The mid-infrared region is well suited for exoplanet detection thanks to the reduced contrast between the planet and its host star with respect to the visible and near-infrared wavelength regimes. This contrast may be further improved with Vector Vortex Coronagraphs (VVCs), which allow us to cancel the starlight. One flavour of the VVC is the AGPM (Annular Groove Phase Mask), which adds the interesting properties of subwavelength gratings (achromaticity, robustness) to the already known properties of the VVC. In this paper, we present the optimized designs, as well as the expected performances of mid-IR AGPMs etched onto synthetic diamond substrates, which are considered for the E-ELT/METIS instrument.
Laboratory demonstration of a mid-infrared AGPM vector vortex coronagraph
日冕照相术是实现高对比度成像的强大技术，因此可以对明亮目标周围的微弱同伴进行成像。各种概念已被用于可见光和近红外区，而日冕照相在中红外区的应用目前仍在很大程度上尚未开发。基于同心亚波长光栅的矢量涡旋相位掩模在这类应用中显示出巨大的潜力。我们的目标是生产和验证第一个高性能的宽带焦平面相位掩模日冕仪的应用在中红外区，特别是L波段的分数带宽为~16%（3.5-4.1 μm）。基于严格的耦合波分析，我们设计了一种在L波段产生涡旋效应的环形槽相位掩模（AGPM），并将其刻蚀到一系列金刚石衬底上。用扫描电子显微镜测量了光栅参数。然后在中红外日冕测试台上测试所得的组件。在设计和制造之间仅经过几次迭代之后，我们的最佳L波段AGPM就获得了2 x 10^{-3}的宽带原始零陷深度。这对应于在2λ/D下约6 x 10^{-5}（10.5 mag）的原始对比度。这一结果完全符合我们的预测的基础上严格耦合波分析建模，使用测量的光栅参数。还评估了对倾斜和聚焦的灵敏度。经过多年的技术发展，中红外矢量涡旋日冕仪终于成为现实，不负众望。基于它们的测量性能，我们的L波段AGPS现在已经准备好在主要的地面天文台的系外行星成像中打开一个新的参数空间。
Maximising the mid-infrared high-contrast performance of ELT/METIS despite water vapour seeing
STAR Institute, Université de Liège（列日大学STAR研究所）；Department of SPASE, Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院SPASE系）；Australian Astronomical Optics & School of Mathematical and Physical Sciences, Macquarie University（麦考瑞大学澳大利亚天文光学与数理学院）；Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文学研究所）；Leiden Observatory, Leiden University（莱顿大学莱顿天文台）
Mid-IR Water-Vapor Seeing: Implications for ELT/METIS High-Contrast Imaging from VLTI Data
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Université de Liège（列日大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Leiden University（莱顿大学）；Macquarie University（麦考瑞大学）
High strehl and high contrast for the ELT instrument METIS -- Final design, implementation, and predicted performance of the single-conjugate adaptive optics system
METIS high-contrast imaging simulations: From instrument modelling to science readiness
Space sciences, Technologies, and Astrophysics Research (STAR) Institute, Université de Liège（列日大学空间科学、技术和天体物理研究（STAR）研究所）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM（巴黎萨克雷大学、巴黎西岱大学、法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、天体物理学和行星学研究所）；Université Paris-Saclay, CNRS, Institut d’Astrophysique Spatiale（巴黎萨克雷大学、法国国家科学研究中心、空间天体物理研究所）；NOVA Optical and Infrared Instrumentation Group（NOVA光学与红外仪器组）；Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA)（中央研究院天文及天文物理研究所）；Indian Institutes of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Royal Belgian Institute for Space Aeronomy (BIRA-IASB)（比利时皇家空间气旋研究所）
