The coronagraphic Modal Wavefront Sensor: a hybrid focal-plane sensor for the high-contrast imaging of circumstellar environments
当前高对比度成像仪器的原始日冕照相性能受到准静态散斑（QSS）背景的限制，这是由仪器非共路径误差（NCPE）引起的。快速发展的有效的散斑减法技术，在数据减少，使最终的对比度高达10-6，以获得，但它仍然是最好的，以消除潜在的NCPE在源。在这项工作中，我们介绍了日冕模式波前传感器（cMWS），一种新的波前传感器，适用于实时NCPE校正。该光瞳平面光学器件结合了变迹相位板日冕仪和全息模式波前传感器，利用科学点扩散函数提供同时的日冕成像和焦平面波前传感。我们首先通过理想化的闭环模拟验证了cMWS的基线性能，表明传感器在2-10次迭代内成功地在+/-2.5弧度均方根（RMS）波前误差的有效动态范围内恢复了衍射限制的日冕性能。然后，我们提出了在威廉赫歇尔望远镜的初始天空测试的结果，并证明该传感器能够检索注入波前像差的精度为10 nm RMS在现实的看到条件下。我们还发现，cMWS是能够实时宽带测量的大气波前方差在一个未校正的望远镜子孔径的节奏为50 Hz。当与合适的闭环自适应光学系统组合时，cMWS具有在未经校正的QSS底之上提供高达两个数量级的原始对比度的改进的潜力。这样的传感器将非常适合于现有和未来仪器（包括E-ELT的EPICS和METIS）对系外行星的直接成像和光谱分析。
2016-10-13 astro-ph.EP astro-ph.IM
Planet Search with the Keck/NIRC2 Vortex Coronagraph in Ms-band for Vega
星周盘的间隙可以表明行星扰动的存在，使这种系统成为直接成像观测系外行星的首选目标。织女星是最明亮和最接近太阳的恒星之一，光度标准星拥有一个双带碎片盘结构。再加上它的行星系几乎是正面被观测的，织女星一直是行星成像工作的主要目标之一。利用Keck/NIRC 2在MS波段4.67 $μ$ m的矢量涡旋日冕观测资料，我们报道了织女星的行星探测极限为1 ~ 22 au，对靶时间为1.8 h。我们达到了3木星质量极限外部12 au，这是近一个数量级比现有的研究更深。结合现有的径向速度研究，我们可以有信心地排除织女星的存在超过~8木星质量从22 au下降到0.1 au。内部和外部~4 AU，这种组合的方法达到行星探测极限下降到~2-3木星质量的径向速度和直接成像，分别。通过达到多木星质量检测极限，我们的结果预计将得到补充的行星成像织女星在即将到来的观测使用詹姆斯韦伯太空望远镜，以获得更全面的了解围绕织女星的行星系配置。
2023-01-18 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Characterization of the inner disk around HD 141569 A from Keck/NIRC2 L-band vortex coronagraphy
HD 141569 A是一颗主序星B9.5 Ve之前的恒星，被一个突出而复杂的拱星盘所环绕，可能仍处于从原行星到碎片盘阶段的过渡阶段。在这里，我们展示了HD 141569 A的第三个内盘组件的新图像，该组件是在最近安装在W.M.后面的近红外成像仪和光谱仪NIRC 2中的矢量涡旋日冕仪的调试过程中在L'波段（3.8微米）制作的。凯克天文台凯克II自适应光学系统。我们使用了参考点扩散函数减法，它揭示了从$\simeq 23$ AU的内部工作距离到$\simeq 70$ AU的最里面的磁盘组件。我们的检测的空间尺度大致对应于先前报道的光学和近红外散射光、热Q、N和8.6微米PAH发射。我们还看到尘埃位置从L '波段到H波段（VLT/SPHERE图像）再到可见光（HST/STIS图像）的向外进展，可能表明尘埃爆发。暖盘部分嵌套在1999年由HST NICMOS拍摄的两个外带（分别位于406和245 AU）的深处。我们用辐射转移程序MCFOST拟合了HD 141569 A的新L '波段图像和光谱能量分布。我们的最佳拟合模型倾向于纯橄榄石颗粒，并且与外带的成分一致。虽然我们的图像显示了一个假定的非常微弱的点状团块或源嵌入内盘，但我们没有在内盘和第一个外环之间的间隙内检测到任何真正的伴星，灵敏度为几个木星质量。
2016-12-09 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The QACITS pointing sensor: from theory to on-sky operation on Keck/NIRC2
小内工作角日冕仪对于充分利用大型和未来超大型地面望远镜的潜力至关重要，特别是在探测和表征系外行星方面。在现有的解决方案中，涡旋电晕放电是最有效和最有前途的解决方案之一。然而，对于焦平面日冕仪，小的内工作角必然以对指向误差的高灵敏度为代价。这就是为什么指向控制系统必须稳定旋涡中心上的恒星，以防止由于机械弯曲而导致的指向漂移，这通常发生在观察期间，例如由于温度和/或重力变化。因此，我们开发了一种技术，称为QACITS（象限分析日冕图像的尖端倾斜传感），这是基于分析的日冕图像形状，以推断指向误差的量。已经表明，图像中的通量梯度与影响束的倾斜量直接相关。这种技术的主要优点是，它不需要任何额外的设置，因此可以很容易地在所有现有的设施配备了涡流相位掩模。在本文中，我们专注于实施的QACITS传感器在凯克/NIRC 2，其中一个L波段AGPM最近已委托（2015年6月和10月），成功地验证了QACITS估计的情况下，中央阻塞的瞳孔。该算法被设计为任何用户在漩涡模式下观察都可以轻松处理，自2016年以来，该模式可用于科学共享风险模式。
2016-07-19 astro-ph.IM
Imaging exoplanets with coronagraphic instruments
系外行星科学是当今天文学的一个非常活跃的领域，其问题仍然没有解决，例如行星系如何形成和演化（发生，过程），为什么观察到如此多样的系外行星（质量，半径，轨道参数，温度，成分），以及行星，拱星盘和它们的宿主恒星之间的相互作用。有几种互补的方法用于探测系外行星。其中，成像旨在直接探测系外行星和星周盘反射、散射或发射的光。这允许它们的光谱和偏振特性。这种成像仍然是具有挑战性的，因为大的光度比（1 e4 - 1 e10 $）和小的角间距（角秒的几分之一）之间的恒星和它的环境。在过去的二十年里，包括日冕照相术在内的许多技术已经发展起来，使系外行星成像成为现实。这篇评论给出了一个广泛的概述的子系统，构成一个日冕仪成像外行星系统。它特别适用于该领域的非专业人士或新人。我们解释了日冕照相的原理，并提出了一个形式主义来理解他们的行为。我们讨论了波前像差对日冕仪性能的影响，以及它们如何在科学图像中引起恒星散斑。最后，我们提出了仪器和信号处理技术用于对天空的最小化或后验校准这些斑点，以提高性能的日冕仪。
2023-02-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
The vortex fiber nulling mode of the Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC)
Keck Planet Imager and Characterizer（KPIC）是Keck II自适应光学系统的升级版，该系统包括一个有源光纤注入单元（FIU），用于有效地将来自系外行星的光路由到高分辨率光谱仪NIRSPEC。到2019年底，我们将增加一套新的日冕模式以及高阶变形镜。其中一种模式，在$K$波段（2. 2 $μm$）工作，将是第一个进入天空的涡流光纤零化器。涡旋纤维零化（VFN）是一种新的干涉方法，用于抑制星光，以便在传统日冕系统无法达到的角分离处光谱表征系外行星。$6\times10^{-5}$在635 nm激光中的单色星光抑制已经在实验室的VFN试验台上得到了证明。多色实验正在进行中，$<5\times10^{-4}$和$\sim5\%$的耦合效率已分别为恒星和行星在10%带宽的光。在这里，我们描述了这些实验，新的KPIC VFN模式，并使用实际的参数确定在KPIC调试期间完成的天空测试，这种模式的预期性能。
2019-09-08 astro-ph.EP astro-ph.IM
Apodized vortex coronagraph designs for segmented aperture telescopes
目前最先进的高对比度成像仪器利用许多优雅的日冕设计来抑制星光并对附近的微弱物体（如系外行星和星周盘）进行成像。光学系统的理想性能和复杂性在很大程度上取决于望远镜孔径的形状。不幸的是，大的主镜往往是分段的，并具有各种障碍物，这限制了大多数传统的电晕放电设计的性能。我们提出了一个新的家庭的涡旋日冕仪与数字优化的灰度变迹器，提供直接图像微弱的系外行星与大型，分段孔径望远镜，包括三十米望远镜（TMT）以及潜在的下一代太空望远镜所需的灵敏度。
2016-07-21 astro-ph.IM physics.optics
Status of the Keck Planet Imager and Characterizer Phase II Development
凯克行星成像仪和表征仪包括对凯克II自适应光学系统和仪器套件的一系列升级，以分别提高设施仪器NIRC2和NIRSPEC的直接成像和高分辨率光谱能力。KPIC的第一阶段包括一个近红外金字塔波前传感器和一个光纤注入单元（FIU），以向NIRSPEC提供单模光纤，这些设备已经安装，目前正在调试中。KPIC将首次实现直接成像系外行星的高色散日冕测量（HDC），与直接成像相比，提供了潜在的改进检测意义和光谱表征能力。在有利的情况下，多普勒成像，自旋测量和分子映射也是可能的。这一科学目标推动了KPIC第二阶段的发展，该阶段计划于2020年初部署。第二阶段优化系统的吞吐量和对比度，使用各种额外的子模块，包括952元素可变形反射镜，相位诱导振幅变迹透镜，大气色散补偿器，多个日冕仪，泽尼克波前传感器，和多个科学端口。加州理工学院的系外行星技术实验室正在建造一个测试平台，以便在KPIC第二阶段部署到Keck之前表征和测试每个子模块的设计。本文概述了第二阶段的设计和实验室测试的结果报告。
2019-09-13 astro-ph.EP astro-ph.IM
Post-processing of the HST STIS coronagraphic observations
在过去的20年里，哈勃太空望远镜（HST）STIS日冕仪已经观测了100多颗恒星，自1997年安装在HST上以来，获得了4,000多个读数，而且数量还在增加。我们用新的后处理方法在最常观察到的位置（楔形A0.6和A1.0）减少了整个STIS日冕档案，并在这里展示了我们的结果。我们能够恢复所有32个先前报道的拱星盘，并获得更好的对比度接近恒星。对于某些磁盘，我们的结果是有限的过减法的方法，因此，磁盘的主要区域可以恢复除了最微弱的区域。我们还解释了我们在校准其新的BAR 5掩星位置方面所做的努力，使STIS能够探索接近0.2”的内部区域。
2017-09-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
Laboratory validation of the dual-zone phase mask coronagraph in broadband light at the high-contrast imaging THD-testbed
特定的高对比度成像仪器是强制性的，以确定附近恒星周围的星周盘和系外行星的特征。日冕仪通常用于这些设施中，以拒绝观察到的恒星的衍射光，并使其星周环境的直接成像和光谱学。日冕物质抛射的一个重要特性是能够在宽带光下工作。在几种提出的日冕仪中，双区相位掩模日冕仪是一种很有前途的解决宽带光中星光抑制的方法。在本文中，我们在实验室中进行了第一次验证这一概念。首先，我们回顾了双区相位掩模电晕放电的原理。然后，我们描述了高对比度成像THD测试平台，组件的制造和质量控制程序。最后，我们研究了我们的日冕镜对低阶像差（内工作角和离焦）的敏感性，并估计了它的对比度性能。我们的实验宽带光的结果与数值模拟进行比较，以检查协议的性能预测。与制造的原型，并使用基于自相干相机的黑洞技术，我们获得对比度水平下降到$2\,10^{-8}$之间的5和17 $\,λ_0/D$在单色光（640 nm）。我们还达到了7和17 $λ_0/D$之间的$4\,10^{-8}$对比度水平在宽带（$λ_0=675$ nm，$Δλ=250$ nm和$Δλ/ λ_0 = 40$ %），这表明了出色的色彩性能的双区相位掩模电晕放电。双区相位掩模日冕仪达到的性能对于未来旨在探测和光谱表征古老或轻气态行星的高对比度成像仪器是有希望的。
2016-05-27 astro-ph.IM
Discovering and Characterizing the Planetary Systems of Nearby Stars: The scientific need for medium aperture space coronagraph observations
通过可在今后十年内开始的中等孔径高性能日冕空间飞行任务，可在发现和确定邻近恒星的行星系统特性方面取得重大进展。它的观测将在研究从宜居带的类地行星到巨型行星和星周碎片盘方面取得重大进展，还将为设计能力更强的未来飞行任务提供信息。令人兴奋的是，这种基础的系外行星科学可以用相对适度的能力来完成。
2009-02-24 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
NIRC2-Pol: First Light of Near-Infrared Polarimetry on Keck II
University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Department of Physics and Astronomy, University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校物理与天文学系）；W.M. Keck Observatory（W.M.凯克天文台）；Department of Astronomy, University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校天文学系）；Department of Astronomy, University of California Berkeley（加州大学伯克利分校天文学系）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）
该研究介绍了凯克II望远镜新升级的NIRC2-Pol偏振模式，展示其独特能力及首幅AB Aurigae原行星盘的L'波段偏振图像，该图像更清晰呈现原行星盘螺旋臂。
2026-08-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
Lyot-plane phase masks for improved high-contrast imaging with a vortex coronagraph
涡旋日冕仪是一种光学仪器，可以精确地去除轴上的星光，从而在与恒星的小角度分离处进行高对比度成像，从而为直接探测和表征系外行星和星周盘提供了至关重要的能力。具有孔径障碍物的望远镜，如副镜和蜘蛛支撑结构，需要先进的日冕设计来提供足够的星光抑制。我们引入了一个相位只有Lyot平面光学的涡旋日冕，提供了更好的对比度性能的望远镜与复杂的孔径。欧洲极大望远镜（E-ELT）的潜在解决方案进行了描述和比较。添加Lyot平面相位掩模将残余星光重新定位远离像平面的区域，从而减少恒星噪声并提高对离轴同伴的灵敏度。使用迭代相位恢复算法计算相位掩模。在数值上，我们实现了一个对比度的顺序$10^{-6}$的伴星与角位移一样小的$4~λ/D$与E-ELT型光圈。即使在存在像差的情况下，与单独的常规涡旋电晕放电或优化的光瞳平面相位元件相比，预期改进的性能。
2015-09-18 astro-ph.IM physics.optics
An on-sky investigation into factors limiting the performance of Keck-NIRC2 for conducting infrared high-contrast imaging
本研究通过天基测试探究限制Keck-NIRC2红外高对比度成像性能的三个因素，量化日冕仪吞吐量、发现亚秒级天空背景变化及消旋器导致的非均匀性，并提出改进观测策略的建议。
2025-09-08 astro-ph.IM
The EXoplanetary Circumstellar Environments and Disk Explorer (EXCEDE)
我们提出了一个概述的系外行星拱星环境和磁盘资源管理器（EXCEDE），由美国宇航局选择的技术开发和成熟。EXCEDE将研究系外行星系统的形成、演化和结构，并将星周环境描述为恒星宜居带。EXCEDE提供的对比度限制散射光探测灵敏度比HST或JWST日冕仪高约1000倍，有效内工作角（IWA）小得多，从而能够在目前无法进入的领域探索和表征系外行星环星盘。EXCEDE将利用实验室演示的高性能相位诱导振幅切趾日冕仪（PIAA-C），该仪器与直径为70厘米的无遮挡孔径可见光望远镜相结合。EXCEDE PIAA-C将提供星盘增强图像对比度<10 E-8和1.2 L/D IWA或140 mas，波前控制系统采用2000元件MEMS DM和快速转向镜。EXCEDE将在0.4微米处提供120 mas的空间分辨率，灰尘检测灵敏度可达几十佐迪水平，具有双波段成像偏振测定法。EXCEDE是一个科学驱动的技术开拓者，将促进我们对系外行星系统形成和演变的理解，将我们的太阳系置于更广泛的天体物理背景下，并将展示未来几年在寻找和表征系外地球的道路上进行大规模后续和多波长调查所需的高对比度技术。
2012-10-10 astro-ph.IM
Stellar Imaging Coronagraph and Exoplanet Coronal Spectrometer: Two Additional Instruments for Exoplanet Exploration Onboard The WSO-UV 1.7 Meter Orbital Telescope
世界空间紫外线观测站是一个轨道光学望远镜，目前正在研制一个直径为1.7米的主镜。WSO-UV的目标是在115-310 nm的UV光谱范围内工作。它的两个主要科学仪器是紫外光谱仪和一个带滤光轮的紫外成像现场相机。WSO-UV项目目前正处于实施阶段，暂定2023年启动。最近，两个额外的仪器，专门用于系外行星已被提议为WSO-UV，这是本文的重点。太阳能光谱仪是一种用于系外行星的紫外光谱仪，旨在确定类地系外行星的系外层中氢和氧原子的丰度。光谱范围为115-130 nm，能够在系外行星过境期间同时测量氢和氧的发射强度。研究外逸层凌日光度曲线可以帮助区分不同类型的岩石行星。类地行星的外大气层温度远高于类金星行星，这是由于类地行星高层大气中主要冷却剂（CO2）的混合比较低，导致氧发射线处的凌日深度差异较大。因此，可以确定类地系外行星是类地行星、类金星行星还是其他行星。SCEDI是一个用于系外行星直接成像的恒星日冕仪，旨在直接探测从绕其母星运行的系外行星或从恒星附近反射的星光，包括星周盘，尘埃和团块。SCEDI将创建一个消色差（优化到420-700纳米波长范围），高对比度的星心日冕图像的拱星附近。这两种仪器：Udash和SCEDI，共享共同的电源和控制模块。目前的通信概述了这两个拟议的仪器的科学目标，并解释了他们的一些工程特点。
2018-10-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Mid-Infrared Instrument for the James Webb Space Telescope, V: Predicted Performance of the MIRI Coronagraphs
中红外仪器的成像通道配备了四个日冕仪，提供高对比度成像能力，用于研究微弱的点源和扩展发射，否则这些发射将被附近的亮点源淹没。这些明亮的来源可能包括被系外行星和星周物质环绕的恒星，围绕后主序星的质量损失包络，活动星系中的近核环境，以及遥远类星体的宿主星系。本文介绍了日冕观测模式的MIRI，以及性能评估的基础上测量的MIRI飞行模型在低温真空测试。还提供了冠状手术的简要概述。最后给出了几个天体目标的模拟MIRI日冕观测结果。
2015-08-10 astro-ph.IM
Fabrication of Pupil Masks for a New Infrared Exoplanet Imager at Keck Observatory
用于系外行星光谱学的切片器与小透镜阵列组合（SCALES）是一种利用W.M.的自适应光学系统在中红外（2-5 μm）波段对系外行星进行直接成像的仪器。凯克天文台。为了消除不必要的热红外辐射，SCALES利用冷光阑来排除背景辐射，并利用带有Lyot光阑的矢量涡旋日冕来抑制星光。优化的几何掩模已被设计。我们模拟了光通过Lyot平面的传播，并分析了K，L和M波段恒星的轴上图像，以了解Lyot光阑的性能。此外，最后的冷停止和Lyot停止的设计与制造公差和离轴抛物柱面镜继电器所造成的光瞳平面的倾斜的影响进行评估。
2022-08-31 astro-ph.IM
Implementation and Characterization of the Vector Vortex Coronagraph on the SEAL Testbed
本研究在SEAL光学测试台上实现并表征了矢量涡旋日冕仪支路，结合ZWFS实测数据优化仿真以评估对比度限制，为后续用对比度衡量波前控制技术性能提供了实验基础。
2024-08-12 astro-ph.IM
Three years of harvest with the vector vortex coronagraph in the thermal infrared
几年来，我们一直在开发基于亚波长光栅的涡旋相位掩模，称为环形槽相位掩模。蚀刻在金刚石衬底上，这些AAPM目前被设计用于热红外（范围从3到13 μm）。2012年，我们的AAPM首次安装在VLT/NACO和VLT/VISIR上，随后在2013年安装了LBT/LMIRCam，并在2015年安装了Keck/NIRC 2。在本文中，我们回顾了这些新的日冕模式的发展，调试，在天空中的性能，和早期的科学成果，并报告的经验教训。最后，我们展望了未来的发展和应用。
2016-07-18 astro-ph.IM
Archival Legacy Investigations of Circumstellar Environments (ALICE): Statistical assessment of point source detections
ALICE计划是一项对星周环境进行档案遗产调查的计划，目前正在对大约400颗恒星进行虚拟调查，通过先进的后处理技术重新分析HST-NICMOS日冕档案。我们在这里提出的战略，我们通过识别检测和潜在的候选人进行后续观察，我们给我们的检测的初步概述。我们提出了一个统计分析进行这些检测和我们的候选人搜索的完整性，以评估置信水平。
2015-09-25 astro-ph.IM
The space coronagraph optical bench (SCoOB): 2. wavefront sensing and control in a vacuum-compatible coronagraph testbed for spaceborne high-contrast imaging technology
《2020年天文学和天体物理学十年调查》赞同将天基高对比度成像用于探测和表征可居住的系外行星作为未来十年的一个关键优先事项。为了促进类太空环境中星光抑制技术的成熟，我们正在亚利桑那大学开发空间日冕光学实验台（SCoOB），这是一种基于日冕碎片系外行星探测有效载荷（CDEEP）的新的热真空（TVAC）试验台，这是一种用于散射光中星周盘高对比度成像的小卫星任务概念。完成后，测试台将结合矢量涡旋日冕仪（VVC）与波士顿微机械公司（BMC）的Kilo-C微机电系统（MEMS）变形镜和自相干相机（SCC），目标是在可见光波长下原始对比度超过$10^{-8}$。在这篇论文中，我们报告了我们在空气中的波前传感和控制工作，包括光学系统的建成性能和焦平面波前控制算法的实现，以及使用电场共轭（EFC）和相关算法挖掘黑洞（焦平面中的高对比度区域）。
2022-08-03 astro-ph.IM
Probing local density inhomogeneities in the circumstellar disk of a Be star using the new spectro-astrometry mode at the Keck interferometer
本文报道了Keck干涉仪新观测模式的科学验证阶段的成功情况。该模式在K ′波段的谱线扩展函数宽度和采样速率为150 km/s，限流星等为K ′ ~ 7 mag，空间分辨率为lam/2B ~ 2.7 mas，测得的微分相稳定性精度空前（在K= 5等时为3毫拉德，这表示在天空中为3uas或质心精度为10^-3）。这种模式的科学潜力证明了所提出的观测的拱盘的演化Be星48 Lib。除了间接的方法，如多波长光谱和偏振，这里描述的光谱干涉天体测量提供了一个新的工具，直接约束的径向密度结构的磁盘。我们解决了第一次几个Pfund发射线，除了BrGam，在一个单一的干涉光谱，并具有足够的空间和光谱分辨率和精度来分析径向盘结构在48 Lib。这些数据表明，连续和PF发射起源于显着更紧凑的区域内的BrGam发射区。因此，光谱干涉天体测量打开了机会，直接连接不同的观测线配置文件的BrGam和Pfund的总流量和相关的不同磁盘半径。旋转扁平Be星的引力势预计会在星周盘中引起单臂密度扰动。这样一个缓慢旋转的盘振荡已被用来解释众所周知的周期性V/R光谱轮廓的变化，在这些恒星，以及观察到的V/R周期之间的相移不同盘发射线。微分线的性质和线性约束设置我们的数据借给支持存在一个半径依赖磁盘密度扰动。
2010-08-10 astro-ph.IM astro-ph.SR
Status of the MEDUSAE post-processing method to detect circumstellar objects in high-contrast multispectral images
MEDUSAE方法（使用同步像差估计的多光谱系外行星探测）致力于探测多光谱高对比度图像中的系外行星和盘特征。MEDUSAE的概念是通过贝叶斯框架（使用参数正则化）中的逆问题（考虑到噪声的统计）的随机方法来检索散斑场和对象图。MEDUSAE的一个基本方面是日冕PSF的模型是解析的，并且通过光程差参数化，光程差与相位相反，是消色差的。因此，散斑场估计的相位恢复，使用光谱的多样性，从残留的星光解开行星信号。在适当的正则化下，通过非近视反卷积来恢复对象图。这种MEDUSAE方法的基础已经在以前出版并在逆犯罪中得到验证。在这次交流中，我们提出了它的应用程序，以现实的模拟数据，在实际数据应用的准备。我们提出的解决方案试图绕过用于反演的模型和真实数据之间的主要差异是不够的：现在有必要使日冕PSF的模型更加逼真。
2018-12-11 astro-ph.IM
Speckle Suppression Through Dual Imaging Polarimetry, and a Ground-Based Image of the HR 4796A Circumstellar Disk
我们展示了一个双成像偏振仪的多功能性，与Lyot日冕仪和自适应光学一起工作，以抑制高度静态的斑点噪声模式-最大的障碍，以地面为基础的直接成像的行星和磁盘附近的恒星。使用双差分技术与偏振数据，我们量化的散斑抑制的水平，从而提高灵敏度，通过将一个合奏的人工微弱的同伴到真实的数据，与给定的总亮度和偏振。对于高度偏振的源在0.5弧秒内，我们表明，我们实现了3至4个幅度更大的灵敏度，通过偏振散斑抑制比简单地使用电晕耦合到高阶自适应光学系统。我们在3.63米AEOS望远镜上用这种偏振计和经典的Lyot日冕仪，在H波段获得了HR 4796 A星周围76 AU直径的星周碎片盘的6.5 σ探测。我们的数据代表了HR 4796 A碎片盘的第一个明确的，地基的，近红外偏振图像，并清楚地显示了两个外盘的，明显的哈勃空间望远镜NICMOS/STIS成像。我们推导出一个下限的分数线偏振的29%所造成的尘埃颗粒在磁盘上。此外，我们还拟合了光学薄盘的简单形态模型，使尘埃盘的尺度高度限制在2.5{+5.0}-1.3} AU，散射不对称参数g=0.20^{+0.07}-10}。这些数值与一些证据一致，这些证据表明HR 4796 A盘主要由微米大小的尘埃组成，并且确实是典型的从赫比格Ae星周围的盘过渡到与织女星相关的盘。
2009-06-25 astro-ph.IM
High-contrast Demonstration of an Apodized Vortex Coronagraph
高对比度成像是直接探测和表征太阳系恒星周围类地行星的主要途径;一个巧妙设计的内部日冕抑制了来自恒星的光，揭示了难以捉摸的星周同伴。然而，未来的大口径望远镜（直径$>$ 4~m）可能会有分段的主镜，这会导致不需要的恒星光的额外衍射。在这里，我们提出了第一个高对比度实验室演示的切趾涡日冕（AVC），其中切趾器被放置在上游的涡焦平面掩模，以提高其性能与分段光圈。灰度变迹的数值优化，以产生一个更好的灵敏度，假设一个光圈形状类似于LUVOIR-B的概念微弱的同伴。利用波前传感和对单侧黑洞的控制，我们在775 nm单色光下获得了$2\times10^{-8}$的原始对比度，在10%带宽下获得了$4\times10^{-8}$的原始对比度。这些结果为新的日冕仪设计家族开辟了道路，最适合下一代分段式空间望远镜。
2020-02-03 astro-ph.IM
The Roman coronagraph community participation program: observation planning
本文总结罗马日冕仪社区参与计划下观测规划工作组的活动，该工作组负责罗马日冕仪技术演示阶段的目标选择与观测规划，包括扩展星表、建模天体物理目标及预备高优先级目标观测，助力系外行星表征。
2024-11-26 astro-ph.IM
Direct Detection and Orbit Analysis of the Exoplanets HR 8799 bcd from Archival 2005 Keck/NIRC2 Data
我们提出了以前未公布的2005年7月$H$ -波段日冕数据的年轻，行星托管恒星HR 8799从新发布的凯克/NIRC 2档案。尽管观测条件很差，我们还是发现了三颗行星（HR 8799 bcd），其中两颗（HR 8799 bc）没有经过先进的图像处理。将这些数据与先前发表的1998-2011年天体测量数据以及2010年10月重新还原的凯克数据进行比较，可以限制行星的轨道。分别分析行星的天体测量，HR 8799 d的轨道可能从正面倾斜至少25 $^\circ$，其他行星可能在倾斜轨道上。对于与4：2：1平均运动共振一致的半长轴比，我们的分析得出HR 8799 bcd轨道参数的精确值，并严格限制行星的偏心率小于0.18- 0.3。然而，我们没有找到可接受的轨道解决方案与这种共振，把行星在面对面的轨道; HR 8799 d显示出最大的偏离这样的轨道。此外，很少有轨道使HR 8799 d与b和c共面，而用于限制行星质量的动力学稳定性分析通常假设共面和/或面对面的轨道。本文阐述了NIRC 2档案的发布所带来的重大科学收益。
2012-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Coherent Differential Imaging of high-contrast extended sources with VLT/SPHERE
本文在VLT/SPHERE上验证了相干差分成像（CDI）方法，通过对AO变形镜施加相位偏移调制散斑场，结合Karhunen-Loève投影框架，成功恢复了四个恒星周围几乎正面朝向的星周盘，避免了传统ADI的自消减伪影，为未来直接成像巡天中的像差校准提供了高效且无伪影的新策略。
2025-11-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
ALMA and Keck analysis of Fomalhaut field sources: JWST's Great Dust Cloud is a background object
本研究利用ALMA和Keck的历史观测数据，分析JWST在北落师门天区发现的致密源，证实包括“巨大尘埃云”在内的源为背景天体而非伴星，证明多波长图像可用于筛选JWST直接成像的行星候选体。
2023-07-05 astro-ph.EP astro-ph.IM
Improving Planet Detection with Disk Modeling: Keck/NIRC2 Imaging of the HD 34282 Single-armed Protoplanetary Disk
巨行星形成于年轻恒星周围的原行星盘中，通过行星盘的相互作用，可以在其出生盘上留下螺旋和间隙等观测特征。虽然这些特征可以表明巨行星的存在，但原行星盘的信号可以压倒行星的固有光度。因此，为了对嵌入盘中的行星进行成像，有必要去除盘中的污染物，以揭示可能隐藏在其出生环境中的行星。我们观察和直接模拟检测磁盘在凯克/NIRC 2涡日冕$L'$ -带观测的单臂原行星盘周围HD 34282。尽管没有探测到HD 34282的伴星，但这种直接的磁盘建模提高了行星探测的灵敏度，在通量比和${\sim}10 M_{\rm Jupiter}$质量上提高了2倍。这表明，执行磁盘建模可以提高直接成像的行星检测极限在系统中的可见光散射光磁盘，并可以帮助更好地约束这些系统中的自发光行星的发生率。
2021-11-24 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Apodized Pupil Lyot Coronagraphs with arbitrary aperture telescopes: novel designs using hybrid focal plane masks
系外行星成像和光谱学现在通常由大型地面天文台（例如Gemini/GPI，VLT/SPHERE或Subaru/SCExAO）的专用仪器实现。除了极端自适应光学（ExAO）和后处理方法外，这些设施还利用最先进的日冕仪来抑制被观测恒星的光线，从而能够观测星周环境。Apodized Pupil Lyot Coronagulum（APLC）是当前一代仪器中领先的冠状基线之一。该概念结合了光瞳变迹、不透明焦平面掩模（FPM）和Lyot光阑。APLC可以针对一系列应用进行优化，并且存在用于宽带光中$10^{10}$对比度的轴上分段孔径望远镜的设计。在这次交流中，我们提出了新的设计，进一步推动这一概念的限制，通过修改FPM的性质，从其标准的不透明掩模，以一个较小的大小由圆形相移区包围的掩蔽点。我们提出了这个新概念的形式主义，解决方案找到两种可能的应用：1）升级当前一代ExAO日冕仪，因为这些解决方案与现有设计保持兼容，并将提供更好的内部工作角、对比度和吞吐量，以及2）用于未来旗舰任务（如LUVOIR）的$10^{10}$对比度的日冕仪，其目标是增加现有设计的吞吐量，以观测附近恒星周围的类地行星。
2019-03-18 astro-ph.IM
The Nancy Grace Roman Space Telescope Coronagraph Instrument (CGI) Technology Demonstration
Nancy Grace Roman空间望远镜上的日冕仪（CGI）将演示通过直接对彗星大小的行星和碎片盘成像，从空间进行可见光系外行星成像和光谱学所需的高对比度技术。这种太空体验是未来更大的任务的关键一步，这些任务的目标是直接对附近恒星宜居带中的类地行星进行成像。本文概述了当前仪器的设计和要求，重点介绍了所演示的关键硬件、算法和操作。我们还描述了几个系外行星和拱星盘科学的情况下，使这些能力。一个竞争性选择的社区参与计划团队将是技术演示的一个组成部分，如果仪器性能保证，可以在初始技术演示之外进行额外的CGI观测。
2021-03-02 astro-ph.IM
Constrained Reference Star Differential Imaging: Enabling High-Fidelity Imagery of Highly Structured Circumstellar Disks
高对比度成像为我们提供了研究拱星盘和仍然嵌入其中的行星的机会--为行星系的形成和演化提供了关键的见解。然而，通常需要抑制恒星晕光的后处理技术通常会导致显著和可变的星周光损失，即使使用相对保守的方法，如参考星差分成像（RDI）。我们介绍了"约束参考星差分成像”（约束RDI），一类新的RDI点扩散函数（PSF）扣除技术的系统与拱星盘。约束RDI利用高分辨率的偏振强度（PI）图像或磁盘模型，以严格限制甚至消除由于RDI常见的过减而导致的信号损失。我们证明了约束RDI利用偏振数据产生的总强度的御夫座AB原行星盘的过减免费检测的能力。PI约束的RDI使我们能够果断地恢复最近发现的原行星Aurigae AB b的光谱特征（Currie et al. 2022）。我们进一步证明，约束RDI可以是一个强大的分析工具，即将收购詹姆斯韦伯太空望远镜日冕成像磁盘。在这两种情况下，受约束的RDI提供了分析就绪的产品，可以对磁盘进行更详细的研究，并对嵌入式系外行星进行更强大的验证。
2022-08-02 astro-ph.EP astro-ph.IM
Design of the vacuum high contrast imaging testbed for CDEEP, the Coronagraphic Debris and Exoplanet Exploring Pioneer
日冕碎片系外行星探测有效载荷（CDEEP）是一个小卫星飞行任务概念，用于星周盘的高对比度成像。CDEEP的设计目的是在可见光波长的散射光中观察圆盘，每个分辨率元素的原始对比度为10^-7（后处理为10^-8）。这种特殊的灵敏度将允许运输为主的碎片盘的成像，量化这些低表面亮度盘的亮度，成分和形态。CDEEP结合了一个离轴望远镜，微机电系统（MEMS）变形镜，和一个矢量涡旋日冕仪（VVC）。这一系统将需要在空间环境中进行严格的测试和鉴定。我们报告的CDEEP任务的概念，和真空兼容的CDEEP原型试验台的状态，目前正在开发中的亚利桑那大学，包括设计开发和模拟结果，以估计性能。
2021-09-26 astro-ph.IM
Observing Exoplanets with High Dispersion Coronagraphy. I. The scientific potential of current and next-generation large ground and space telescopes
由于系外行星与其宿主恒星之间的角距很小，对比度很高，因此对系外行星进行直接成像是一项艰巨的技术挑战。高色散日冕照相术（HDC）是一种对宜居带中的类地行星实现前所未有的灵敏度的途径。在这里，我们提出了一个框架来模拟HDC观测和数据分析。这些模拟的目标是对各种仪器配置、目标类型和科学案例的原始星光抑制和光谱分辨率之间的权衡进行详细分析。我们预测了凯克天文台的HDC仪器在近红外波段表征直接成像的气体巨行星的性能。我们还模拟了HDC观测的类地行星使用下一代地基（TMT）和空间基地望远镜（HabEx和LUVOIR）。我们的结论是，地面ELT更适合HDC的观测类地行星比未来的空间任务，由于收集面积的相当大的差异。对于地面望远镜，HDC观测可以在10 $^{-4}$星光抑制水平下在M矮星周围的宜居带探测到一颗类地行星。与10个$^{-7}$行星/恒星对比度相比，HDC将星光抑制要求放宽了10个$^3$。对于天基望远镜，探测器噪声将是光谱分辨率高于10 $^4$的主要限制。考虑到探测器噪声和斑点色噪声，R=400（1600）是HabEx（LUVOIR）的最佳光谱分辨率。对于HabEx（LUVOIR），探测行星/恒星对比度= $6.1\times10^{-11}$的行星的相应星光抑制要求放宽了10（100）倍。
2017-03-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
XAO-assisted coronagraphy with SHARK NIR: from simulations to laboratory tests
几个专用于探测和表征系外行星的极端自适应光学（XAO）系统目前正在8-10米级望远镜上运行。日冕仪通常用于这些设施中，以拒绝观察到的恒星的衍射光，并使其星周环境的直接成像和光谱学成为可能。SHARK-NIR是一种将在大型双目望远镜（LBT）上使用的日冕照相机。经过广泛的模拟活动，SHARK-NIR团队选择了一套在仪器中实施的日冕技术，以满足科学要求。总之，高斯Lyot日冕仪是服务于所有需要场稳定和适度对比度的科学案例的选择。在光瞳稳定模式下搜寻系外行星的观测可以利用三个成形光瞳掩模（SPC）和一个四象限相位掩模（Four-Quadrant Phase Mask）日冕仪。SPC的设计是为了在靠近恒星的小视场内实现高对比度，并且对图像和瞳孔抖动具有鲁棒性。该传感器可以访问整个科学FoV（18“x18”），并在理想条件下（高斯特列尔比）提供出色的性能，但性能仍然很好，无论是靠近还是远离恒星，即使在较低的斯特列尔和适度的振动。采购阶段结束后，冠状掩模被运送到我们的实验室，我们开始在光学工作台上测试其性能，并定义将在我们的清洁室中最终集成仪器时使用的对准程序。在这篇文章中，我们描述了我们在实验室中使用SHARK-NIR日冕仪进行的测试。我们测量了每种技术在非常高的斯特列尔条件下可实现的对比度，并定义了增强集成程序。
2020-11-25 astro-ph.IM
Probing for Exoplanets Hiding in Dusty Debris Disks: Disk Imaging, Characterization, and Exploration with HST/STIS Multi-Roll Coronagraphy
外行星系统中星周碎片的空间分辨散射光图像限制了这些系统中尘埃粒子的物理性质和轨道。他们还告知共同轨道（但看不见）的行星，系统架构和力量扰动星光散射CS材料。使用HST/STIS光学日冕仪，我们已经完成了一个方案的观测阶段，研究尘埃的空间分布在10 CS碎片系统，和一个“成熟”的原行星盘都与HST谱系，使用PSF减去多辊日冕仪。这些观测探测了最近恒星的星心距离> 5 AU，同时解析了远远超出的盘子结构，对应于我们太阳系中的巨行星和柯伊伯带区域。他们还揭示了在较大的星心距离上的漫射非常低的表面亮度尘埃。我们提出了新的结果，包括较暗的磁盘，如HD 92945确认，更好地揭示，存在一个狭窄的内部碎片环内一个较大的弥漫尘埃盘。其他具有环状子结构、显著不对称性和复杂形态的盘包括：HD 181327，其喷出物来自最近在外柯伊伯带的大规模碰撞; HD 61005建议与本地ISM相互作用; HD 15115和HD 32297，也在环境相互作用的背景下讨论。这些盘和HD 15745表明，碎片系统的演变不能孤立地看待。对于AU Mic的边缘盘，面外表面亮度不对称性在> 5 AU可能暗示一个或多个行星扰动。Mp Mus原行星盘的时间分辨图像提供了盘照明的空间分辨时间变化。这些和其他来自我们计划的新图像使我们能够在太阳系的背景下直接比较这些系外行星碎片系统的结构。
2014-07-03 astro-ph.EP astro-ph.IM
Flight mask designs of the Roman Space Telescope Coronagraph Instrument
在过去的二十年里，已经发现了数千颗被确认的系外行星;下一个主要挑战是描述这些其他世界及其恒星系统。关于系外行星和星周碎片盘的组成和形成的许多信息只能通过直接成像获得。直接成像是具有挑战性的，因为小的角间距（$<1$ arcsec）和高的恒星-行星通量比（${\sim}10^{9}$是木星的类似物，${\sim}10^{10}$是地球的类似物）。大气湍流使地面无法达到如此高的通量比，因此必须在地球大气层以上进行观测。Nancy Grace Roman太空望远镜（Roman）将于2020年代中期发射，将是第一个使用日冕仪演示具有主动波前控制的高对比度成像的天基天文台。该仪器的主要目的是使未来旗舰任务所需的各种技术成熟，以便对类地系外行星进行成像和定性。这些技术包括两个高致动器数的可变形反射镜，光子计数探测器，两个互补的波前传感和控制回路，以及两种不同的电晕放电类型。在本文中，我们描述了一套完整的飞行日冕面具的设计和他们的打算在罗马日冕仪组合。有三种类型的掩模配置包括：一个主要的设计，以满足仪器的顶级要求，三个是支持的最佳努力的基础上，和几个不支持的美国宇航局系外行星探索计划贡献。如果仪器在其初始技术演示阶段之后获准运行，则可以调试和使用不受支持的面罩配置。
2021-08-12 astro-ph.IM
The high-contrast performance of the Keck Planet Imager and Characterizer
本研究利用四年在轨数据测量凯克II升级项目KPIC的高对比度性能，明确其不同角距离下的对比度水平、噪声限制因素及校正后效果，为系外行星高分辨率光谱观测提供支撑。
2024-06-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Keck Planet Imager and Characterizer: Demonstrating advanced exoplanet characterization techniques for future extremely large telescopes
凯克行星成像仪和表征仪（KPIC）是凯克II自适应光学系统的升级版，能够在中红外（2-5微米）对巨型系外行星进行高对比度成像和高分辨率光谱表征。KPIC仪器将分阶段开发。第一阶段需要安装一个基于快速，低噪声SAPHIRA IR-APD阵列的红外金字塔波前传感器（PyWFS）。超灵敏的红外PyWFS将使高对比度的研究婴儿系外行星周围的冷，红色，和/或模糊的目标在恒星形成区域。此外，PyWFS下游的光将在有源光纤注入单元（FIU）的帮助下耦合到单模光纤阵列中。反过来，这些光纤将光路由到Keck的高分辨率红外光谱仪NIRSPEC，从而首次实现了高色散日冕仪（HDC）。HDC最佳地将高对比度成像和高分辨率光谱学结合在一起，可以详细描述系外行星的大气层，包括分子组成，自旋测量和多普勒成像。在这里，我们提供了一个概述的仪器，其科学范围，并报告最近的结果，从天空调试的第一阶段。仪器设计和开发的技术将是未来超大望远镜所需的更先进仪器概念的关键。
2019-09-10 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
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
High contrast imaging for the enhanced resolution imager and spectrometer (ERIS)
ERIS是一个衍射极限热红外成像仪和光谱仪的甚大望远镜UT 4。ERIS的一个科学案例是探测和表征明亮恒星周围的星周结构和系外行星，这些恒星通常比恒星衍射晕暗得多。通过（i）使用日冕仪抑制目标星的衍射晕和（ii）通过焦平面波前传感和随后的主动校正去除任何残留衍射结构的组合来提供增强的灵敏度。在本文中，我们提出了两个日冕仪用于衍射抑制，使高对比度成像ERIS。
2020-12-03 astro-ph.IM
The Roman Coronagraph Community Participation Program: calibration strategy for the Mueller matrix using on-sky sources
Astrobiology Center（天体生物学中心）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Steward Observatory and the Department of Astronomy, The University of Arizona（亚利桑那大学斯特沃德天文台及天文学系）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Hiroshima Astrophysical Science Center, Hiroshima University（广岛大学广岛天体物理科学中心）；Department of Astronomy, Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科天文学系）；Northwestern University（西北大学）；Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics（天体物理学跨学科探索与研究中心）；Tellus1 Scientific, LLC（Tellus1科学有限责任公司）；Department of Astronomical Science, The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（综合研究大学院大学天文学科学研究科）
该研究针对罗曼空间望远镜日冕仪的穆勒矩阵校准需求，构建候选星表并选取校准星，通过模拟估算线性偏振度重建精度，推进基于corgisim和corgiDRP的端到端测试。
2026-08-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
Flight masks of the Roman Space Telescope Coronagraph Instrument
本文描述了Roman Space Telescope Coronagraph Instrument的全套飞行掩模及其布局、制造与测量方式，旨在为未来直接成像和表征类地系外行星提供技术支持。
2025-08-11 astro-ph.IM
Imaging detection of the inner dust belt and the four exoplanets in the HR8799 system with JWST's MIRI coronagraph
利用JWST MIRI日冕仪观测HR8799系统，成功恢复四颗行星并首次空间分辨内尘埃带，测得行星半径更大、温度更低，与演化模型更吻合。
2023-10-20 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Broadband vortex fiber nulling: high-dispersion exoplanet science at the diffraction limit
随着确认的系外行星数量的不断增加，对它们进行光谱表征以确定其大气成分，形成路径，旋转速率和可居住性的推动力越来越大。然而，有大量已知的系外行星，要么不经过它们的恒星，要么已经通过径向速度（RV）方法以非常小的角距检测到，这样它们就无法进入传统的日冕系统。涡旋光纤调零（VFN）是一种新的单孔径干涉技术，它使用整个望远镜光瞳，通过在衍射极限处和衍射极限内对目标进行直接观察和光谱表征，弥合了传统日冕测量和RV或Transit方法之间的差距。通过将涡旋掩模与单模光纤相结合，轴上星光被拒绝，而离轴行星光被耦合并有效地路由到辐射计或摄谱仪进行分析。我们已经证明了VFN在实验室中的单色在过去。在本文中，我们提出了一个多色验证的VFN与零值的$<10^{-4}$在15%带宽的光。我们还提供了部署计划和预测产量估计的凯克行星成像仪和表征器（KPIC）仪器的VFN模式的更新。使用PSISIM，与几个小组合作开发的模拟包，我们评估KPIC VFN的能力，以检测和表征不同类型的目标，包括周围有前途的行星候选人移动群恒星以及已知的系外行星通过RV方法检测。KPIC VFN的天空演示将为部署在未来的仪器上铺平道路，如KPIC-HISPEC和TMT-MODHIS，它可以提供亚木星质量行星的高分辨率光谱，距离其恒星低至5毫角秒。
2022-10-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
Demonstration of broadband contrast at 1.2 $λ$/D and greater for the EXCEDE Starlight Suppression System
行外行星星周环境和磁盘探测器科学飞行任务概念使用可见光波长相位诱导振幅切趾日冕仪，以便能够对星周碎片系统和一些角距达到一些最近恒星的宜居带的巨型行星进行高对比度成像。我们报告的实验结果，在洛克希德·马丁先进技术中心的真空室中获得的10%的宽带光中心约650 nm，与$1 \times 10^{-5}$的中位数对比度之间的1.2和2.0 $λ$ /D同时与$3 \times 10^{-7}$对比度之间的2和11 $λ/D$使用变形镜（DM）的PIAA日冕上游的单面黑洞。这些结果是稳定和可重复的，如三次测量运行所证明的，DM设置从头开始设置，并保持在1000个收集帧中的最佳90%。我们比较减少的实验数据与模拟结果从建模观察到的实验限制，观察到的性能是一致的未校正的低阶模式不估计的低阶波前传感器（LOWFS）。模拟的灵敏度带宽和剩余的小费/倾斜模式是很好地匹配的实验。
2017-09-07 astro-ph.IM
Non-negative Matrix Factorization: Robust Extraction of Extended Structures
The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Space Telescope Science Institute (STScI)（空间望远镜科学研究所）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学天体物理研究所）
我们应用矢量化非负矩阵分解（NMF）方法的后处理直接成像数据的系外行星系统，如拱星盘。NMF是一种迭代方法，它首先使用给定的参考图像创建一个非正交和非负的分量基，然后使用该分量对目标进行建模。然后用一个因子重新缩放构建的模型，以补偿来自磁盘的贡献。我们使用合成星周盘将NMF与现有方法（经典参考差分成像方法和Karhunen-Loève图像投影算法）进行比较，并证明了NMF的优越性：无需事先选择参考，NMF可以检测较暗的星周盘，更好地保留低阶盘形态，并且不需要前向建模。作为一个著名的盘的例子，我们用不同的方法处理了存档的哈勃空间望远镜（HST）STIS日冕观测HD~181327，并进行了比较。NMF首次能够在主环内提取一些星周物质。在附录中，我们从数学上研究了NMF分量在迭代过程中的稳定性，以及NMF建模的线性度。
2018-01-12 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
Keck/NIRC2 Imaging of the Warped, Asymmetric Debris Disk around HD 32297
我们目前的凯克/NIRC 2 $K_{s}$波段高对比度日冕成像的发光碎片盘周围的附近，年轻的A星HD 32297解决了在$r$ = 0.3-2.5 \arcsec{}（$\approx$ 35-280 AU）的投影分离。该盘向北高度翘曲，并在$r$ $\approx$ 110 AU内部呈现复杂的“波浪形”表面亮度轮廓，其中轮廓中的峰值/平台在东北和西南盘叶之间移动。在$r$ = 35-80天文单位时，星盘的西南侧亮度为50- 100%，其亮度峰值的位置大致与星盘的毫米发射峰值重合。光谱能量分布模型表明，HD 32297至少有两个尘埃群，可能来自两个独立的带，可能在不同的位置，可能在距离符合表面亮度峰值。一个单一尘埃带的盘模型包括一个具有两个分量的相位函数和一个5-10天文单位的近心偏移量，解释了盘的翘曲结构，并再现了一些表面亮度轮廓的形状（例如整体的“波浪”轮廓，SB峰/坪位移），但更差地再现了盘的亮度不对称性。虽然可能有其他的解释，SW盘亮度峰值和磁盘的峰值毫米发射之间的协议是一致的非常小，亚井喷大小的尘埃和大，0.1-1毫米大小的颗粒在$\approx$ 45 AU跟踪相同的母种群的星子的过密度。新的近红外和亚毫米观测可能能够澄清是否需要更复杂的颗粒散射特性或由一个看不见的行星动力学雕刻来解释HD 32297的磁盘结构。
2012-07-17 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Improving Signal to Noise in the Direct Imaging of Exoplanets and Circumstellar Disks
提出了一种新的算法，旨在提高直接成像数据中点源和扩展源检测的信噪比（SNR）。我们的方法的新颖之处在于，它找到了科学图像的线性组合，这些图像与从可疑源区域去除的信号最匹配。该算法基于局部优化图像组合（LOCI）方法，称为匹配LOCI或MLOCI。我们使用双子座行星成像仪（GPI）和近红外日冕成像仪（NICI）获得的数据表明，新算法可以提高信噪比的点源检测30-400%，比过去的方法。我们也没有发现错误检测率的增加。使用MLOCI不需要候选伴随位置的先验知识。虽然非盲应用可能会产生科学图像的线性组合，这似乎会将真实源的SNR增加> 2倍，但它们也可能会以高比率产生错误检测。当试图确认边缘检测或重新检测在先前时期中发现的点源时，这是一个潜在的陷阱。我们的研究结果是相关的线性组合的系数被认为是可调的，例如LOCI和主成分分析（PCA）的任何方法。因此，我们建议在使用这些技术时分析错误检测率。
2015-02-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
A Quick Study of Science Return from Direct Imaging Exoplanet Missions: Detection and Characterization of Circumstellar Material with an AFTA or EXO-C/S CGI
高性能的（~ 10^-9 resel^-1）对比度、窄视场日冕仪（CGI），用于天基AFTA-C或探测级EXO-C/S任务，旨在研究目前已知存在于恒星宜居带内的系外行星的多样性，特别重要的是密切相关的共生研究系统的拱星（CS）行星诞生并与之相互作用的物质。共轨物质“盘”中的小粒子群可以通过动态相互作用来追踪行星的存在，动态相互作用扰乱了光散射碎片的空间分布，这些碎片在光学波长处可以探测到，并且可以用AFTA-C或EXO-S/C CGI分辨。在此，我们：（1）提出研究邻近恒星行星承载区物质的形成、演化、结构、多样性和性质的科学案例，（2）讨论当前概念下的CGI如何独特地为这些研究提供信息和作出贡献，（3）考虑CGI预期性能对CS碎片系统（CDS）研究的适用性，（4）研究，通过AFTA CGI图像模拟，从特定的、有代表性的黄道带碎片盘观测中获得预期的解释保真度和测量结果，（5）对与CDS观测密切相关并增强CDS观测的特定观测模式和方法进行评论，（6）详细介绍，用于增强当前设想的CGI双频带奈奎斯特采样的情况全线性斯托克斯成像偏振计的成像能力（或更好），在表征CS粉尘的材料特性方面非常有益（以及其他研究中讨论的系外行星大气层）。
2014-12-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
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
