet Imager Observational Calibrations VII: On-Sky Polarimetric Performance of the Gemini Planet Imager
我们目前的天空偏振观测与双子座行星成像仪（GPI）在直卡塞格伦焦点双子座南8米望远镜。观测偏振校准星，范围从几乎非偏振到强偏振，使望远镜和仪器偏振相结合的确定。我们发现斯托克斯$I$到仪器坐标系中的线偏振和圆偏振的转换是$I \rightarrow (Q_{\rm IP}, U_{\rm IP}, P_{\rm IP}, V_{\rm IP}) = (-0.037 \pm 0.010\%, +0.4338 \pm 0.0075\%, 0.4354 \pm 0.0075\%, -6.64 \pm 0.56\%)$。这种仪器偏振的精确测量使$\sim 0.1\%$能够绝对准确地测量线性偏振，这与GPI的高对比度一起，将使GPI能够以前所未有的细节探索来自星周盘的散射光，对一系列其他天体进行观测，甚至可能研究来自年轻系外行星的偏振热发射。对非偏振标准恒星的观测也让我们量化GPI的差分偏振测量模式对恒星PSF晕的抑制程度。我们表明，GPI偏振测量实现了取消非偏振星光的因素为100-200，达到光子噪声极限的灵敏度拱星散射光的所有，但最小的分离，仪器偏振校准目前设置的限制。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Calibrations of the Compton Spectrometer and Imager
康普顿光谱仪和成像仪（COSI）是一个球载软$γ$射线望远镜（0.2-5 MeV），旨在研究天体物理源。COSI采用紧凑的康普顿望远镜设计，由12个高纯度锗半导体探测器组成。跟踪探测器内的$γ$射线散射的位置和能量允许高分辨率光谱学、在宽视场上的直接成像、偏振研究和背景事件的有效抑制。精确确定每个相互作用的能量、位置和随后的事件重建的关键是在发射前在现场进行的几次校准。此外，通过对仪器的角分辨率、有效面积和偏振灵敏度的研究，对仪器的更高水平性能进行基准测试，量化了COSI的科学能力。2016年5月，COSI成为第一个在NASA超压气球上发射的科学有效载荷，并计划于2020年4月再次发射。尽管二零二零年的推出因COVID-19疫情而取消，COSI团队在取消前进行了校准测量。在本文中，我们提供了COSI仪器的详细概述，描述了校准方法，并比较了2016年和2020年气球活动的校准和基准测试结果。这些程序将是计划于2025年发射的COSI的NASA小型探索者卫星版本的校准和基准测试的组成部分。
2022-03-01 astro-ph.IM physics.ins-det
In-orbit performance and calibration of the Hard X-ray Imager onboard Hitomi (ASTRO-H)
Hitomi机载硬X射线成像仪（HXI）（ASTRO-H）是一种成像光谱仪，覆盖5-80 keV的硬X射线能量。与硬X射线望远镜相结合，它能够在$9^\prime\times9^\prime$的视场中以$1^\prime.7$半功率直径的角分辨率成像光谱。主成像器由4层Si探测器和1层CdTe探测器组成，堆叠以覆盖高达80 keV的宽能带，由BGO闪烁体制成的有源屏蔽体包围以减少背景。HXI在Hitomi损失前12天开始观测，并成功获取了G21.5 $-$ 0.9、Crab和blank sky的数据。利用这些数据，我们校准探测器的响应和研究在轨背景的性质。观测到的蟹状星云光谱与探测器响应卷积的幂律模型吻合得很好，精度在5%以内。我们发现特定轨道上的电子对Si顶层的本底有很大的影响，并建立了一种屏蔽方法来降低Si顶层的本底，经过所有的处理和屏蔽后，整个视场内的本底水平与$1$ - $3\times10^{-4}$的飞行前要求一样低，达到了$^{-1}$ cm $^{-2}$ keV $^{-1}$。
2018-05-22 astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations VI: Photometric and Spectroscopic Calibration for the Integral Field Spectrograph
双子座行星成像仪（GPI）是双子座天文台的一种新设备，旨在直接探测和表征太阳附近恒星周围的行星和碎片盘。除了其极端的自适应光学和电晕图形系统，使访问高角分辨率和高对比度成像能力，GPI包含一个积分场摄谱仪提供低分辨率光谱在五个波段之间的0.95和2.5 $μ$ m。本文介绍了GPI科学数据的分光光度校准所需的处理步骤和必要的校准文件。基于白矮星HD 8049 B的定标观测，我们估计GPI观测光谱的系统误差小于5%。在日冕GPI观测中，被遮蔽的恒星和基准卫星点的通量比，需要估计目标和任何分辨出的伴星之间的星等差，在$H$波段中测量，在实验室测量中为$Δm = 9.23\pm0.06$，在天空观测中为$Δm = 9.39\pm 0.11$。还提供了$Y$、$J$、$K1$和$K2$过滤器的实验室测量结果。还在每个光度通带测量了GPI、双子座南和地球大气的总通量，在非日冕模式下，$H$ -波段的典型通量为18%，在可获得观测的六个月期间观察到一些变化。我们还报告正在进行的开发和改进的数据立方体提取算法。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
In-Flight Performance and Calibration of the LOng Range Reconnaissance Imager (LORRI) for the New Horizons Mission
长距离侦察成像仪（LORRI）是一种全色（360- 910 nm）、窄角（视场= 0.29度）、高空间分辨率（像素尺度= 1.02角秒）可见光成像仪，用于NASA的新视野（NH）任务，用于科学观测和光学导航。校准观测在NH于2006年1月19日发射后的几个月开始，并在整个任务期间每年重复进行。本文介绍了在飞行中的LORRI校准测量，并从我们的校准数据的分析得出的结果。LORRI自推出以来一直非常稳定，在灵敏度或光学性能方面没有可检测到的变化（在1%的水平）。通过在读出过程中采用CCD像素的4 × 4重新组合，特殊的航天器跟踪模式，30秒的曝光时间，以及大约100个图像的共同添加，LORRI可以检测到未分辨的目标，V = 22（SNR=5）。LORRI图像的瞬时动态范围为3500，结合曝光时间控制范围从0毫秒到64，967毫秒，以1毫秒为步长，支持对从木星到柯伊伯带深处的日心距离的行星目标进行高分辨率，高灵敏度成像，使各种科学调查成为可能。我们在这里描述如何将LORRI图像从原始（工程）单位转换为科学（校准）单位，用于解决和未解决的目标。我们还描述了各种仪器的文物，可能会影响一些观察情况下的LORRI图像的解释。
2020-01-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Photometric calibrations and characterization of the 4K$\times$4K CCD Imager, the first-light axial port instrument for the 3.6m DOT
在目前的工作中，4K $\times$ 4K CCD成像仪（3.6米Devasthal光学望远镜的第一个光学仪器; DOT）的最新表征结果和光度校准进行了讨论，以及消光系数和天空亮度值的测量在3.6米DOT站点的位置基于2016年和2021年之间拍摄的成像数据。对于4K $\times$ 4K CCD成像仪，所有给定的增益组合（1、2、3、5和10 e $^-$ /ADU）和三种读出速度（100 kHz、500 kHz和1 MHz）的读出噪声值均使用2021年初拍摄的天空平面和偏置帧进行验证;测量值与理论值非常相似。基于2016-2021年期间观测到的几个Landolt标准场的$UBVRI$观测数据，使用颜色-颜色和颜色-星等转换方程，确定颜色系数（$α$）和零点（$β$），以约束和检查它们的长期变化和任何可能的演变。我们目前的分析显示，在1个$σ$内估计的$α$值之间具有一致性，并且没有显示出任何明显的随时间变化的趋势。我们还发现，使用CCD成像仪数据计算的测光误差和极限星等遵循之前发表的模拟结果。的平均消光系数，其季节变化，和天顶夜空亮度值的无月之夜的所有10个贝塞尔和SDSS过滤器的估计，并发现与其他良好的天文网站的报告。
2022-05-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations IX: Least-Squares Inversion Flux Extraction
Gemini Planet Imager（GPI）是一种仪器，设计用于使用高对比度自适应光学和基于小透镜的积分场摄谱仪直接对0.9至2.5微米（$YJHK$红外波段）的行星和星周盘成像。我们开发了一种基于最小二乘法的提取算法，同时解开光谱和系统噪声的贡献。我们利用两种方法来调整GPI光学器件的弯曲效应，其移动入射到检测器上的光的位置。第一种方法是重复提取以实现最小残差，第二种方法是在迭代提取步骤中将检测器图像与模型图像互相关以确定偏移。到目前为止，该过程通过减少莫尔图案对立方体提取进行了明确的质量改进。与之前的像素精度相比，还改进了用于查找挠曲偏移的自动例程，其对于$\sim0.5$像素精度是可靠的。在实施到GPI管道之前，将进行进一步的测试和优化。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini Planet imager Observational Calibrations X: Non-Redundant Masking on GPI
Gemini Planet Imager（GPI）Extreme自适应光学Coronograph包含干涉模式：在其光瞳轮中的10孔非冗余掩模（NRM）。GPI在$Y, J, H$和$K$波段工作，使用积分场单元摄谱仪（IFS）获得每个图像像素的光谱数据。GPI上的NRM能够在中等对比度下以半分辨率元件内部工作角成像，探测日冕斑点后面的区域。NRM PSF的精细功能可以提供对板刻度的可靠检查，同时还可以作为光谱标准校准器的衰减器，否则会使整个瞳孔饱和。NRM调试数据提供关于光学器件中的波前误差以及自适应光学控制的操作的细节，而无需来自校准系统的指向控制。我们比较实验室和天空的结果，以评估系统的仪器性能，并检查在连续曝光的稳定性数据。我们讨论了早期的天空性能，比较图像集成和测试与第一个天空图像，并演示解决一个已知的二进制。我们讨论了自然资源管理的现状和对未来科学的启示。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
HD 165054: an astrometric calibration field for high-contrast imagers in Baade's Window
我们提出了一个研究的HD 165054天体测量校准领域，已定期观察与双子座行星成像仪。HD 165054是巴德窗内的一颗明亮恒星，巴德窗是银河平面上相对较低的星际尘埃消光区域。HD 165054被选为校准目标是因为该区域内恒星的数量密度很高（$\sim 3$恒星每平方角秒与$H<22$），这是双子座行星成像仪视场小所必需的。使用九个历元跨越五年，我们已经适应了一个标准的五参数天体测量模型的天体测量的7个背景恒星在接近HD 165054（角间距$< 2$ arcsec）。我们实现了$\sim 0.3$ mas/yr的自行精度，并将每个恒星的视差限制为$\lesssim 1$ mas。我们测量的自行和视差极限与背景恒星是银河系隆起的一部分是一致的。使用这些测量结果，我们没有发现任何证据表明2014年至2019年期间GPI的板块规模或北角偏移量有任何系统性趋势。我们将描述七颗背景恒星运动的模型与2014年和2018年使用Keck/NIRC 2获得的同一场观测结果进行了比较，这是一种具有出色天体测量校准的仪器。我们发现，预测的背景源的位置是一致的，由NIRC 2的测量，在两个仪器的校准的不确定性。在未来，我们将使用这个领域作为标准的天体测量校准器，用于GPI的升级，并可能用于其他高对比度成像仪。
2020-04-06 astro-ph.EP astro-ph.IM
Benchmarking simulations of the Compton Spectrometer and Imager with calibrations
康普顿光谱仪和成像仪（COSI）是一个球载伽马射线（0.2-5 MeV）望远镜，旨在研究天体物理源。COSI采用了紧凑的康普顿望远镜设计，利用12个高纯度锗双面条探测器，并具有固有的偏振敏感性。2016年，COSI从新西兰瓦纳卡发射，并在NASA的新超级压力气球上成功完成了46天的飞行。为了对2016年飞行期间观察到的源进行成像，光谱和偏振分析，我们从基准模拟中计算探测器响应。根据仪器精确模拟的要求，我们建立了仪器的全面质量模型，并开发了一个详细的探测器效应引擎，该引擎将固有的探测器性能应用于蒙特卡罗模拟。模拟的探测器效应包括能量、位置和定时分辨率、阈值、死区、电荷共享、电荷损失、串扰、死区时间和探测器触发条件。在包括这些效应之后，模拟与测量非常相似，用于测量的标准分析管道也可以应用于模拟，并且从模拟计算的响应是准确的。我们已经计算了在一定能量下必须应用于测量通量的系统误差，平均为6.3%。在这里，我们描述了检测器效果引擎和基准测试与校准执行。
2019-11-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Depth Calibration of Double-sided Strip Germanium Detectors for the Compton Spectrometer and Imager Satellite
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）
本文首次展示了用于COSI卫星的双面条形高纯度锗探测器的深度校准，通过模拟和数据验证，实现了高分辨率的深度测量。
2026-02-02 astro-ph.IM physics.ins-det
Gemini Planet Imager Observational Calibrations VIII: Characterization and Role of Satellite Spots
双子座行星成像仪（GPI）结合了极端的自适应光学，积分场摄谱仪和高性能日冕仪，以直接在近红外成像太阳系外行星。由于日冕物质阻挡了大部分来自恒星的光线，因此无法直接测量宿主恒星的性质。取而代之的是，由光瞳平面中的正方形网格衍射产生的卫星斑点可以用来定位恒星并提取其光谱。我们描述的技术实施到GPI数据简化管道测量的卫星斑点的属性，并讨论了重建的天体测量和光度计的掩星的精度。我们发现在$H$波段数据立方体中卫星点的天体测量精度为$0.05$像素，并且当单个卫星点具有$> 20$的信噪比（SNR）时是最好的。在卫星斑分光光度法中，我们发现卫星斑的总通量对$\sim 7\%$是稳定的，并与中心恒星亮度成线性比例，卫星斑光谱的形状在$2\%$水平上变化。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Photometric Calibration of the Supernova Legacy Survey Fields
我们提出了超新星遗产调查（SNLS）领域的光度校准。SNLS的目标是使用加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）上的1度^2成像仪MegaCam测量到（0.3<z<1）处的超新星Ia的距离。影响巡天光度定标的不确定度主导了巡天关键测量即暗能量状态方程的系统不确定度。SNLS的光度校准需要在整个成像仪上获得均匀的响应，校准每个测量波段（SDSS-like ugriz波段）中的科学领域的恒星，相对于相同波段中具有已知通量的标准，并将校准与UBVRI Landolt标准结合起来，该标准用于校准附近的SNe，这些标准来自产生宇宙学约束所必需的文献。成像仪光度响应的空间非均匀性映射使用抖动观测致密恒星场。对兰道标准的光度零点。对仪器的线性进行了研究。我们表明，成像器的过滤器和光度响应是不均匀的，并公布校正图。我们提出的仪器的有效通带的模型作为焦平面上的位置的函数。我们为MegaCam定义了一个自然星等系统。我们表明，影响星等流量关系的系统，可以减少，如果我们使用分光光度标准星BD +17 4708，而不是织女星作为一个基本的流量标准。我们出版了所有SNLS领域的Ugriz三级标准目录。
2009-08-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations I: Overview of the GPI Data Reduction Pipeline
双子座行星成像仪（GPI）的科学仪器是红外积分场摄谱仪/偏振仪（IFS）。积分场光谱仪在科学上是强大的，但需要复杂的数据处理系统。为了使GPI实现其系外行星和盘表征的科学目标，IFS数据必须通过广泛的双子座社区使用的灵活软件，在光谱和偏振模式下重建成高质量的天体测量和光度测量准确的数据管。GPI仪器团队为满足这些需求而开发的数据简化管道在GPI调试后现已公开可用。本文是系列文章的第一篇，提供了GPI数据简化的广泛概述，总结了关键步骤，并介绍了整体软件框架和实现。随后的论文更详细地描述了校准GPI数据所需的算法。GPI数据简化管道是开源的，可从planetimager.org获得，并将在仪器的整个生命周期中继续增强。它实现了一套广泛的任务基元，可以将其组装成还原配方，以生成可用于科学分析的校准数据集。支持角度、光谱和偏振差分成像。图形化工具可自动生成和编辑配方，集成的校准数据库可管理参考文件，为高对比度成像定制的交互式数据查看器可用于探索和操作数据。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
On-Orbit Performance of the Helioseismic and Magnetic Imager Instrument onboard the Solar Dynamics Observatory
日震和磁成像仪（HMI）是美国宇航局太阳动力学天文台（SDO）航天器的主要组成部分。自2010年5月1日开始正常的科学运行以来，HMI一直以惊人的连续性运行，例如在截至2015年9月30日的SDO主要任务的五年多时间里，HMI收集了所有可能的45秒速度图的98.4%;最大限度地减少这些全磁盘多普勒图中的间隙对于日震学至关重要。HMI速度、强度和磁场测量在许多调查中使用，因此了解数据的质量非常重要。我们描述了用于跟踪HMI性能的校准测量，并详细说明了任务期间重要仪器参数的趋势。定期校准序列提供用于改进和更新HMI数据校准的信息。定期调整仪器前窗和光具座的设定点温度以保持仪器聚焦，并改变温度控制方案以提高可观测量的稳定性。已更改暴露时间，以补偿仪器通量下降15%。快门和调谐机制的性能测量表明，它们正在按预期老化，并继续按照规范执行。可调谐光学滤波器元件的参数被有规律地调整以考虑中心波长的漂移。经常测量不断变化的CCD相机的特性，如增益和平场，用于校准的意见。不常见的预期事件，如日食，凌日和航天器离点，中断常规仪器操作，并提供执行额外校准的机会。机载仪器异常是罕见的，似乎发生相当一致的时间。该仪器继续表现良好。
2018-02-05 astro-ph.IM astro-ph.SR
Gemini Planet Imager Observational Calibrations V: Astrometry and Distortion
我们提出的双子座行星成像仪（GPI）的实验室和天空天体测量特性的结果。该表征包括积分场光谱仪（IFS）的像素尺度的测量、探测器相对于北的位置以及光学失真。这三个量中的两个（像素尺度和失真）是在实验室中使用两个透明的斑点网格测量的，一个是正方形图案，另一个是随机图案。利用GPI自适应光学系统中的人造星单元（ASU）的微小运动，估算了实验室中的像素尺度。在天空中，像素尺度和北角是使用许多已知的二元或多元系统和太阳系物体来确定的，其中一个子样本在凯克天文台进行了同步测量。我们目前对GPI像素尺度的估计是14.14 $\pm$ 0.01毫秒/像素，北向角是-1.00 $\pm$ 0.03 $°$。失真被示出为是小的，在视场上具有0.26像素的平均位置残差，并且使用5阶多项式进行校正。我们还介绍了GPI系外行星巡天（GPIES）的蒙特卡罗模拟结果，假设GPI达到~1毫角秒的相对天体测量精度。我们发现，有了这样的精度，我们将能够限制所有探测到的行星的偏心率，并可能确定广泛分离的木星的基本偏心率分布。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Carruthers Data Processing Pipeline: Instrument Effect Correction
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Illinois Applied Research Institute, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊应用研究所，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Space Sciences Lab, University of California, Berkeley（太空科学实验室，加州大学伯克利分校）
针对Carruthers地冕观测站GCI仪器，提出在轨校正算法，去除探测器电压偏置、热暗电流、粒子辐射、平场和畸变等仪器效应，并通过合成图像生成器和发射前实验验证性能。
2026-11-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
In-flight calibration of the Lobster Eye Imager for Astronomy
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本文报告了天文用 lobster 眼成像仪（LEIA）的飞行校准结果，重点分析了PSF特性、源位置精度、有效面积、能量响应和仪器背景，展示了其性能符合设计要求。
2025-06-25 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Ground Calibration Result of the Lobster Eye Imager for Astronomy
本研究完成了天文龙虾眼成像仪LEIA的地面X射线端到端标定，测得其空间分辨率、有效面积等性能参数与理论预测吻合，结果已用于科学数据分析，为爱因斯坦探针任务的同类望远镜标定奠定基础。
2023-12-12 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Auto-Cal: Automated and Continuous Geo-Referencing of All-Sky Imagers Using Fisheye Lens Modeling and Star Tracks
针对全天空成像仪（ASIs）地理配准的瓶颈，提出Auto-Cal全自动连续校准框架，通过鱼眼镜头畸变校正和星轨跟踪估计相机姿态，实现无人值守校准并提供误差估计，提升数据可靠性与集成性，支撑空间天气监测。
2025-08-23 astro-ph.IM physics.space-ph
The Programmable Liquid-crystal Active Coronagraphic Imager for the DAG telescope (PLACID) instrument: On-site status update ahead of first light
PLACID是一种新型高对比度直接成像仪器，已交付至土耳其4米DAG望远镜，采用可编程液晶空间光调制器作为焦平面相位掩模，实现主动日冕仪功能，预计2024年底首次开光，提供软件可调的日冕仪模式。
2024-08-20 astro-ph.IM
The Filter Imager SuFI and the Image Stabilization and Light Distribution System ISLiD of the Sunrise Balloon-Borne Observatory: Instrument Description
我们描述了日出滤波成像器（SuFI）和图像稳定和光分布（ISLiD）单元的设计机载日出气球太阳观测站。这一贡献提供了必要的信息，这是相关的，以了解仪器的工作原理，相关的技术数据，并直接相关的科学数据的校准问题的必要信息。
2010-09-06 astro-ph.IM astro-ph.SR
HS-ANET: Star Spectral Type Enhanced Astrometric Calibration for Hyper Spectral Space Imaging
The University North Texas（北德克萨斯大学）；EO Solutions（EO解决方案公司）；U.S. Space Force, Space Systems Command（美国太空军太空系统司令部）
本研究提出HS-ANET方法，将高光谱图像提取的恒星光谱型融入astrometry.net的星图匹配流程，在恒星更少的场景下提升星载恒星识别的鲁棒性与效率，对空间态势感知等场景有重要价值。
2025-10-29 astro-ph.IM
Sub-Pixel Calibration of CMOS Sensors for Precision Astrometry
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
本文针对CMOS成像仪像素位置存在1%-3%偏差的问题，提出将像素位置测量精度提升至10⁻³像素水平以下的校准方法，可用于艾里斑最小二乘拟合以提高PSF质心定位精度。
2026-08-18 astro-ph.IM
Applying full polarization A-Projection to very wide field of view instruments: An imager for LOFAR
新一代干涉仪的目标高灵敏度和大视场要求在平方公里阵列的情况下达到$\sim$ 1：$10^6$到1：$10^8$的高动态范围。主要问题是校准和校正方向相关效应（DDE），它会影响电磁场（天线波束、电离层、法拉第旋转等）。如前所述，A投影是一种快速准确的算法，可以在成像步骤中潜在地校正任何给定的DDE。低频阵列（LOFAR）具有非常宽的视场、低工作频率（$\sim30-250$ MHz）、长基线和复杂的台站相关波束图，无疑是最复杂的SKA先驱。在本文中，我们提出了一些实现的A-投影应用LOFAR，可以处理非酉站波束和非对角米勒矩阵。该算法的目的是纠正所有的DDE，包括个别天线，偶极子在天空中的投影，波束形成和电离层的影响。我们描述了一些重要的算法优化相关的LOFAR的架构，使我们能够建立一个快速的成像仪。基于模拟数据集，我们表明，A-投影可以给显着的动态范围改善相控阵波束和电离层的影响。我们将使用这种算法来构建最深的河外调查，包括数百天的整合。
2012-12-26 astro-ph.IM
PRIME: Psf Reconstruction and Identification for Multiple sources characterization Enhancement. Application to Keck NIRC2 imager
为了提高自适应光学（AO）图像的天体物理学估计精度，如测光和天体测量，我们研究了一种新的概念来约束多源特征增强（PRIME）的点扩散函数（PSF）模型，该模型联合处理科学图像和AO控制回路数据。本文提出了PRIME的概念，并在凯克II望远镜NIRC 2图像上进行了验证。我们表明，通过校准的PSF模型的科学图像，PSF重建分别达到1%和3mas的精度上的Strehl比和PSF的半高全宽。我们在NIRC2二进制图像上表明，PRIME对噪声具有足够的鲁棒性，可以在$m_H=$ 14等天体上保持0.005等和100 $μ$以下的测光和天体测量精度。最后，我们还验证了PRIME对三重系统G1569 BAB执行PSF校准，其提供了66.73 $\pm 1.02$的分离和0.538 $\pm 0.048$的差示光度测定，相比之下，使用提取的PSF获得的参考值为66.76 mas $\pm$ 0.94和0.532 mag $\pm$ 0.041。
2019-03-07 astro-ph.IM
The PLACID active coronagraphic imager instrument: commissioning status
University of Bern（伯尔尼大学）；Türkiye National Observatories, Atatürk University（土耳其国家天文台，阿塔图尔克大学）；LIRA, Université Paris Cité, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS（拉伊拉实验室，巴黎西岱大学，巴黎天文台，巴黎文理研究大学，索邦大学，法国国家科学研究中心）；University of Applied Sciences HEIG-VD（沃州高等艺术学院）
本文介绍用于4米DAG望远镜的PLACID主动日冕仪成像仪的调试进展，其已完成安装与初步验收，将用于系外天体高对比度成像，计划2026年末至2027年初开展首次科学观测。
2026-08-31 astro-ph.EP astro-ph.IM
Adaptive Optics and Lucky Imager (AOLI): presentation and first light
在本文中，我们提出了自适应光学幸运成像仪（AOLI），一个国家的最先进的仪器，利用两个良好的证明技术，极高的空间分辨率与地面望远镜：幸运成像（LI）和自适应光学（AO）。AOLI包括一个AO系统，包括一个低阶非线性曲率波前传感器连同一个241致动器变形镜，一个科学阵列的四个1024 x1024 EMCCD，允许120 x120下降到36 x36角秒的视场，一个校准子系统和一个强大的LI软件。由于有了革命性的WFS，AOLI将有能力使用微弱的参考星（{ \it I\/} $\sim$ 16.5-17.5），使其能够在比普通Shack-Hartmann AO系统更宽的天空范围内使用。该仪器于2013年9月在威廉赫歇尔望远镜上首次看到光线。虽然仪器还没有完成，但这些调试证明了其可行性，获得了0.151 $\pm$ 0.005 arcsec的最佳PSF的FWHM和55.0 $\pm$ 0.3 mas/像素的板尺度。这些观测结果帮助我们证明了有趣的多重金牛T系统LkH $α$ 262-263的一些特征，发现它是引力有界的。这个有趣的多重系统混合了原行星盘的存在，其中一个被证明是双重的，以及第一次光学分辨的LkH $α$ 263 AB（0.42角秒间隔）。
2015-02-12 astro-ph.IM
A collimated beam projector for precise telescope calibration
精确测定仪器响应函数与波长的关系是当代光度校准策略的核心内容。这通常需要通过系统光瞳传播窄带照明，并将跨焦平面检测到的光子速率与由校准的光电二极管测量的入射光的量进行比较。然而，当使用平场屏幕作为照明源时，光学训练中的杂散光效应和反射/重影（特别是在滤波器通带的边缘上）构成系统不确定性的主要来源。将掩模投射到仪器焦平面上的准直光束投影仪可以区分聚焦光路与杂散光和散射光，从而精确确定仪器通量。本文介绍了这样一个系统的概念设计，概述了它的优点，并提出了一个原型系统与暗能量相机宽视场成像仪上的4米布兰科望远镜的结果。还提出了一种校准方案，该方案将来自平场图像的结果与准直光束投影仪数据混合，以获得在高光谱和角分辨率下的照明校正的等价物。除了提供精确的系统吞吐量校准之外，通过监测光学系统中的重影的强度和行为的演变，准直光束投影仪可以用于跟踪光学系统中的滤光器透射特性和各种抗反射涂层的演变。
2018-05-15 astro-ph.IM
The Wide Field Imager (WFI) Instruments for the Polarimeter to Unify the Corona and Helliosphere (PUNCH)
Southwest Research Institute（西南研究所）
本文研究了PUNCH任务中用于观测日冕和日球层的宽场成像仪（WFI）的设计、硬件集成和校准性能，通过利用太阳光 Thomson 散射来观测日冕和太阳风，并通过与NFI仪器协同工作实现完整的PUNCH观测场。
2026-05-18 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
Athena Wide Field Imager Key Science Drivers
广角成像仪（WFI）是高能天体物理学先进望远镜（雅典娜）的两个仪器之一。在本文中，我们总结了WFI的许多关键科学目标的三个-超大质量黑洞的形成和增长，星系团中的非引力加热，恒星质量黑洞的自旋测量-并描述了它们的翻译成科学要求，并最终仪器的要求。WFI的设计将提供出色的点源灵敏度和抓地力，用于进行大面积调查，表面亮度灵敏度，调查功率，绝对温度和密度校准，用于深入研究附近星系团的外围，以及非常好的高计数率能力，吞吐量和低堆积，配合非常好的光谱分辨率，用于详细探索明亮的银河系致密天体。
2016-07-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Carruthers Data Processing Pipeline: Radiometric Responsivity Calibration
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Goddard Space Flight Center, NASA（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；Boston University（波士顿大学）；University of Colorado at Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
针对Carruthers GCI仪器辐射标定需求，提出基于CALSPEC标准星库的算法驱动星选方法，通过反演观测流量约束通带，仿真验证反演误差<7%。
2026-08-18 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Design and Performance of the Carruthers Geocoronal Imager
Space Sciences Laboratory, University of California（加州大学空间科学实验室）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Illinois（伊利诺伊大学电气与计算机工程系）
本文介绍Carruthers地冕天文台上的地冕成像仪(GCI)的设计要求、双通道成像系统及其真空紫外测试与标定性能。
2026-07-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Ground-based astrometry with wide field imagers. V. Application to near-infrared detectors: HAWK-I@VLT/ESO
高精度天体测量需要精确的点扩散函数建模和精确的几何畸变校正。本文证明，这是可能的，以满足这两个要求的数据收集在高敏锐度宽视场K波段成像仪（HAWK-I），宽视场成像仪安装在UT 4/VLT ESO 8米望远镜的Nasmyth焦点。我们最终的天体测量精度达到~3质量每坐标曝光良好的恒星在一个单一的图像与系统误差小于0.1质量。我们构建了七个场的校准天文光度表和地图集：Baade's Window，NGC 6656，NGC 6121，NGC 6822，NGC 6388，NGC 104和大麦云中的James Webb空间望远镜校准场。我们将这些目录和图像以电子方式提供给社区。此外，作为我们的方法的有效性的证明，我们结合档案材料采取的光学宽视场成像仪在MPI/ESO 2.2米与HAWK-I的意见。我们发现，我们能够实现一个很好的分离之间的集群成员和领域的对象NGC 6656和NGC 6121的时间基线约8年。利用HST和HAWK-I的观测数据，我们还研究了NGC 6656星核中SGB粒子的径向分布，并得出结论：在我们的不确定性范围内，星核的径向分布趋势是平坦的。我们还提供了NGC 6656和NGC 6121星表中大部分恒星的成员概率，并估计了这两个领域中已发表的变星的成员。
2014-01-14 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
