Exploring reinforcement learning to enhance focal-plane wavefront control for vortex coronagraphs
STAR Institute, Université de Liège（列日大学 STAR 研究所）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）
本研究针对地面望远镜高对比度成像的非共光路像差问题，采用强化学习与焦平面波前传感，测试PO4NCPA算法在不同涡日冕仪上的性能，验证其灵活性。
2026-09-02 astro-ph.IM
Estimating low-order aberrations through a Lyot coronagraph with a Zernike wavefront sensor for exoplanet imaging
对系外地球进行成像是一项令人兴奋但具有挑战性的任务，因为这些行星与其主星之间的对比度为10^-10，距离小于100质量。大型分段孔径太空望远镜能够实现观测大量行星所需的灵敏度。结合日冕仪与波前控制，他们提出了一个有前途的途径，以产生一个高对比度的区域，在图像中观察到的恒星。另一个关键方面是望远镜指向，聚焦和望远镜主镜部分的共相位所需的稳定性，以便对岩石行星进行数小时至数天的长时间曝光观测。这些波前误差应该稳定到几十皮米RMS，需要在观测序列期间对这些误差进行永久主动校正。为了校准这些指向误差和其他关键的低阶像差，我们提出了一个波前传感路径的基础上Zernike相衬方法来分析的星光被过滤出的日冕在望远镜焦点。在这项工作中，我们提出了分析检索的传入的低阶像差的星光光束，过滤出的切趾光瞳Lyot Coronaglium，一个领先的coronaglium类型的星光抑制。我们实现这种方法的数值主动控制这些像差，并提出了一个应用程序与我们的第一个实验结果的高对比度成像仪的复杂孔径望远镜（HiCAT）的测试平台，STScI测试平台与未来的大型空间天文台，如LUVOIR和HabEx，两个美国宇航局的旗舰任务概念地球孪生观测。
2020-12-15 astro-ph.IM
On-sky compensation of non-common path aberrations with the ZELDA wavefront sensor in VLT/SPHERE
星周环境现在通常由大型地面观测站上的专用高对比度成像仪观测。这些设施结合了极端的自适应光学和日冕照相术，以实现前所未有的灵敏度，用于系外行星探测和光谱表征。然而，在这些日冕系统中的非共路像差（NCPA）代表了一个关键的限制，用于检测与主恒星的距离非常小（$<$ 0.3 $^{\prime\prime}$）的对比度低于几个$10^{-6}$的巨行星。在2013年，我们提出了ZELDA，一个Zernike波前传感器来测量这些残留的准静态相位像差，并在SPHERE（VLT的系外行星成像仪）中安装了一个原型。在2016年，我们证明了我们的传感器能够为仪器中的内部源上的这些像差提供纳米校准和补偿，从而在冠状图像中在0.2 $^{\prime\prime}$处实现10的对比度增益。然而，2017年的初始天空测试在内部校准NCPA然后在天空上应用校正时并没有显示出明显的增益。在这篇文章中，我们提出了最近的天空测量，以证明我们的传感器在观测期间用于NCPA补偿的潜力，并量化日冕数据中的对比度增益。
2018-06-27 astro-ph.IM
On-sky validation of image-based adaptive optics wavefront sensor referencing
区分系外行星信号和残余斑点噪声是高对比度成像中的一个关键挑战。散斑是由大气湍流和仪器光学引入的快速、慢速和静态波前像差的组合引起的。虽然在过去十年中开发的波前控制技术在最大限度地减少快速大气残差方面表现出了希望，但慢速和静态像差（如非共路像差（NCPA））仍然是系外行星探测的关键限制因素。NCPA不能被自适应光学（AO）环路的波前传感器（WFS）检测到，因此难以校正它们。我们建议改进这些畸变的识别和拒绝。该算法DrWHO，执行频繁的静态和准静态像差的补偿，以提高图像对比度。通过在算法的每次迭代中改变WFS参考，DrWHO改变了AO收敛点，使其朝向静态和慢速像差的补偿。使用迭代幸运成像方法计算参考，其中每次迭代更新WFS参考，最终有利于高质量的焦平面图像。我们通过数值模拟和在8.2米斯巴鲁望远镜的SCExAO仪器上进行的天空测试来验证这一概念。模拟结果表明，82%的NCPA的校正快速收敛。空中测试在可见光（750 nm）下进行10分钟以上。我们引入了一个通量浓度（FC）度量来量化的点扩散函数（PSF）的质量和测量15.7%的改善。DrWHO算法是一种强大的焦平面波前传感校准方法，已成功地在天空中演示。它不依赖于模型，也不需要波前传感器校准或线性。它与不同的波前控制方法兼容，并且可以进一步优化速度和效率。
2021-10-28 astro-ph.IM
Recovering pyramid WS gain in non-common path aberration correction mode via deformable lens
现在众所周知的是，基于金字塔的波前传感器一旦处于闭环中，就具有随着金字塔销上的参考自然星图像尺寸变得越来越小而越来越多地提高增益的能力。特别是在极端的自适应光学应用中，为了校正科学通道和感测通道之间的非公共路径像差，通常使用将一定量的偏移波前变形注入DM中，同时使金字塔偏离最佳工作条件。在本文中，我们详细说明的可能性，以纠正低阶非共路像差的金字塔波前传感器的水平，通过放置在光路上的自适应折射透镜之前的金字塔本身，允许减轻增益损失。
2018-08-02 astro-ph.IM
Focal Plane Wavefront Sensing on SUBARU/SCExAO
焦平面波前感测是用于波前感测的优雅解决方案，因为由检测器拍摄的任何源的近焦图像在存在像差的情况下显示失真。非共路像差和低风效应都有能力限制最好的日冕仪与最好的极端自适应光学系统相结合的可实现的对比度。为了校正这些像差，斯巴鲁Coronagraphic Extreme自适应光学仪器拥有许多焦平面波前传感器，使用尽可能靠近科学探测器的探测器。我们提出了其中的七个，并比较他们的实施和效率SCExAO。这项工作对于下一代可能存在类似限制的超大望远镜的波前传感至关重要。
2020-12-22 astro-ph.IM
Restoration of Images with Wavefront Aberrations
Kiel University（基尔大学）
这一贡献涉及图像恢复的光学系统与相干照明，这是一个重要的课题，在天文学，相干显微镜和雷达成像。这样的光学系统遭受波前失真，这是由不完美的成像组件和条件引起的。已知的图像恢复算法对于非相干成像工作良好，但是在相干图像的情况下它们失败。本文提出了一种新的波前校正算法，它允许在相干条件下的图像恢复。在大多数相干成像系统中，特别是在天文学中，波前变形是已知的。利用这些信息，该算法允许高质量的恢复，即使在严重的波前失真的情况下。我们提出了该算法的两个版本，这是一个进化的Gerchberg-Saxton和混合输入输出算法。该算法在模拟和真实显微图像上进行了验证。
2017-04-02 astro-ph.IM cs.CV
On-sky demonstration of second-stage wavefront control with a photonic lantern
University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；University of California Observatories/Lick Observatory（加州大学天文台/利克天文台）；University of California Observatories（加州大学天文台）；Institute for Astronomy, University of Hawai’i at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校天文学研究所）；Astrobiology Center（天体生物学中心）；Wyant College of Optical Sciences, The University of Arizona（亚利桑那大学怀亚特光学科学学院）；CREOL, the College of Optics and Photonics, University of Central Florida（中佛罗里达大学CREOL光学与光子学院）
通过非色散光子兰特实现第二阶段波前控制，提升天文观测性能。
2025-11-25 astro-ph.IM
Treating Wavefront Measurement Error in Estimation of Non-Common Path Aberration for Direct Imaging of Exoplanets
利用自适应光学对系外行星进行地面直接成像的主要困难之一是科学相机（SC）中的准静态散斑，这些散斑会使行星图像模糊不清。这些散斑是由称为非共路像差（NCPA）的像差引起的，非共路像差在自适应光学环路中未被校正，并且在后处理中减去它们的所有尝试都是有问题的。Frazin（2013）（F13）的方法使用波前传感器（WFS）和SC的同步毫秒遥测，以自洽的方式估计NCPA和系外行星图像。Rodack等人（2018）提出了使用F13估计方法在天空中实时校正NCPA，并将此过程称为“实时Frazin算法”。“F13方法的原始回归模型没有考虑到WFS测量中的不确定性，这不能用标准统计方法来完成，因为这些不确定性表现在自变量中（即，它们不能被视为SC数据中的另一个噪声源）。此外，模拟表明，简单地使用噪声波前测量而不考虑其不确定性会导致NCPA的估计值具有不可接受的大偏差。在这里，这种偏差的来源是解释的“变量误差”的统计模型。然后，F13的方法被推广到占WFS测量误差使用一个新的顺序估计技术，处理NCPA，WFS测量和WFS测量的误差协方差之间的非线性耦合。这种新技术保持了NCPA、系外行星图像及其联合协方差矩阵的运行估计。该方法的顺序实施应使其计算效率足够高，以适合于NCPA的天空校正以及离线分析。
2018-11-13 astro-ph.IM
Efficient wavefront sensing for space-based adaptive optics
未来的大型空间望远镜将配备自适应光学（AO），以克服波前像差，并实现成像微弱的天文物体，如类地系外行星和碎片盘的高对比度。与地面望远镜中广泛使用的自适应光学系统不同，天基自适应光学系统将使用焦平面波前传感来测量波前像差。焦平面波前传感是利用变形镜探测扰动引起的焦平面像畸变来重建光场的一类技术。在本文中，我们报告了一个有效的焦平面波前传感方法，空间为基础的AO优化DM探测扰动，从而也为每个图像的积分时间。模拟的AO系统配备了一个旋涡日冕已经证明，我们的新方法，使有效的信息采集，并显着减少所需的时间，实现高对比度的空间。
2020-01-04 astro-ph.IM
Control algorithms for dual-wavefront sensor single-conjugate adaptive optics
University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
本文提出基于双波前传感器单共轭自适应光学的控制算法，通过时间滤波缓解NCP像差转移，提升科学图像质量。
2026-01-20 astro-ph.IM
Coronagraph-Integrated Wavefront Sensing with a Sparse Aperture Mask
恒星日冕的性能对光学像差高度敏感。为了有效地抑制太阳系外行星成像中的星光，必须确定和补偿进入日冕的低阶波前像差，如倾斜、散焦和彗差。先前的作者已经建立了用于波前感测的光瞳平面掩模（非冗余/稀疏孔径掩模和通常不对称的孔径掩模两者）的效用。在这里，我们展示了如何稀疏孔径掩模（SAM）可以集成与日冕测量低阶，微分相位像差。被日冕仪的焦平面光阑阻挡的星光被准直到中继光瞳，在那里掩模在随后的探测器上形成干涉条纹图案。我们的数值傅里叶传播模型表明，在条纹强度失真编码的信息是足够的，以准确地区分和估计泽尼克相位模式延伸从倾斜倾斜到径向度$n=5$，幅度高达$λ/20$ RMS。SAM传感器可以与Lyot和成形光瞳日冕仪（SPC）集成，而不会损害科学光束质量。我们表征的重建精度和低通量/短曝光时间条件下的性能，并将其放置在其他日冕波阵面传感方案的背景下。
2015-06-16 astro-ph.IM
A deep learning approach for focal-plane wavefront sensing using vortex phase diversity
高对比度成像仪器的性能受到波前误差的限制，特别是受到非共路像差（NCPA）的限制。焦平面波前传感（FPWFS）适合处理NCPA，因为它测量最重要的像差，也就是说在科学焦平面上。然而，从焦平面图像的相位检索结果，在一个符号的模糊性，甚至模式的光瞳平面相位。目前用于解决符号模糊性的相位分集方法倾向于减少科学占空比，即专用于科学的观测时间的分数。在这项工作中，我们将探索如何将涡旋日冕提供的相位多样性与现代深度学习技术相结合，以在不损失观测时间的情况下执行高效的FPWFS。我们应用最先进的卷积神经网络EfficientNet-B4从模拟焦平面图像中推断相位像差。标量和矢量涡旋日冕仪（SVC和VVC）的两种情况下，被认为是使用一个单一的后日冕点扩散函数（PSF）或两个PSF通过分裂圆偏振态，分别获得。即使在低信噪比（S/Ns）下，在这两种情况下，符号模糊度也被适当地解除。使用SVC或VVC，与使用具有散焦PSF的相位分集相比，我们已经达到了非常相似的性能，除了高水平的像差，其中SVC与其他方法相比表现略差。当在具有宽范围波前误差和噪声水平的数据上训练时，模型最终显示出极大的鲁棒性。所提出的FPWFS技术为使用涡旋电晕放电的仪器提供了100%的科学占空比，并且在SVC的情况下不需要任何额外的硬件。
2022-12-16 astro-ph.IM
Choice of optical transformation for photonic circuit wavefront sensors
NASA Ames Research Center（美国国家航空航天局艾姆斯研究中心）
本文研究了如何配置光子电路以最大化对相位畸变的灵敏度，探讨了直接耦合和通过光学模式分拣器耦合两种方案，并构建了单位矩阵以实现最大灵敏度。
2026-04-09 astro-ph.IM
Back-propagating the light of field stars to probe telescope mirrors aberrations
我们提出了一种基于波前的方法来估计整个视场的PSF。该方法仅利用视场星估计望远镜所有反射镜的像差。在这篇概念证明论文中，我们描述了该方法并给出了一些定性结果。
2016-08-05 astro-ph.IM
An optical mechanism for aberration of starlight
本文提出了一种基于物理光学的星光像差物理机制的理论。我们应用非相对论和相对论理论的波前成像，包括传感器内的光传输介质的影响。我们表明，传感器的成像特性结合有限的光速充分考虑像差。也就是说，移动传感器对来自恒星的入射波前的影响完全解释了像差。我们的处理不同于所有以前的推导，因为我们包括传感器模型内的波前成像物理。我们的预测匹配地球传感器的测量，但在较大的传感器速度从基于狭义相对论理论的预测不同。虽然实验的不确定性导致的低地球轨道速度阻止实验确认的特殊相对论模型的像差，我们发现，地球上的传感器包含折射光学介质可以实验区分这些竞争的描述，此外，产生一个独立的测试时间膨胀。我们推导并提出了这样一个实验的细节。
2011-10-18 astro-ph.IM physics.optics
Image-based wavefront correction using model-free Reinforcement Learning
本研究提出一种基于无模型强化学习的数据驱动方法，仅利用焦平面附近的相位多样性图像作为输入，自动估计和校正光学像差，克服了传统物理模型不准确性带来的性能限制，并在多种现实条件和噪声水平下展现出有效性与鲁棒性。
2024-06-26 astro-ph.IM physics.optics
Focal-plane wavefront sensing with moderately broadband light using a short multi-mode fiber
Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)（加那利天体物理研究所）；Universidad de La Laguna (ULL)（拉古纳大学）；University of Hawai’i at Manoa Institute for Astronomy（夏威夷大学马诺阿分校天文研究所）
基于短多模光纤的焦点平面波前传感器利用神经网络实现中等宽带照明下的波前恢复，具有高灵敏度和低成本优势。
2025-10-03 astro-ph.IM
Calibration of quasi-static aberrations in exoplanet direct-imaging instruments with a Zernike phase-mask sensor. III. On-sky validation in VLT/SPHERE
使用极端自适应光学和日冕照相术的第二代系外行星成像仪显示了它们在研究近距离星周环境、探测新的伴星和帮助了解它们的物理特性方面的巨大潜力。然而，在非常小的角分离，他们的性能在对比度是有限的几个因素：复杂的望远镜光瞳衍射不完全取消日冕，残留的动态波前误差，色波前误差，和波前误差所造成的非共路像差（NCPA）。在以前的工作中，我们演示了使用泽尔尼克波前传感器称为ZELDA感测NCPA在VLT/SPHERE和他们的补偿。在目前的工作中，我们将进入下一个步骤，使用ZELDA进行NCPA补偿的天空验证。我们开始通过再现以前的结果的内部源，并表明，1和15个周期/瞳孔之间集成的像差的量减少了5倍，这转化为原始对比度的增益在2和3之间低于300 mas。在天空中，我们证明了NCPA补偿工作在闭环中，导致像差量的衰减约为2倍。然而，我们确定了传感器的灵敏度损失，这只能部分解释为内部和天空测量之间的Strehl比的差异。在ExAO校正区域，天空上的日冕成像在原始对比度上最多提高2.5倍。我们使用coronagraphic图像重建的仪器的详细模型的基础上，以证明内部和对天空的原始对比度可以精确地解释，我们建立NCPA补偿后的观察到的性能不再受到限制的不适当的补偿像差，但由当前的变迹光瞳Lyot coronagraphic设计。[删节]
2019-07-25 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
Propagation of Aberrations through Phase Induced Amplitude Apodization coronagraph
专门用于探测系外行星的日冕仪光学系统的抛光要求规格要求进行仔细和准确的光学建模。数值表示的传播通过系统的像差，以及使用多个DM的宽带波前补偿系统的模拟是至关重要的，当一个设计这样的一类仪器的误差预算。在这篇文章中，我们介绍了一种分析工具，用于相位诱导振幅切趾（PIAA）日冕仪。我们首先推导出通过PIAA单元的谐波纹波的传播的解析形式。利用这一结果，我们推导出在任何平面上的场的色度在光学训练的望远镜配备了这样的日冕。最后，我们研究了一个连续的DM波前驱动器校正这种波纹场的色响应，从而量化了PIAA反射镜的制造要求
2011-11-04 astro-ph.IM
Overview of focal plane wavefront sensors to correct for the Low Wind Effect on SUBARU/SCExAO
低风速效应（LWE）是指当望远镜圆顶内的风速低于$3$ m/s时发生的现象，在望远镜支架附近产生温度梯度。这在光瞳平面中产生相位不连续性，其不能被传统的自适应光学（AO）系统（诸如金字塔波前传感器或Shack-Hartmann）检测到。考虑到瞳孔被规则的蜘蛛分成4个象限，相位不连续对应于瞳孔的每个象限中的活塞、倾斜和倾斜像差。未经校正，它强烈降低了利用日冕照相术的高对比度成像仪器在小角距处探测系外行星的能力。多个焦平面波前传感器目前正在斯巴鲁望远镜的斯巴鲁日冕极限自适应光学（SCExAO）仪器上开发和测试：其中，泽尼克不对称光瞳（ZAP）波前传感器已经在天空中显示，它可以测量LWE引起的焦平面图像像差。快速和激烈的算法，使用以前的变形镜命令作为时间相位分集，在模拟中显示其效率，以改善波前质量的存在下LWE。用SCExAO遥测训练的神经网络算法显示出有希望的PSF预测。线性化解析相位分集（LAPD）算法是一种多孔径同相的解决方案，通过将斯巴鲁望远镜看作一个4子孔径仪器，研究了LAPD算法对LWE像差的校正。我们提出了不同的算法，显示最新的结果，并比较他们的实施SCExAO/SUBARU作为实时波前传感器的LWE补偿。
2019-12-21 astro-ph.IM
A Statistical Framework for Utilization of Simultaneous Pupil Plane and Focal Plane Telemetry for Exoplanet Imaging, Part II: The Science Camera Image as a Function of the Wavefront Sensor Field
为了超越超大望远镜（ELT）时代系外行星差分成像的局限性，本系列的第一篇论文建立了一个严格的全偏振框架，用于确定科学相机（SC）图像，给出了湍流波前和光学系统多个平面中的未知像差。本文建立在论文I中开发的结构上，以严格地表达偏振SC图像中的波前传感器（WFS）上的场冲击，从而提供了两个子系统中的测量之间的直接连接。该公式允许SC图像被写入WFS测量的函数，包括以下未知量，其原则上可以通过统计推断来估计：非共路像差（NCPA）、WFS增益误差、分束器下游的像差和行星图像。它表明，WFS的偏差误差是数学上等价的NCPA。因此，在具有处理WFS偏差和增益的能力的情况下，该方法不应对WFS校准问题过度敏感。重要的是，这个公式包括随机过程，代表噪声测量的SC图像，噪声WFS测量，和高频分量的波前WFS是不敏感的。结果表明，波前误差由于噪声在WFS测量有一个方便的半解析表示WFS测量算子的奇异函数。此外，这些过程的一阶和二阶统计量被指定，从而为本系列后面的论文中描述的统计推断方法的应用奠定了基础。
2016-02-17 astro-ph.IM
Identification and adaptive control of a high-contrast focal plane wavefront correction system
所有用于系外行星高对比度成像的日冕仪都需要波前校正系统来抑制光学像差并产生足够暗的黑洞。由于最有效的波前校正算法（控制器和估计器）通常是基于模型的，系统的建模精度影响最终的波前校正性能。目前，波前校正系统通常近似为使用傅立叶光学的线性系统。然而，傅立叶光学模型通常是有偏见的，由于在布局测量的不准确性，固有的光学像差的不完善的诊断，以及缺乏知识的可变形反射镜（致动器增益和影响函数）。此外，由于仪器的不稳定性和环境的影响，望远镜的光学系统会随着时间的推移而变化。在本文中，我们提出了一个期望最大化（E-M）的方法来识别和实时适应线性望远镜模型的数据。通过在E步骤（卡尔曼滤波器和Rauch平滑器）和M步骤（分析或基于梯度的优化）之间迭代，该算法能够恢复系统，即使模型取决于电场，其是不可测量的隐藏变量。在普林斯顿大学高对比度成像实验室的仿真和实验表明，该算法提高了模型的精度，提高了波前校正的效率和速度。
2018-10-07 astro-ph.IM
Real-time experimental demonstrations of a photonic lantern wavefront sensor
本文在Subaru/SCExAO测试台上实时演示了光子灯笼波前传感器，能稳定校正约400 nm低阶像差和瓣状模式，在30 nm RMS时变误差下实现10倍抑制，为亚纳米级波前控制提供新途径。
2023-12-20 astro-ph.IM
High-contrast imaging in polychromatic light with the self-coherent camera
上下文在对系外行星直接成像的背景下，日冕仪通常被提议达到所需的非常高的对比度水平。然而，波前像差在其焦平面中引起散斑并限制其性能。目的。使用可变形反射镜的日冕上游的这些波前像差的主动校正是强制性的。这些像差需要校准，科学频道的焦平面波前传感技术正在开发中。其中之一，自相干相机，其中我们提出了最新的实验室结果。方法.我们在这里提出了一个增强的方法：我们直接最小化的散斑场在焦平面上的复振幅。使用四象限相位掩模日冕仪和32 x32致动器可变形反射镜的实验室测试在不同带宽的单色光和多色光中进行。结果在5 - 12 λ/D范围内，我们在单色光的焦平面上获得了优于3.10^-8（RMS）的对比度水平，以校正相位和振幅像差。在窄带（10 nm）中，同一区域的对比度水平为4.10^-8（RMS）。结论.对比度水平目前受到工作台上振幅像差的限制。我们确定了几个改进，可以实施，以提高我们的光学工作台在单色光以及在多色光的性能。
2014-02-24 astro-ph.IM
On-sky demonstration of low-order wavefront sensing and control with focal plane phase mask coronagraphs
通过大气光谱来表征系外行星的能力需要直接成像技术来将行星信号从明亮的恒星眩光中分离出来。直接探测系外行星的局限性之一，无论是地面还是空间日冕仪，都是指向误差和其他低阶波前像差。因此，衍射极限处的日冕照相检测灵敏度取决于焦平面掩模上游的低阶像差被校正得有多好。为了防止星光泄漏的相位掩模日冕仪的内部工作角，我们已经引入了一个基于Lyot低阶波前传感器（LLOWFS），使用拒绝星光在Lyot平面衍射感测像差。在本文中，我们提出的实施，测试和结果的LLOWFS的斯巴鲁日冕极端自适应光学系统（SCExAO）在斯巴鲁望远镜。我们用积分控制律控制了H波段矢量涡旋日冕的35个Zernike模和天空中的10个Zernike模。我们证明了一个闭环指向残差为0.02 mas在实验室和0.15 mas的天空中的数据采样使用最小的2秒曝光时间的科学相机。我们还将LLOWFS集成到SCExAO的可见光高阶控制回路中，在闭环运行中验证了红外科学通道和可见光波前传感通道之间的非共路指向误差的校正，指向残差为0.23 mas。
2015-06-20 astro-ph.IM
Gratis Mitigation of Polarization Aberration Effects in Coronagraphic Dark Holes
Dept. of Climate and Space Sciences, University of Michigan（密歇根大学气候与空间科学系）
本文提出利用变形镜响应相关性，在控制一个强度分量时同步降低其他偏振像差分量，实现日冕仪暗洞中偏振像差的免费缓解。
2026-05-28 astro-ph.IM
Non-axisymmetric aberration patterns from wide-field telescopes using spin-weighted Zernike Polynomials
如果望远镜的光学系统从旋转对称扰动，则描述该系统的泽尼克波前像差系数可以使用自旋加权泽尼克多项式表示为焦平面中位置的函数。方法推导出这些多项式的任意顺序。这种方法被施加到由未对准的里奇·克雷蒂安望远镜产生的像差图案和变形图案在焦平面的DESI光学校正器，在那里它被证明是提供一个更有效的描述比传统的扩展失真。
2018-02-15 astro-ph.IM
Visible and Near Infrared Laboratory Demonstration of a Simplified Pyramid Wavefront Sensor
波前感测和控制对于实现使用大孔径的关键优点之一，即更高的角分辨率是重要的。金字塔波前传感器由于其优越的灵敏度而在新的仪器设计中变得常见。然而，其广泛使用的一个剩余障碍是金字塔光学器件的制造。由于四个平面需要在一个点上相交的金字塔尖端，这种复杂的光学器件的制造具有挑战性。到目前为止，由于产量低和交货时间长，只有少数几种产品已经生产出来。为了解决这个问题，我们提出了一种替代实现的金字塔波前传感器，依赖于两个屋顶棱镜代替。这种棱镜的来源容易且便宜。我们演示了成功的操作屋顶棱镜金字塔波前传感器上的8米级望远镜，在可见光和近红外波长-首次使用SAPHIRA HgCdTe探测器没有调制的实验室演示-，并阐明这种传感器可以更广泛地使用波前控制测试台和仪器。
2019-02-01 astro-ph.IM
High contrast imaging wavefront sensor referencing from coronagraphic images
高对比度成像（HCI）的一个关键挑战是区分散斑和系外行星信号。散斑的来源是大气残差和非共路像差的组合，非共路像差（NCPA）由于不能直接测量，且包含静态、准静态和动态分量，补偿起来特别困难。所提出的方法直接解决了补偿NCPA的挑战。算法DrWHO -直接增强波前启发式优化-是静态和动态NCPA的准实时补偿，用于提高图像对比度。它是一种基于图像的幸运成像方法，旨在寻找并不断更新波前传感器（WFS）的理想参考，包括NCPA，并更新WFS的新参考。这样做会更改AO循环的会聚点。我们在这里展示了DrWHO冠状造影后应用的第一批结果。DrWHO不依赖于任何模型，也不需要精确的波前传感器校准，适用于非线性波前传感情况。我们提出了在天空中使用金字塔WFS传感器与斯巴鲁日冕极端AO（SCExAO）仪器的性能。
2021-10-28 astro-ph.IM
A simulator-based autoencoder for focal plane wavefront sensing
仪器像差严重限制了系外行星的高对比度成像，特别是当它们在科学图像中产生准静态斑点时。在深度学习最新进展的帮助下，我们在以前的工作中开发了一种方法，该方法应用卷积神经网络（CNN）从点扩散函数（PSF）估计光瞳平面相位像差。在这项工作中，我们进一步将仪器内部发生的光学传播的物理模拟纳入深度学习架构。这是通过自动编码器架构实现的，该架构使用可微分光学模拟器作为解码器。由于这种无监督学习方法重建了PSF，因此不需要知道真实相位来训练模型，这使得它特别适合于天空应用。我们表明，我们的方法的性能几乎与标准的CNN方法相同，并且模型在训练和鲁棒性方面足够稳定。我们特别说明了我们如何通过快速微调单个测试图像上的模型来受益于基于模拟器的自动编码器架构，当PSF包含更多噪声和像差时，可以实现更好的性能。这些早期的结果是非常有希望的，并确定了未来的步骤，将该方法应用于实际数据。
2022-11-11 astro-ph.IM
Spectral interferometric wavefront sensing: a solution for petalometry at Subaru/SCExAO
针对望远镜光瞳花瓣效应导致的差分活塞等像差测量难题，提出基于 VAMPIRES 多光谱干涉成像和 7 孔非冗余掩模的花瓣计，以扩大捕获范围并辅助 SCExAO 主 AO 消歧。
2024-09-08 astro-ph.IM
Generic Misalignment Aberration Patterns and the Subspace of Benign Misalignment
Q1：为什么在三反射镜反射垫（TMA）上部署N个波前传感器，而不是N + 1个？Q2：为什么测量M个Zernike系数而不是M + 1？问题3：为什么控制二级和三级的L刚体自由度（总）而不是L + 1？通常的回答是：“我们做了很多光线追踪，N、M和L看起来都不错。“我们展示了像差理论的直接结果可以用来解决这些问题。我们考虑，特别是，一个三面镜子的情况下，animalmat。
2012-07-11 astro-ph.IM
Wavefront sensing from the image domain with the Oxford-SWIFT integral field spectrograph
自适应光学（AO）成像在高对比度和高分辨率的限制是由残留的相位误差，从非共路像差没有被波前传感器，特别是积分场摄谱仪，其中相位分集技术是复杂的图像限幅器。我们提出了第一个应用核相位为基础的波前传感地面AO，其中一个不对称的光瞳掩模和一个单一的图像足以映射像差高阶。我们将牛津-SWIFT积分场摄谱仪与Palomar 200英寸望远镜上的PALM-3000极端AO系统相结合，以实现内部衍射极限性能。这是首次观察到PALM-3000 + SWIFT内部点扩散函数非常接近Airy模式。虽然这只能用在具有内部激励源的SWIFT上，因为在短波长下，未校正的大气波前误差仍然> 1弧度，但这仍然证明了用这种方法检测非公共路径误差的可行性，作为帕洛玛近红外AO校正仪器的主动光学范例。我们注意到，这是一个特别有前途的方法，用于校正积分场光谱仪，因为许多窄带图像的多样性提供了强大的约束波前误差估计，从许多窄带重建的平均值可以用来提高整体重建质量。
2014-07-02 astro-ph.IM
Integrated coronagraphy and wavefront sensing with the PIAACMC
本文介绍将自相干相机和泽尼克波前传感器集成到PIAACMC中，以消除非共路像差，提升高对比度成像性能。
2023-10-16 astro-ph.IM
Simultaneous estimation of segmented telescope phasing errors and non-common path aberrations from adaptive optics corrected images
本文研究了在具有自适应光学（AO）系统的分段反射镜望远镜的科学焦平面上的焦平面波前传感技术，称为相位分集。我们特别考虑了一个光学系统成像的点源的上下文中（i）人工源内的望远镜结构和（ii）从AO校正图像的明亮的恒星。从我们的模拟中，我们可靠地解开分段望远镜相位误差从非共路像差（NCPA）的理论来源和天空，AO校正的图像，我们已经模拟了凯克/NIRC 2系统。这种来自天空图像的量化是有吸引力的，因为它对整个光学训练的累积波前扰动敏感;因此，相位误差和NCPA的解纠缠是至关重要的，其中根据估计对主镜的任何潜在校正必须包含最小的NCPA贡献。我们的估计需要一分钟的短曝光序列，AO校正的图像，通过利用轻微的修改AO循环，我们发现，75散焦图像产生可靠的估计。我们证明了我们的估计的主要和变形镜的结果在波前误差减少高达67%和65%的相位误差和NCPA，分别校正。如果Keck初级上的分段定相误差在~130 nm RMS的量级上，我们表明通过使用我们的算法，我们可以将H波段Strehl比提高高达10%。我们的结论是，我们的技术可以很好地估计NCPA单独从天空图像，这表明它是一个有前途的方法，任何AO系统。
2021-04-29 astro-ph.IM
Lyot-based Low Order Wavefront Sensor: Implementation on the Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics System and its Laboratory Performance
高通量、低内工作角（IWA）相位掩模日冕仪对于直接成像和表征（通过光谱学）类地行星至关重要。然而，低IWA日冕仪的性能受到残余指向误差和其他低阶模式的限制。校正和校准日冕仪上游波前像差的程度驱动日冕仪性能。解决这一问题对于防止日冕泄漏至关重要，因此我们开发了一种基于Lyot的低阶波前传感器（LLOWFS）来控制日冕中的波前像差。LLOWFS使用下游光瞳平面中的反射Lyot光阑来监测被日冕掩模拒绝的星光。LLOWFS的早期实施在LESIA，巴黎天文台证明了一个开环测量精度为0.01 λ/D的638 nm的倾斜时，与四象限相位掩模（MAPM）在实验室中使用。为了进一步证明我们的概念，我们在斯巴鲁望远镜的斯巴鲁日冕仪极端AO（SCExAO）系统上安装了反射Lyot光阑，并修改了系统以支持小型IWA相位掩模日冕仪（< 1 λ/D）在天空中，例如，八分相位掩模，八分相位掩模，矢量涡旋日冕仪和相位诱导振幅切趾复相位掩模日冕仪，其目标是获得毫弧，二是精准度。实验室测量结果表明，矢量涡旋日冕仪在1.55 μ m处具有倾转、倾斜、聚焦、斜向和右向像散。我们最初的天空结果表明，在1.6微米的倾斜，倾斜和焦点像差与矢量涡日冕的闭环精度< 7 × 10-3 λ/D。
2014-06-17 astro-ph.IM
Broadband Focal Plane Wavefront Control of Amplitude and Phase Aberrations
在普林斯顿高对比度成像实验室开发的行程最小化算法已经证明了在两个串联的可变形反射镜（DM）上使用最小行程的对称黑洞生成。行程最小化的窗口方法已经证明了在小带宽上的对称黑洞，通过使用三个波长来定义优化问题中的校正带宽。我们解决的振幅和相位像差与波长的关系，这是如何改变与多个DM，以及同时纠正两者，以实现对称的黑洞的影响。窗口配置中的操作冲程最小化需要多个波长估计。为了节省曝光，使用所建立的波长关系将单个估计外推到边界波长，以产生图像平面电场的多个估计。在这里，我们证明了更好的性能，通过改进这种外推的估计到其他波长。函数关系的准确性将最终限制可实现的带宽，因此作为度量，这些结果也与单独估计每个波长进行比较。除了这些算法的改进，我们还讨论了实验室升级，以及它如何更好地模拟宽带星光。我们还讨论了利用串联的两个DM直接估计窄带宽上的电场的可能性以及与之相关的挑战。
2012-08-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
EMCCD for Pyramid wavefront sensor: laboratory characterization
电倍增CCD提供了速度、亚电子噪声和量子效率的独特组合。这些特性使它们对天文自适应光学极具吸引力。SOUL项目选择了FLI的Ocam2k作为LBT SCAO系统金字塔波前传感器的相机升级。在这里，我们介绍了SOUL项目中3款定制Ocam2k相机的实验室表征结果。相机显示出非常好的噪声（对于分箱模式的$0.4e^-$和$0.4-0.7e^-$）和暗电流值（$1.5e^-$）。我们测量了相机增益，并确定了对电源周期和帧速率的依赖性。最后，我们估计了这些增益变化在SOUL自适应光学系统中的影响。对SOUL性能的影响可以忽略不计。
2020-12-29 astro-ph.IM
A Deep Reinforcement Learning Approach to Wavefront Control for Exoplanet Imaging
本文提出一种基于无模型深度强化学习的波前控制方法，通过智能体直接从相位差异图像学习控制策略，有效校正像差并在后日冕仪图像中创建暗孔，提升了系外行星成像性能。
2024-07-26 astro-ph.IM
Calibration of the island effect: Experimental validation of closed-loop focal plane wavefront control on Subaru/SCExAO
岛效应（IE）像差是由地基望远镜上相邻光瞳段之间的差分活塞、尖端和倾斜引起的，这严重限制了最近部署的系外行星成像仪上对星周环境的观测（例如，VLT/SPHERE、Gemini/GPI、Subaru/SCExAO）。这些像差是由望远镜蜘蛛水平的空气温度梯度引起的，最近在VLT/SPHERE上成功诊断出了这些像差，但到目前为止还没有进行完整的校准来克服这个问题。我们提出了闭环焦平面波前控制的基础上的非对称傅立叶光瞳波前传感器（APF-WFS），以校准这些像差，并提高图像质量的系外行星高对比度仪器在IE的存在。假设原型的四象限孔径几何形状在8米级望远镜，我们描述这些像差的活塞，提示，和倾斜的独立模式分布在每个象限的望远镜光瞳的总和。我们校准这些模式与APF-WFS之前，介绍我们的波前控制闭环操作。我们进行数值模拟，然后使用斯巴鲁/SCExAO在一个真实的系统上进行实验测试，以验证我们的控制回路在实验室和天空。APF-WFS的闭环操作使得能够在模拟中和实验室中对小像差区域进行IE补偿。在近红外校准的基础上，我们观察到在可见光范围内的SCExAO/VAMPIRES模块的图像质量的改善与图像Strehl比的37%的相对增加。我们的第一个IE校准为最大限度地提高当前系外行星成像仪的科学操作铺平了道路。这种方法及其结果在极大望远镜（ELT）和类似人工制品的存在下也证明是非常有前途的。
2017-12-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
Comparing focal plane wavefront control techniques:\\Numerical simulations and laboratory experiments
迄今为止，在所有被探测到的系外行星中，只有不到1%的行星是根据其大气层的光谱观测来表征的。与间接方法不同，高对比度成像通过将微弱的离轴光源的光与其母星的光分离来获得大气特征。预期未来的空间设施，如WFIRST/LUVOIR/HabEX，将使用能够成像和光谱的日冕仪，以了解遥远世界的物理特性。驱动这些仪器设计的主要技术挑战涉及波前相位和振幅误差的精确控制。已经提出了几种FPWS和控制技术，并在实验室中进行了演示，以达到所需的精度。然而，这些技术从未在相同的实验室条件下进行过测试和比较。本文在可见光闭环中比较了两种技术：与电场共轭（EFC）相关的成对（PW）和自相干相机（SCC）。我们首先运行数值模拟来优化PW波前传感，并预测具有与EFC波前控制相关的PW的冠状照相仪器的性能，假设PW和EFC的建模误差。然后，我们实现了一个实验室测试平台上的技术。我们将已知的像差引入到系统中，并比较了使用PW和SCC的波前传感。然后分别使用PW+EFC和SCC使冠状图像中的散斑强度最小化。我们证明了SCC和PW+EFC都可以在几次迭代中在类空间条件下产生黑洞。这两种技术都达到了我们实验室工作台的当前限制，并在窄光谱带（<0.25%带宽）内提供5e-9的日冕造影对比度水平。
2020-03-09 astro-ph.IM
Performance of the Nonlinear Curvature Wavefront Sensor as a Function of Scintillation Strength
本文通过搭建测试平台，对比了非线性曲率波前传感器与夏克-哈特曼波前传感器在不同闪烁强度下的重建性能，发现前者在闪烁条件下保持灵敏度并利用振幅像差提升重建效果。
2024-07-19 astro-ph.IM
Upgrading SPHERE with the second stage AO system SAXO+: non-common path aberrations estimation and correction
本文研究SAXO+第二级自适应光学系统中的非共路径像差（NCPAs）问题，通过端到端仿真评估NCPAs对第二回路的影响及焦平面波前传感校正效果，并分析SAXO+光路位置对像差演变的影响。
2024-06-26 astro-ph.IM
Experimental validation of active control of low-order aberrations with a Zernike sensor through a Lyot coronagraph
未来的大型分段式太空望远镜及其日冕仪有望提供足够的分辨率和灵敏度，以观测距离主星小于100质量的10^10对比度的类地行星。先进的日冕仪和波前控制方法将使高对比度黑洞的观测恒星的图像中产生。然而，系统的光路中的漂移将导致指向误差和其他关键的低阶像差，这将阻止该对比度的维持。为了测量和纠正这些错误，我们探讨了使用Zernike波前传感器（ZWFS）的星光拒绝和过滤的焦平面掩模的Lyot型日冕。在我们以前的工作中，ZWFS的分析相位重建形式主义被改编为过滤光束。我们现在探索的策略，积极补偿这些漂移在一个分段的瞳孔设置的高对比度成像仪的复杂孔径望远镜（HiCAT）。这一贡献提出了实验室的结果，从闭环补偿的工作台内部湍流以及已知的引入像差使用相位共轭和相互作用矩阵的方法。我们还研究了在像面黑洞中使用基于ZWFS的闭环时的对比度恢复。
2021-09-03 astro-ph.IM
Fast & Furious focal-plane wavefront sensing
我们提出了两个互补的算法，适用于使用焦平面测量控制波前校正器具有极高的空间分辨率。该算法使用线性近似来迭代地最小化焦平面相机所看到的像差。第一种算法Fast & Furious（FF）使用弱像差假设和光瞳对称性来实现快速波前重建。第二种算法是FF的扩展，可以处理任意瞳孔形状;它使用Gerchberg-Saxton风格的误差减少来确定瞳孔幅度。模拟和实验结果显示的空间光调制器控制的波前分辨率为170 × 170像素。该算法将Strehl比从约0.75增加到0.98-0.99，并且在整个320 x 320像素的记录图像中降低了散射光的强度。剩余波前均方根误差估计为约0.15拉德与FF和约0.10拉德与FF-GS。
2014-06-04 astro-ph.IM physics.optics
Demonstration of simultaneous PIAA- coronagraphy and wavefront sensing using a single metasurface-based focal-plane optic
Leiden University（莱顿大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台昴星团望远镜）；National Institutes of Natural Sciences（自然科学研究机构）；Northrop Grumman Corporation（诺斯罗普·格鲁曼公司）；Draper Laboratory（德拉珀实验室）；Kirtland Air Force Base（基尔兰空军基地）；Durham University（杜伦大学）
本研究制备了混合超表面焦平面光学元件，可在H波段两个中间波段滤光片分别充当复杂掩模日冕仪与泽尼克波前传感器，地面测试验证了其波前传感及日冕观测的功能。
2026-08-26 astro-ph.IM
Laboratory and On-Sky Validation of the Shaped Pupil Coronagraph's Sensitivity to Low-Order Aberrations With Active Wavefront Control
我们提出了早期的实验室模拟和广泛的天空测试验证的形状瞳孔日冕（SPC）背后的斯巴鲁Coronagaphic极端自适应光学（SCExAO）系统的极端AO校正光束的性能。在使用SCExAO内部光源/波前误差模拟器的测试中，SPC的归一化强度分布比Lyot日冕仪的退化更慢，因为低阶像差从极高值（S.R. $\sim$ 0.93--0.99）与目前地面极端AO系统（S.R. $\sim$ 0.74--0.93），然后将值略微降低至S.R.。$\sim$ 0.57。用SPC和其他日冕仪为棕矮星/行星宿主恒星HD 1160和HR 8799拍摄的天空SCExAO数据为SPC对低阶像差的鲁棒性提供了进一步的证据。从80%到70%的H波段Strehl比率，Lyot日冕仪的性能与SPC的性能相比，在天空中的退化速度可能比我们内部源模拟中看到的还要快。Lyot的5- $σ$对比度也比SPC下降得更快（2倍）。我们使用的SPC仅被设计为技术演示器，其对比度地板，吞吐量和外部工作角度与SCExAO当前的AO性能不匹配，并且对于HR 8799行星的成像调整不佳。然而，我们使用宽带模式下的SPC使用SCExAO/CHARIS探测HR 8799 cde，其中行星e的S/N在使用涡旋日冕仪获得的S/N的30%以内。成形瞳孔日冕仪是一种很有前途的设计，被证明在存在低阶像差的情况下是稳健的，可能非常适合未来的地面和天基…
2018-01-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Laboratory demonstration of a cryogenic deformable mirror for wavefront correction of space-borne infrared telescopes
本文介绍了一种基于微机电系统（MEMS）技术的具有1,020个致动器的低温变形镜（DM）。低温星载红外望远镜由于镜面形状误差会产生波前误差，使成像性能变差。为了解决波前在轨校正问题，我们研制了一种MEMS加工的静电微镜，该微镜具有特殊的低温环境结构。我们进行了一个实验室演示其操作在3个冷却循环之间的5 K和295 K。利用激光干涉仪，我们首次检测到了低温下外加电压所对应的变形。根据静电位移机的工作原理，将电压与位移之间的关系定性地用二次函数表示。我们还发现，它有一个高的操作重复性的几纳米RMS和没有显着的滞后。利用重复性的测量值，我们模拟了用我们的DM进行波前校正对PSF的改善。这些结果表明，我们开发的DM是有效的，以提高成像性能和PSF对比度的星载红外望远镜。
2017-09-29 astro-ph.IM
Speckle correction in polychromatic light with the self-coherent camera for the direct detection of exoplanets
直接探测是系外行星科学中一个非常有前途的领域。它允许检测具有大分离的同伴，并允许它们的光谱分析。一些行星已经被探测到，并正在进行光谱分析。但是，更小和更冷的行星的完整光谱特征需要在大光谱带宽上具有更高的对比度。日冕仪可以用来达到这些对比度，但它们的效率受到波前像差的限制。这些变形在日冕物质抛射后的焦平面上引起散斑，即星光泄漏。波前像差应直接在科学图像中估计，以避免经典自适应光学中的微分像差的通常限制。在此背景下，我们介绍了自相干相机（SCC）。SCC利用恒星光的相干性在焦平面上产生散斑的空间调制，并估计相关的复电场。用变形镜控制波前，这种技术已经在单色光中达到了高对比度。当前版本SCC的性能在加宽频谱带宽时受到限制。我们将对这些问题及其可能的解决方案进行理论分析。最后，我们将介绍测试台在多色光下的性能。
2017-10-10 astro-ph.IM
Sequential coronagraphic low-order wavefront control
针对日冕仪低阶像差导致性能快速下降的问题，本文扩展 Fast and Furious 顺序相位差思路，提出适用于偶对称日冕仪的 2 Fast 2 Furious 和基于深度学习、兼容复杂系统的 Tokyo Drift，并通过理论、仿真与实验验证。
2023-12-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Deformable Mirror Demonstration Mission (DeMi) CubeSat: optomechanical design validation and laboratory calibration
未来太空望远镜上的日冕仪将需要精确的波前校正，以探测其宿主恒星附近的类地系外行星。高致动器数的微机电系统（MEMS）可变形反射镜提供具有低尺寸、重量和功率的波前控制。变形镜演示任务（DeMi）有效载荷将演示一个140个致动器的MEMS变形镜（DM），具有\SI{5.5}{\micro\meter}最大行程。介绍了飞行光学机械设计、飞行波前传感器和波前重建器的实验室测试以及波前像差闭环控制的仿真。我们还介绍了紧凑的飞行DM控制器，能够在0- 250 V以14位分辨率驱动多达192个执行器通道。两个嵌入式Raspberry Pi 3计算模块用于任务管理和波前重建。该航天器是一个6 U立方体卫星（30厘米x 20厘米x 10厘米），计划于2019年发射。
2018-07-10 astro-ph.IM
Laboratory Testing the Layer Oriented Wavefront Sensor for the Multiconjugate Adaptive optics Demonstrator
ESO-甚大望远镜（VLT）的多共轭自适应光学演示器（MAD）将在天空中演示多共轭自适应光学（MCAO）技术。在本文中，实验室测试相对于第一个初步验收在欧洲的层定向（LO）波前传感器（WFS）的MAD将被描述：的LO方法的能力已被检查和WFS的能力，以测量相位屏幕定位在不同的高度进行了实验。LO WFS在交付给ESO（Garching）安装在最终光具座上之前，在Arcetri的INAF天体物理天文台进行了光机集成和校准。LO WFS在2arcmin的视场中寻找多达8颗参考星，并且可以将多达8个金字塔定位在参考星的焦斑图像形成的位置，将光分成四束。然后，两个物镜共轭在不同的高度同时产生一个四倍光瞳图像的每个参考星。
2009-12-04 astro-ph.IM
