Recognizing magnetic structures by present and future radio telescopes with Faraday rotation measure synthesis
本文研究了基于小波变换的法拉第旋转测度（RM）综合方法是否能帮助我们识别扩展磁化物体（如星系和星系团）中规则和湍流磁场的结构。Wavelet使我们能够重新制定的RM合成方法在一个规模依赖的方式和可视化的数据作为法拉第深度和规模的函数。我们目前的观测测试识别磁场结构。一个有规则磁场的区域会在法拉第空间中产生一个宽的“圆盘”（“法拉第谱”），当宇宙射线电子的分布比热电子的分布更宽时，会有两个“喇叭”。每次磁场反转在“圆盘”顶部产生一个不对称的“喇叭”。具有湍流场的区域可以被认为是由许多分量组成的“法拉第森林”。这些测试适用于各种综合射电望远镜的光谱范围。我们认为，最大波长与最小波长的比值决定了法拉第空间中可以识别的尺度范围。磁场结构的可靠识别需要在位置-位置-法拉第深度空间（“PPF立方体”）中分析在宽且连续的波长范围上观察到的数据立方体，从而允许在法拉第空间中识别宽范围的尺度以及高分辨率。计划中的平方公里阵列（SKA）将满足这一条件，并将接近代表一个完美的“法拉第望远镜”。低频阵列（LOFAR）和扩展甚大阵列（EVLA）的数据相结合，似乎是一个很有前途的方法，在所有尺度上的磁性结构的识别。来自韦斯特博克综合射电望远镜（WSRT）或巨型米波射电望远镜（GMRT）的中频数据的增加将填补LOFAR和EVLA频率范围之间的空白。
2012-06-21 astro-ph.IM
Capabilities of future intensity interferometers for observing fast-rotating stars: imaging with two- and three-telescope correlations
未来的大型望远镜阵列，用作强度干涉仪，可以用来以前所未有的角分辨率对恒星表面成像。快速旋转的热恒星是强度干涉测量特别有吸引力的目标，因为较短的（蓝色）波长观测不会带来额外的挑战。从现实的表面亮度模拟快速旋转的恒星，我们讨论了未来的强度干涉仪的成像效果，如重力变暗和旋转变形的能力。我们发现，两个望远镜的强度相关数据允许相当好的这些现象的成像，但可以改善与额外的高阶（如三望远镜）相关数据，其中包含一些傅立叶相位信息。
2015-07-28 astro-ph.IM
Optical aperture synthesis with electronically connected telescopes
天文学中最高分辨率的成像是通过干涉测量法实现的，它将望远镜连接在越来越长的距离上，并在越来越短的波长上。在这里，我们提出了第一个衍射极限图像在可见光中，由一个独立的光学望远镜阵列产生，仅以电子方式连接，它们之间没有光学链接。利用一组小型望远镜，通过强度干涉测量法在望远镜对之间的180个基线上测量光源的二阶光学相干性，并重建二维图像。该技术的目标是在100米长的基线上进行衍射限制的光学孔径合成，以达到显示恒星表面细节的分辨率，甚至可能是过境系外行星的轮廓。强度干涉测量避开了限制普通干涉测量的大气湍流问题。由于电子信号可以被复制，许多基线可以在分散的望远镜之间建立起来，而且距离很长。使用空气切伦科夫望远镜阵列，这应该能够实现目前在无线电波长上工作的干涉阵列的光学等效。
2015-04-17 astro-ph.IM physics.optics quant-ph
Synthesis of Disparate Optical Imaging Data for Space Domain Awareness
我们提出了一种贝叶斯算法，结合光学成像的未解决的对象从不同的时代和观测平台的轨道确定和跟踪。通过传播的非高斯不确定性，我们能够最佳地结合成像的任意信噪比，允许集成的数据，从低成本的传感器。我们的贝叶斯方法的图像特征也允许大量压缩的成像数据，而不会丢失统计信息。与计算效率高的算法相结合的多个观测时期和多个望远镜，我们显示统计最优的轨道推断。
2016-09-22 astro-ph.IM physics.space-ph
The DRAO Synthesis Telescope
DRAO综合望远镜（ST）是一个前沿望远镜，用于以角分分辨率对大尺度中性氢和偏振射电连续辐射成像。ST配备了1420和408兆赫的观测设备，完成了加拿大银河平面巡天，提供了对HI发射和自吸收弧分尺度结构以及扩散极化发射的开创性测量，使用旋转测量的精细网格绘制大尺度银河磁场，并增进了对银河旋转曲线的了解。在本文中，我们描述了一个计划，更新的综合望远镜，将创建一个前沿的科学仪器，新的射电天文技术的试验台，并为下一代加拿大射电天文学家和射电望远镜工程师的培训基地。更新后的望远镜将在400至1800 MHz的整个范围内运行。DRAO和大学合作伙伴之间的合作已经展示了一种覆盖这一范围的新型馈电天线、低噪声放大器和一种新的基于GPU的带宽为400 MHz的相关器。更新后的ST将提供出色的灵敏度扩展HI，覆盖银河系盘和晕，光谱偏振测量与前所未有的分辨率在角度和法拉第深度，能够搜索OH脉泽在所有四个18厘米线同时，和敏感的复合线观测叠加在多达40个过渡。作为一个测试平台，更新后的ST将评估对ngVLA、SKA和其他未来望远镜具有广泛意义的低成本数字时钟和采样技术，以及DRAO为SKA-mid开发的数字相关器原型。
2019-10-26 astro-ph.IM
A multi-scale multi-frequency deconvolution algorithm for synthesis imaging in radio interferometry
目的：我们描述了MS-MFS，一个多尺度多频率反卷积算法的宽带合成成像，并提出成像结果，说明了该算法的能力和条件下，它是可行的，并给出准确的结果。研究方法：MS-MFS算法将宽波段天空亮度分布建模为空间和光谱基函数的线性组合，并通过将线性最小二乘方法与迭代$χ^2$最小化相结合来执行图像重建。该方法扩展和结合了MS-CLEAN和MF-CLEAN算法分别用于多尺度和多频率反褶积的思想，并可与现有的宽视场成像算法结合使用。我们还讨论了一个更简单的混合光谱线和连续成像方法，并指出它可能足够的情况。结果如下：我们表明，通过模拟和应用程序的多频VLA数据和宽带EVLA数据，它是可能的，以重建空间和光谱结构的紧凑和扩展的发射在连续灵敏度水平，并在角分辨率允许的最高采样频率。
2011-06-14 astro-ph.IM
Simulating an imaging atmospheric radio telescope to observe cosmic gamma rays and cosmic neutrinos
Max-Planck-Institute for Nuclear Physics（马普核物理研究所）；University of Heidelberg（海德堡大学）；Radboud University Nijmegen（奈梅亨拉德伯德大学）；Nationaal Instituut voor Kernfysica en Hoge Energie Fysica (NIKHEF)（荷兰核与高能物理国家研究所）
本文提出一种新型成像大气射电望远镜，通过模拟其利用波动力学的成像技术，可24/7观测宇宙伽马射线与中微子，使对应观测能力提升8倍以上，克服了传统成像大气切伦科夫望远镜的工作周期局限。
2026-08-27 astro-ph.IM
Imaging Analysis of the Hard X-ray Telescope ProtoEXIST2 and New Techniques for High Resolution Coded Aperture Telescopes
具有高角分辨率（<2“）的宽视场（> 100度$^2$）硬X射线编码孔径望远镜将使大范围的时域天体物理学成为可能。例如，伽马射线暴等瞬变源可以在没有二次聚焦X射线望远镜帮助的情况下精确定位，从而能够进行快速的后续研究。另一方面，编码孔径成像中的高角分辨率在处理系统不确定性方面引入了新的挑战：每像素的平均光子计数通常太小而不能建立适当的背景图案或在模型保持不变的时间尺度中对系统不确定性进行建模。我们介绍了两种新的技术，以提高检测灵敏度，这是专为，但不限于高分辨率编码孔径系统：自背景建模方案，利用连续扫描或抖动操作，和基于泊松统计的概率方法来评估的意义源检测没有减法处理的背景。我们使用2012年秋季高空气球飞行期间宽视场硬X射线望远镜ProtoEXIST 2获得的数据来说明高分辨率编码孔径望远镜中的这些新成像分析技术。我们回顾了ProtoEXIST 2在飞行过程中的成像灵敏度，并使用我们的气球飞行数据与模拟的理想泊松背景相比，展示了新技术的性能。
2016-09-19 astro-ph.IM
RESOLVE: A new algorithm for aperture synthesis imaging of extended emission in radio astronomy
提出了一种新的射电孔径综合成像算法--RESOLVE算法。该算法是使用贝叶斯统计推断技术，估计在天空中的表面亮度假设先验对数正态统计。RESOLVE不仅估计测量的天空亮度的总强度，但它的空间相关性结构，这是用来指导算法的扩展和漫射源的最佳重建。对于射电干涉仪，它成功地反卷积了仪器点扩散函数在此过程中的影响。此外，RESOLVE提供了一个地图与重建表面亮度的不确定性估计。此外，与RESOLVE，我们引入了一个新的，最佳的可见性加权方案，可以被看作是一个扩展到强大的加权。在使用模拟观测的测试中，该算法显示出对扩展源的两种标准成像方法（多尺度CLEAN和最大熵方法）的改进性能。
2013-11-21 astro-ph.IM
Fresnel zone plate telescopes for X-ray imaging I: experiments with a quasi-parallel beam
菲涅耳波带片（FZP）的组合可以成为一个优秀的X射线成像望远镜。我们在这里提出的结果，我们的实验与几对钨制成的菲涅耳波带片的存在下，X射线源保持在约45英尺的距离。准平行光束使我们能够研究放置在轴上以及离开望远镜轴的源。本文对波带片在准平行光源作用下产生的条纹图进行了理论研究。我们比较了从实验中获得的图案与我们的蒙特卡罗模拟。还通过从这两种图案去卷积来重建图像。我们比较这样的望远镜与其他X射线成像设备在空间天文学的性能。
2009-10-11 astro-ph.IM
Failure type detection and predictive maintenance for the next generation of imaging atmospheric Cherenkov telescopes
下一代成像大气切伦科夫望远镜将由数百台望远镜组成，共同努力，试图揭示高能宇宙的一些基本物理学。除了科学数据外，还有来自气象站、仪器传感器、日志文件等的大量内务和辅助数据，也将被收集。在监督和强化学习算法的驱动下，这些数据可以用于对这些天体物理设施进行预测性维护和故障类型检测。在本文中，我们提出了一个项目，旨在触发一个模型的发展，将能够预测，及时，即将到来的组件故障及其种类和严重程度
2022-12-23 astro-ph.IM
Gamma/Hadron Separation in Imaging Air Cherenkov Telescopes Using Deep Learning Libraries TensorFlow and PyTorch
在这项工作中，我们比较了两个开源机器学习库PyTorch和TensorFlow，作为拒绝成像空气切伦科夫望远镜（IACT）检测到的强子背景事件的软件平台。利用蒙特卡罗模拟对TAIGA-IACT望远镜的背景抑制质量进行了评估。这两个库提供的各种神经网络算法可以很容易地在各种类型的数据上进行测试，这对于各种成像空气切伦科夫实验是有用的。这项工作是Astroparticle.online项目的一个组成部分，该项目与TAIGA和KASCADE实验合作，欢迎任何天体粒子实验加入。
2018-12-04 astro-ph.IM
High Contrast and High Angular Imaging at Subaru Telescope
斯巴鲁望远镜的自适应光学项目涵盖了广泛的能力领域，从在20弧分FOV范围内提供部分校正的地面层自适应光学（GLAO）到用于系外行星成像的极端自适应光学（ExAO）。在本文中，我们描述了斯巴鲁极端自适应光学自适应光学（SCExAO）系统及其仪器模块提供的当前和即将到来的窄视场能力，以及即将到来的3000执行器升级的Nasmyth AO系统。
2022-08-03 astro-ph.IM
Point source detection performance of Hard X-ray Modulation Telescope imaging observation
硬X射线调制望远镜（HXMT）将在硬X射线波段进行全天空巡天，并对一系列小的天空区域进行深度成像。我们期望在这些成像观测中检测到各种紧凑的物体。HXMT成像观测的点源探测性能不仅取决于仪器本身，还取决于其数据分析，因为图像是由HXMT观测数据用数值方法重建的。在HXMT成像数据分析流水线中，除噪技术与解调、震源检测一样，起着重要的作用。在本文中，我们已经实现了几种方法去噪HXMT数据和评估的点源检测性能的灵敏度和定位精度。结果表明，在HXMT成像观测的数据分析中，虽然可以通过选择和调整数值方法来进一步提高灵敏度和定位精度，但1倍互相关直接解调法应作为默认的重建和正则化方法。
2015-04-14 astro-ph.IM
I3T: Intensity Interferometry Imaging Telescope
我们提出了一种新的方法，基于汉伯里布朗和Twiss强度干涉，转换切伦科夫望远镜的等效光学望远镜。我们表明，基于使用从量子光学应用中借来的光子学组件，我们可以恢复所观察到的源的空间细节下降到切伦科夫望远镜的衍射极限，由其直径设置在平均观测波长。为此，我们建议应用孔径合成技术从成对和三重相关的子光瞳强度，为了重建的图像的天体源从其傅立叶模量和相位信息，尽管大气湍流。我们研究的方法，即限制幅度的灵敏度，其实施现有的或未来的高能量阵列切伦科夫望远镜。我们表明，尽管其光学质量差，非常大的光学望远镜正在建设中，切伦科夫望远镜可以提供衍射限制成像的天体源，特别是在可见光，下降到紫色波长。
2021-05-18 astro-ph.IM
Seeing-limited imaging sky surveys -- small vs. large telescopes
通常，大型望远镜的建造和运营成本比其收集面积增长得更快。这减缓了科学进步，使得增加望远镜尺寸变得昂贵和复杂。代表成像巡天望远镜能力并捕捉广泛科学目标的一个度量标准是望远镜抓取-单位时间内可探测到标准烛光的空间体积。我们提供了一个解析表达式的把握，也表明，在背景占主导地位的噪声限制，最佳曝光时间是死时间的三倍。我们引入了一个相关的度量，我们称之为信息内容的把握，它总结了单位时间内望远镜观察到的所有源的方差。对于以观测为主的巡天，在抓地力、光学扩展量或收集区域优化方面，最近的技术进步使得建造多个小型望远镜比建造具有类似抓地力或光学扩展量的单个大型望远镜更具成本效益。在这些关键的进步中，有一个是具有小于4微米像素的大尺寸背照式CMOS探测器的可用性，它非常适合在小型快速望远镜的典型焦距下对标准视宁条件进行采样。我们还讨论了可能使用多个小望远镜光谱。我们认为，如果使用多个小型望远镜实现具有成本效益的宽视场成像和多目标光谱仪的所有障碍都被消除，那么建造新的单一大孔径（> 1米）可见光望远镜的动机将被削弱。这些想法导致了目前正在建造的大阵列巡天望远镜（LAST）的概念。
2020-11-09 astro-ph.IM
In-orbit Calibrations of the Ultra-Violet Imaging Telescope
紫外线成像望远镜是印度第一个空间天文台ASTROSAT的有效载荷之一。UVIT仪器有两个375毫米望远镜：一个用于远紫外（FUV）通道（1300- 1800流明），另一个用于近紫外（NUV）通道（2000- 3000流明）和可见光（VIS）通道（3200- 5500流明）。UVIT主要设计用于两个紫外通道的同时成像，其空间分辨率优于1.8角秒，同时提供NUV和FUV通道的无狭缝光谱。
2017-08-05 astro-ph.IM
The Topo-trigger: a new concept of stereo trigger system for imaging atmospheric Cherenkov telescopes
成像大气切伦科夫望远镜（IACT），例如大型大气伽马射线成像切伦科夫（MAGIC）望远镜，努力达到尽可能低的能量阈值。在这样做时，触发系统是一个关键因素。降低触发阈值受到环境光（所谓的夜空背景（NSB））产生的意外触发的快速增加的阻碍。在本文中，我们提出了一个拓扑触发器，被称为拓扑触发器，拒绝事件的基础上，他们在望远镜相机的相对取向。我们在MAGIC望远镜中模拟和测试了触发选择算法。该算法使用蒙特卡罗模拟进行了测试，并显示出85%的意外立体触发的拒绝，同时保留99%的伽马射线。该触发系统的全面实施将在能量阈值处实现10%至20%的收集面积增加。仪器的分析能量阈值预计将降低约8%。在使用当前触发器配置获取的真实MAGIC数据上测试选择算法，未发现类似$γ$的事件丢失。
2016-03-14 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
Field of view for near-field aperture synthesis imaging
针对近场孔径合成成像视场受限问题，证明傍轴下标准干涉技术可突破菲涅耳区尺寸限制成像更大目标，且自校准与相位闭合技术无需精确距离即可近场重聚焦，大幅提升地面同步卫星成像视场上限。
2015-07-07 astro-ph.IM
Gamma/hadron segregation for a ground based imaging atmospheric Cherenkov telescope using machine learning methods: Random Forest leads
给出了一个地基大气切伦科夫望远镜观测到的$γ$ -强子分离的详细实例研究。我们已经评估和比较了各种监督机器学习方法，如随机森林方法，人工神经网络，线性判别方法，朴素贝叶斯分类器，支持向量机以及传统的动态超切方法，通过模拟触发事件与蒙特卡洛方法，并将结果应用到切伦科夫望远镜。证明了随机森林方法是对$γ$ -强子分离最敏感的机器学习方法。
2014-10-20 astro-ph.IM
Calibration and imaging challenges at low radio frequencies: An overview of the state of the art
下一代低频射电望远镜的许多科学成果需要高动态范围成像。正在建设中的下一代望远镜确实承诺与现有望远镜相比，灵敏度至少增加10倍。在这些望远镜的图像中，投影的可实现RMS噪声在1- 10 $μ$ μ y/光束的范围内，对应于$10^{6-7}$的典型成像动态范围。高的成像动态范围要求去除系统误差以达到高精度和长的积分间隔。一般来说，许多误差来源是方向性的，除非得到纠正，否则将成为这些下一代望远镜成像动态范围的限制因素。这需要开发用于校准和成像的新算法和软件，其可以校正这种方向和时间相关误差。在本文中，我将讨论由此产生的算法和计算的挑战和最近取得的进展，以解决这些挑战。
2009-06-02 astro-ph.IM
Fresnel Zone Plate Telescopes as high resolution imaging devices
菲涅耳波带片（FZP）的组合可以制成用于X射线成像的优秀望远镜。我们目前的结果，我们的实验与这样的望远镜与X射线源保持在45英尺的距离。我们比较了从实验中获得的图案与我们的蒙特卡罗模拟。在模拟中，我们允许的源是在有限的距离（发散光束），以及在无限的距离（平行光束），并表明，分辨率恶化时，源附近。我们还提出了银河系中心观测的模拟结果，并表明源可以准确地重建。我们比较这样的望远镜与其他X射线成像设备在空间天文学的性能。最近发射的KORONAS-FOTON卫星首次发送了基于波带片的仪器。
2009-12-25 astro-ph.IM
AOLI: Near-diffraction limited imaging in the visible on large ground-based telescopes
幸运成像与低阶自适应光学系统的结合在近10年前在帕洛马5米望远镜上得到了非常成功的证明。它仍然是唯一一个在地面望远镜上对微弱的天文目标提供可见光或近红外高分辨率图像的系统。本文将介绍AOLI最初部署在加那利群岛拉帕尔马WHT 4.2米望远镜上的情况。特别是，我们将研究我们的低阶曲率波前传感器的设计和状态，该传感器已被简化以使其更有效，确保覆盖大部分天空，以自然引导星作为参考对象。AOLI使用光学对接的电子倍增CCD来提供2000 x 2000像素的成像阵列。
2016-08-10 astro-ph.IM
Conceptual Design of the Coronagraphic High Angular Resolution Imaging Spectrograph (CHARIS) for the Subaru Telescope
高对比度成像技术的最新发展现在使得对附近恒星周围的行星进行成像和光谱分析成为可能。我们提出了概念设计的日冕高角分辨率成像光谱仪（CHARIS），一个基于小透镜，低温积分场光谱仪（IFS）的斯巴鲁望远镜成像系外行星。IFS将在1.75 arcsecs x 1.75 arcsecs视场（FOV）内提供140 x140空间元素的光谱信息。CHARIS将在近红外（λ = 0.9 - 2.5微米）下工作，并在三种不同的观测模式下提供R = 14、33和65的光谱分辨率。利用斯巴鲁望远镜上的自适应光学系统和先进的日冕仪（AO 188和SCExAO），CHARIS将提供足够的对比度，以获得年轻的自发光太阳质量系外行星的光谱。CHARIS正处于早期设计阶段，预计将于2015年底首次亮相。我们在这里报告目前的概念设计的CHARIS和设计的挑战。
2012-08-15 astro-ph.IM
Methods for multiple telescope beam imaging and guiding in the near infrared
大气湍流和任意两台望远镜之间的天体测量基线矢量的精确测量是相位参考干涉天体测量和成像的两个主要挑战。它们通过降低仪器灵敏度和天体测量精度以及由于不准确的相位而引入图像重建误差来限制光纤馈送干涉仪的性能。一个多光束采集和引导相机，以满足这些挑战，最近委托四光束组合器仪器，重力，在ESO甚大望远镜干涉仪。对于每个望远镜光束，它测量：a）通过对天空中的恒星进行成像来测量视场尖端倾斜; b）通过使用$2 \times 2$小透镜对安装在每个望远镜上的光瞳参考激光信标进行成像来测量望远镜光瞳偏移; c）使用$9 \times 9$ Shack-Hartmann的高阶像差。望远镜的瞳孔被成像，以便在观察时进行视觉监测。这些测量使得能够通过致动分别放置在光瞳和场平面中的倾斜镜的训练来进行主动场和光瞳引导。Shack-Hartmann测量的准静态像差用于聚焦辅助望远镜，并允许校正单位望远镜自适应光学系统和重力之间的非公共路径误差。这种引导使光注入单模光纤稳定，提高了灵敏度，减少了天体测量和图像重建误差。光束引导使得能够实现小于$50\,μ$的天体测量误差。本文介绍了多光束采集制导相机的数据处理方法、实验室试验及其在天空中的性能。
2018-01-31 astro-ph.IM
A count-based imaging model for the Spectrometer/Telescope for Imaging X-rays (STIX) in Solar Orbiter
X射线成像光谱仪/望远镜（STIX）将通过太阳轨道器集群提供的硬X射线窗口观察太阳耀斑。类似于拉马迪高能太阳光谱成像仪（RHESSI），STIX是一种基于分辨率的成像仪器，它将要求基于傅立叶的图像重建方法。然而，在本文中，我们表明，作为RHESSI，也为STIX计数为基础的成像是可能的。具体来说，在这里，我们介绍并说明了一个数学模型，模拟STIX数据形成过程的投影从传入的光子通量到一个向量的120个计数组件。然后，我们测试的期望最大化的图像重建的几个模拟配置典型的耀斑形态的情况下的可靠性。
2019-02-20 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Background rejection using image residuals from large telescopes in imaging atmospheric Cherenkov telescope arrays
识别由μ子产生的切伦科夫光被认为是一种有希望的方法，以显着提高成像大气切伦科夫望远镜（IACT）阵列在高能量下的背景抑制能力。然而，μ子识别仍然是一项具有挑战性的任务，有效的算法仍在开发中。我们提出了一种方法，而不是识别切伦科夫光的μ子，我们只是考虑存在的切伦科夫光以外的主簇射图像的IACTs与大的镜子面积。我们证明了在H.E.S.S.五个望远镜的阵列，这种方法导致在所有能量超过1 TeV的背景抑制改善。特别地，在能量高于20 TeV时，抑制功率可以提高因子$\sim3-4$，同时保持原始伽马射线效率的$\sim90\%$。
2022-11-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Bayesian statistics approach to imaging of aperture synthesis data: RESOLVE meets ALMA
阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）目前正在彻底改变观测天体物理学。孔径合成技术提供了传统单孔径望远镜无法达到的角分辨率。然而，从固有的欠采样数据中恢复图像是一项具有挑战性的任务。CLEAN算法已被证明是成功和可靠的，并且通常用于干涉观测成像。然而，它并非没有限制。点源假设，中央的CLEAN是不是最佳的扩展结构的分子气体回收的ALMA。此外，使用CLEAN恢复的负通量不是物理的。这就要求寻找更适合特定科学案例的替代方案。本文介绍了利用贝叶斯推断技术对ALMA数据进行成像的最新进展，即RESOLVE算法。该算法基于信息场论\cite{Ensslin2013}，已成功地应用于甚大阵列数据的成像。我们比较了CLEAN和RESOLVE恢复已知天空信号的能力，与ALMA观测数据的模拟器进行卷积，并研究了一组实际ALMA观测的问题。
2022-10-05 astro-ph.IM
Application of Graph Networks to background rejection in Imaging Air Cherenkov Telescopes
针对成像大气切伦科夫望远镜的强子背景排除难题，提出将探测图像转为图结构、用图卷积网络分类的新算法，性能优于现有机器学习及深度学习方法。
2023-11-07 astro-ph.IM
A Monte Carlo template-based analysis for very high definition imaging atmospheric Cherenkov telescopes as applied to the VERITAS telescope array
我们提出了一个复杂的似然重建算法，用于成像切伦科夫望远镜的簇射图像分析。重建算法基于相机像素幅度与基于蒙特卡罗模型的预测的比较。簇射参数由似然函数的最大化确定。作为淋浴适合参数的函数的可能性的最大化使用数值非线性优化技术来执行。CAT和H.E.S.S.已经开发了相关的重建技术。实验，并提供了一个更精确的方向和能量重建的光子诱导簇射相比，第二时刻的相机图像分析。示例显示的性能的分析模拟伽马射线数据从VERITAS阵列。
2015-09-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Chimenea and other tools: Automated imaging of multi-epoch radio-synthesis data with CASA
在为平方公里阵列及其探路者做准备的过程中，迫切需要使用当前一代射电望远镜以完全机器人的方式开始探测瞬变天空。有效利用这种调查需要一个基本上自动化的数据简化过程。本文介绍了一个端到端的自动化减少管道，AMIsurvey，用于校准和成像数据的Arcminute Microkelvin成像仪大阵列。AMIsurvey使用了几个组件库，这些组件库已经单独打包用于开源发布。其中最具科学意义的是chimenea，它实现了一种与望远镜无关的算法，用于对预先校准的多时期无线电合成数据进行自动成像，这种数据通常用于瞬态调查或后续调查。该算法旨在通过利用迭代RMS估计和自动源检测来改善标准成像流水线，以避免所谓的“清洁偏差”，并利用CASA子例程进行底层图像合成操作。在较低的层次上，AMISurvey依赖于两个库，drive-ami和drive-casa，它们允许从Python脚本中使用成熟的射电天文学软件包。虽然目标是自动化成像，但驱动器-casa接口也可以用于自动化与通用Python过程中的任何CASA子例程的交互。此外，这些包可能具有射电天文学之外更广泛的技术兴趣，因为它们演示了使用Python库pexpect来模拟终端与外部进程的交互。这种方法允许快速开发Python接口到任何接受命令行输入的遗留或外部维护的管道，而无需更改原始代码。
2015-08-25 astro-ph.IM
High-resolution imaging at the SOAR telescope
在4.1米望远镜上用快速电子倍增照相机在可见光自适应光学系统进行部分湍流校正的情况下观测到明亮的单星和双星。我们比较的角分辨率实现简单的平均AO校正图像（长时间曝光），选择和重新定心（移位和添加或“幸运”成像）和斑点干涉。部分AO校正，振动和图像后处理的效果上所达到的分辨率。这些技术的潜在有用性进行评估，以达到地面光学成像的衍射极限。在这些测试中获得的75个双星的测量和特别感兴趣的对象进行了讨论。我们报告Zeta Aqr B的天体测量伴星的初步分辨率。提出了一种先进的高分辨率相机的概念。
2010-10-20 astro-ph.IM
Cyclic Imaging for All-Sky Interference Forecasting with Array Radio Telescopes
射频干扰（RFI）正在威胁着现代射电天文学。减轻其对天文数据影响的经典方法包括通过称为标记和消隐的过程丢弃损坏的时间和频率数据样本。我们建议利用RFI信号的循环平稳特性来可靠地检测和预测它们在阵列射电望远镜视场内的位置，并动态地安排天文观测，以最大限度地减少RFI数据损坏的概率。
2020-07-26 astro-ph.IM eess.SP
Detection of tau neutrinos by Imaging Air Cherenkov Telescopes
本文研究了用切伦科夫成像望远镜寻找非常倾斜的簇射来探测1-1000 PeV能量范围内的τ中微子的可能性。中微子引起的τ轻子从地球逃逸可能会衰变并引发空气簇射，这可以通过荧光或切伦科夫望远镜检测到。我们在这里提出了一个研究的探测潜力的地球掠过中微子考虑到中微子在地壳中的相互作用，当地的物质分布在不同的探测器站点，在空气中的发展τ诱导阵雨和探测切伦科夫光子与IACT。我们分析了相机焦平面上的模拟淋浴图像，并基于Hillas参数实现了通用重建链。我们发现，目前的IACTs可以区分大气簇射诱导的τ中微子从背景的强子簇射在PeV-EeV的能量范围。我们提出的中微子触发效率得到的几个配置正在考虑下一代切伦科夫望远镜，即切伦科夫望远镜阵列。最后，对于一些代表性的中微子光谱预计从天体物理来源，我们比较预期的事件率在运行IACT的预期专用冰立方中微子望远镜。
2016-06-06 astro-ph.IM
Wide-spectrum optical synthetic aperture imaging via spatial intensity interferometry
使用越来越大的孔径和越来越短的波长来实现高分辨率成像。光学孔径合成是天文学中一种重要的高分辨率成像技术。传统的长基线振幅干涉测量易受不可控制的相位起伏的影响，并且技术难度随着波长的减小而迅速增加。受HBT实验启发的强度干涉测量法基本上对相位波动不敏感，但具有窄光谱带宽，这导致缺乏检测灵敏度。在这项研究中，我们提出了基于空间强度干涉的光学合成孔径成像。这不仅在Single Shot中实现了衍射受限的光学孔径合成，而且能够实现具有宽光谱带宽的成像。该方法对子孔径之间的光程差不敏感。仿真和实验表明，在光谱宽度为100 $nm$的可见光中，子孔径间最大光程差达到$69.36λ$，通过空间强度干涉实现了光学孔径合成衍射极限成像。该技术有望为光学波长下超长基线的光学孔径合成提供解决方案。
2022-12-02 astro-ph.IM physics.optics
Detection of tau neutrinos by Imaging Air Cherenkov Telescopes
本文研究了用切伦科夫成像望远镜寻找非常倾斜的簇射来探测1-1000 PeV能量范围内的τ中微子的可能性。中微子引起的τ轻子从地球逃逸可能会衰变并引发空气簇射，这可以通过荧光或切伦科夫望远镜检测到。我们在这里提出了一个研究的探测潜力的地球掠过中微子考虑到中微子在地壳中的相互作用，当地的物质分布在不同的探测器站点，在空气中的发展τ诱导阵雨和探测切伦科夫光子与IACT。我们分析了相机焦平面上的模拟淋浴图像，并根据Hillas参数实现了通用重建链。我们发现，目前的IACTs可以区分大气簇射诱导的τ中微子从背景的强子簇射在PeV-EeV的能量范围。我们提出的中微子触发效率得到的几个配置正在考虑下一代切伦科夫望远镜，即切伦科夫望远镜阵列。最后，对于一些代表性的中微子光谱预计从天体物理来源，我们比较预期的事件率在运行IACT的预期专用冰立方中微子望远镜。
2015-08-12 astro-ph.IM
Reconstructing light curves from HXMT imaging observations
硬X射线调制望远镜（HXMT）是中国的一项太空望远镜任务。计划于2015年发射。该望远镜将在硬X射线波段（1 - 250千电子伏）进行全天巡天，对小的天空区域进行一系列深度成像观测以及定点观测。本文提出了一种直接从HXMT成像观测数据中重建光变曲线的概念性方法，以便利用HXMT成像观测数据对硬X射线波段的GRB、AXP和SGR等时变天体进行监测。
2014-06-28 astro-ph.IM
MACHETE: A transit Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope to survey half of the Very High Energy $γ$-ray sky
目前用于甚高能$γ$射线天体物理学的成像大气切伦科夫望远镜是视场高达几十平方度的指向仪器。我们建议建立一个阵列的两个非转向（漂移）望远镜。每个望远镜将有一个相机与5 $\times$ 60平方度的视场定向沿子午线。一年中大约有一半的天空会经过这个视野。我们已经进行了蒙特卡洛模拟，以估计该仪器的性能。我们期望它能以$\sim$ 0.77%的积分通量灵敏度，$\sim$ 150 GeV的分析能量阈值和$\sim$ 0.1 $^{\circ}$的角分辨率来观测这半边天。对于在特定夜晚经过望远镜的天文物体，我们可以在一个夜晚达到蟹状星云通量的12%的积分灵敏度，这使得它成为一个非常强大的工具，可以使用可操纵的IACT或其他波长的仪器来触发对可变源的进一步观测。
2015-07-09 astro-ph.IM
Improved High Contrast Imaging with On-Axis Telescopes using a Multi-Stage Vortex Coronagraph
涡旋式日冕仪具有结构简单、内工作角小、通量高、离轴探测空间清晰等优点，是目前最有前途的高对比度日冕仪之一。然而，与大多数日冕仪一样，中心遮挡的同轴望远镜会降低对比度。基于涡旋日冕仪在瞳孔内部和外部之间移动光的显着能力，我们提出了一种基于多涡旋的方法，该方法在不牺牲吞吐量的情况下，将剩余光泄漏减少到（a/A）^n，其中n >=4，a和A分别是中心遮挡和主镜的半径。因此，该方法使得即使使用同轴望远镜也能够达到高对比度。
2011-03-09 astro-ph.IM physics.optics
Imaging Black Holes and Jets with a VLBI Array Including Multiple Space-Based Telescopes
毫米波长的甚长基线干涉测量（VLBI）可以分辨人马座A* 和M87两个超大质量黑洞周围的黑洞阴影。在太空中增加适度的望远镜将使组合阵列能够产生这些和其他来源的更高分辨率，更高保真度的图像。本文探讨了在事件视界望远镜中增加轨道根数的潜在好处。我们重建模型图像使用模拟数据从阵列，包括在不同的轨道上的望远镜。我们发现，一个阵列，包括一个望远镜在地球静止轨道附近和一个在高倾角的中地球或地球同步轨道可以成功地产生高保真度的图像，能够解决阴影直径小至3微弧秒。其中一个关键的来源，草帽星系，可能是重要的，以解决有关为什么一些黑洞发射强大的喷流，而其他人没有的问题。与此同时，M87子结构的高分辨率成像可能会澄清喷气式飞机是如何首先发射的。空间VLBI提供的额外分辨率还将改进对活动星系核喷流准直的研究。
2019-03-22 astro-ph.IM
High-Performance Image Synthesis for Radio Interferometry
射电干涉仪间接测量天球上空的强度分布。由于测量是在不规则采样的傅立叶平面上进行的，因此从干涉测量合成强度图像需要大量的处理。此外，还有一些扭曲现象必须加以纠正。本论文开发了一种新的高性能射电干涉测量图像合成工具（成像工具）。该成像工具采用C++和CUDA实现，通过图形处理单元（GPU）实现了前所未有的性能。成像工具分为几个组件，后端处理数值计算在新的框架中进行了概括。一个称为压缩的新功能任意地增加了已经非常高效的基于GPU的w投影算法的实现的性能。压缩利用过采样卷积函数和基线轨迹的行为。基于CPU的组件为GPU准备数据，GPU是多线程的，以确保最大限度地使用现代多核CPU。只有当系统中的所有硬件组件都并行工作时，才能实现最佳性能。映像工具的设计使磁盘I/O以及CPU和GPU上的工作同时完成。测试用例表明，该成像工具执行速度比另一个基于CPU的通用成像工具快近100 $\times$。不幸的是，该工具在使用中受到限制，因为反卷积和A-投影尚未得到支持。它还受到GPU内存的限制。未来的工作将实现反卷积和A-投影，同时找到克服记忆限制的方法。
2014-03-17 astro-ph.IM
Studying deep convolutional neural networks with hexagonal lattices for imaging atmospheric Cherenkov telescope event reconstruction
深度卷积神经网络（DCN）是一种很有前途的机器学习技术，可以重建成像大气切伦科夫望远镜（IACT）记录的事件，但需要优化才能达到最佳性能。最紧迫的挑战之一是处理由光电倍增器的六边形晶格制成的相机捕获的原始图像，这是IACT相机中的一种常见布局，其拓扑结构不同于DCN模型常规预期的正方形晶格作为其输入数据。旨在解决这一挑战的策略包括通过过采样或插值将六边形晶格转换为正方形晶格，以及实现六边形卷积核。在这篇文章中，我们使用在模拟IACT数据上训练的DCN模型对其中几种策略进行了比较。
2019-12-20 astro-ph.IM
Note concerning a high spectral resolution slicer for imaging spectro-polarimetry with the new generation Multichannel Subtractive Double Pass (MSDP) onboard the future EST telescope
针对未来欧洲太阳望远镜（EST）的成像光谱偏振需求，提出适配MSDP的高光谱分辨率切片器，可结合AO实现高频率光球动力学与磁场观测数据立方体重构。
2023-11-09 astro-ph.IM
Multi-View Deep Learning for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
本文研究多视角深度学习在H.E.S.S.切伦科夫望远镜数据中的应用，发现视角信息融合的时机比融合方法对模型性能影响更大。
2024-03-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Calibration and performance of the photon-counting detectors for the Ultraviolet Imaging Telescopes (UVIT) of the Astrosat observatory
我们描述了校准数据，并讨论了Astrosat天文台的紫外成像望远镜的光子计数飞行探测器的性能。本文介绍了暗电流，平场和光点图像FUV，NUV和可见光波段探测器在一个以上的波长设置为每个。我们还报告了标称增益和低增益操作，全窗口和子窗口读取速率，以及非光子计数操作模式，所有这些都有望在飞行中使用。我们从CMOS读出阵列中推导出不同质心算法的事件质心校正。我们推导出每个探测器的空间分辨率值和不同通量水平的点源信号饱和度图。我们还讨论了在扩展对象图像中校正饱和度的方法。
2011-05-26 astro-ph.IM
Vortex coronagraphs for the Habitable Exoplanet Imaging Mission (HabEx) concept: theoretical performance and telescope requirements
可居住系外行星成像任务（HabEx）的概念需要一个光学日冕，提供在宽光谱带宽，高吞吐量的点源在小角度分离，并随时间变化，低阶像差不敏感的深星光抑制。涡旋日冕仪是一种很有前途的解决方案，在离轴的单片望远镜上表现最佳，也可以设计用于性能损失较小的分段望远镜。我们描述了离轴望远镜上的涡旋日冕仪的主要优点：1）由于像差引起的不必要的衍射在几个低阶Zernike模式中被被动地拒绝，放松了对成像类地行星的波前稳定性要求，从<10 to >100 pm rms。2)角直径>0.1 $λ/D$的恒星可能被充分抑制。3)行星的绝对吞吐量大于10%，即使对于不利的望远镜架构。4)宽带解决方案（$Δλ/λ>0.1$）可用于单片和分段孔径。后者利用上游光瞳平面中的灰度变迹器来提供对来自望远镜光瞳中的振幅不连续性的衍射光的抑制，而不会在可变形反射镜上引起额外的行程。我们设置波前稳定性要求的望远镜，恒星的辐照度阈值设置在3 $\pm$ 0.5 $λ/D$从恒星的角间距的基础上，并讨论如何通过交易的鲁棒性，行星吞吐量的像差，一些要求可能会放宽。
2018-03-11 astro-ph.IM
Lucky imaging: beyond binary stars
幸运成像（Lucky Imaging）是一种在可见光波段进行高分辨率天文成像的技术，使用2- 4米级的中型地面望远镜。该技术使用高速、低噪声照相机来记录短曝光，然后可以对短曝光进行处理以使大气湍流对图像质量的有害影响最小化。本论文的主要观点如下：幸运成像是一种得益于充分发展的硬件和分析技术的技术，它可以有效地用于广泛的天文成像目的，在中型地面望远镜。此外，它已被证明有潜力产生极高的分辨率成像时，与自适应光学系统在较大的望远镜。我使用新的数学分析，模拟和最新的剑桥幸运成像仪器的数据来发展这个论点。
2014-04-23 astro-ph.IM
First demonstration of gamma-ray imaging using balloon-borne emulsion telescope
我们促进精确的伽马射线观测项目-核乳胶伽马射线天体成像仪，该项目使用球载乳胶伽马射线望远镜。乳胶望远镜在0.01- 100 GeV能区实现了高角分辨率、偏振灵敏度和大口径面积的观测。在此，我们报告了乳胶轨迹的数据分析，并使用2015年进行的气球实验的飞行数据首次演示了通过乳胶望远镜进行的伽马射线成像（GRAINE 2015）。用最新的读出系统在三个月内扫描乳胶胶片，总面积为41米$^2$，然后自动处理伽马射线事件选择。球载乳胶望远镜中积累了数百万个电子对事件。乳胶望远镜在气球观测期间探测到了来自校准源的信号（宇宙射线与铝板相互作用产生的伽马射线），这些信号具有很高的重要性，并在100- 300 MeV的能量范围内产生了与源大小和预期角分辨率一致的伽马射线图像。GRAINE 2015实验中获得的飞行性能证明，在保持预期成像性能的情况下，更大面积的球载乳胶望远镜实验是可行的。
2018-04-21 astro-ph.IM
Technological Novelties of Ground-Based Very High Energy Gamma-Ray Astrophysics with the Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
本文介绍了大气成像切伦科夫望远镜技术的发展，指出该技术发现了约250个甚高能伽马射线源，并推动下一代大型装置CTA实现灵敏度数倍提升。
2024-11-14 astro-ph.IM
An image-based array trigger for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope Arrays
预计即将到来的下一代大气切伦科夫望远镜阵列将包括一些使用双镜Schwarzschild-Couder配置建造的中型望远镜。这些望远镜将使用包括多个$10^{4}$单独读出通道的密集像素化相机对宽（$8^{\circ}$）视场进行采样。与预期的单望远镜触发率一致的读出频率将导致相当大的数据率。为了改善这些数据速率，一种新的，硬件级的分布式智能阵列触发器（DIAT）的设想。DIAT的副本在每个望远镜处自主操作，并使用来自附近望远镜的有限子集的分辨率降低的成像数据来否决相机读出之前的事件{以及集中存储或聚合所需的相机数据的任何后续网络传输}。我们提出的蒙特卡罗模拟的结果，评估的“视差宽度”的有效性，可以使用的DIAT，以有效地区分真正的伽马射线发起的事件和不需要的背景事件，由强子宇宙射线发起的。
2018-02-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Run-Wise Simulation and Analysis Framework for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope Arrays
介绍了一种新的成像大气切伦科夫望远镜（IACT）阵列的模拟和分析方法，模拟了实际观测条件以及每个观测单元的望远镜配置。与现有的框架相比，通常使用预定义的设置生成模拟，这种运行方式的模拟方法意味着更真实的模拟，从而降低了系统的不确定性。这种专用模拟概念的计算工作量与不同观测配置的数量无关，但与观测时间呈线性关系。这对应于日益复杂的当前和未来IACT阵列的巨大优势，其中相空间的大小使得使用经典模拟方案生成达到系统学要求的模拟在计算上不可行。
2020-07-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
Developing Linear Dark-Field Control for Exoplanet Direct Imaging in the Laboratory and on Ground-based Telescopes
在反射光中成像岩石行星，这是未来NASA任务和ELT的一个关键重点，需要先进的波前控制，以在几个衍射光束宽度处保持恒星晕的深度，时间相关的零。我们讨论了线性暗场控制（LDFC）的发展，以实现这一目标。我们描述了首次在实验室环境中测试空间LDFC的努力，使用艾姆斯日冕实验（ACE）试验台。我们的初步结果表明，空间LDFC是一种很有前途的方法焦平面波前控制方法，能够保持一个静态的黑洞，至少在对比度相关的成像成熟的行星与30米级望远镜。
2019-09-25 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
First Full-Event Reconstruction from Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope Real Data with Deep Learning
Univ. Savoie Mont Blanc（萨瓦大学勃朗峰分校）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LAPP - IN2P3（法国国家核物理与粒子物理研究所安纳西粒子物理实验室）；LISTIC（LISTIC实验室）
切伦科夫望远镜阵列是地基伽马射线天文学的未来。它的第一个原型望远镜在现场建造，大尺寸望远镜1，目前正在调试和采取其第一个科学数据。在本文中，我们首次介绍了基于深度卷积神经网络的全事件重建的开发及其在真实数据中的应用。我们表明，它优于标准分析，无论是模拟和真实数据，从而验证了CTA数据分析的深度方法。这项工作也说明了从模拟数据到实际数据的困难。
2021-05-31 astro-ph.IM cs.LG
