Wolter-I-like X-ray telescope structure using one conical mirror and one quadric mirror
在X射线望远镜结构中，通常采用多层膜叠层反射镜来增加收集面积。为了平衡制造这些反射镜的难度和成本，经典的Wolter-I结构先前已经被圆锥形Wolter-I结构所取代，但它可能导致明显较差的角分辨率。在本文中，我们考虑改变一个反射镜的形状（抛物面或双曲面）的Wolter-I结构的圆锥形反射镜的形状，而另一个反射镜的形状仍然是二次曲面型结构，从而可以保证成像质量。理论分析和仿真结果表明，圆锥-双曲面和抛物面-圆锥结构具有最佳的角分辨率，且圆锥-双曲面结构比抛物面-圆锥结构在焦距处的角分辨率短。锥双曲面结构，然后嵌套，以获得最佳的轴上角分辨率和离轴图像。
2016-08-09 astro-ph.IM
Planetary system, star formation, and black hole science with non-redundant masking on space telescopes
非冗余掩模（NRM）是一种高对比度、高分辨率的技术，适用于未来太阳系外行星系统和恒星形成的空间飞行任务，以及一般的高角分辨率银河系和河外天文学。NRM使最高的角分辨率科学可能给定的望远镜的直径和工作波长。它还提供了望远镜光学状态的精确信息。我们必须现实地评估NRM对比度限制，以了解NRM在太空中的科学产出，同时，在UV-NIR中发展行星和恒星形成的NRM科学和河外科学，以帮助引导未来十年的高分辨率天基天文学。
2009-04-13 astro-ph.IM
Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS): Pointing Stability and Beam Measurements at 90, 150, and 220 GHz
宇宙学大角度尺度探测器（CLASS）望远镜阵列在智利阿塔卡马沙漠以40、90、150和220 GHz附近的频率波段探测75%的天空。CLASS测量最大角度尺度的CMB偏振，目的是限制张量与标量之比，测量再电离的光学深度接近宇宙方差极限等。CLASS Q波段（40 GHz）、W波段（90 GHz）和二向色高频（150/220 GHz）望远镜分别自2016年6月、2018年5月和2019年9月以来一直在观测。40 GHz仪器的天空光学特性已经公布。在这里，我们提出了初步的天空测量的光束在90，150和220 GHz的，和指向稳定的90和150/220 GHz的望远镜。从木星专用观测测量的平均90，150和220 GHz波束的半高宽（FWHM）分别为0.615+/-0.019度，0.378+/-0.005度和0.266+/-0.008度。望远镜指向的变化在光束FWHM的百分之几以内。
2022-08-09 astro-ph.IM
gamma-ray telescopes using conversions to electron-positron pairs: event generators, angular resolution and polarimetry
我们基准测试各种可用的事件发生器在Geant 4和EGS 5在高角分辨率对转换望远镜正在进行的项目。我们比较了从三个末态粒子的几何形状中提取的关键运动学变量的分布。我们验证和使用作为参考的一个确切的发电机，使用全5D差分截面的转换过程。我们特别关注不可测反冲核对角分辨率的影响。我们表明，对于高分辨率的跟踪器，发电机的选择会影响估计的分辨率的望远镜。我们还表明，目前可用的发生器无法准确地描述一个线性偏振光子源。
2017-01-19 astro-ph.IM physics.ins-det
Sidelobe Modeling and Mitigation for a Three Mirror Anastigmat Cosmic Microwave Background Telescope
针对南极TMA型CMB望远镜的远旁瓣污染问题，提出基于光线追迹的建模方法，并通过高散射围护壁面将度尺度旁瓣对比度降低逾一个数量级。
2023-05-26 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
Determining the Eccentricity of the Moon's Orbit without a Telescope, and Some Comments on "Proof" in Empirical Science
在望远镜发明之前，许多天文学家都提出了月球运动的理论。这些理论的目的是能够预测月亮在天空中的位置。这些几何模型暗示了月球的一定距离范围。事实上，托勒密的模型预测月球在远地点的距离几乎是近地点的两倍。测量月球的角度大小在望远镜出现之前的天文学家的能力范围内。这些可能有助于改进月球运动的模型，但似乎很少有人对我们进行过任何测量。使用一块纸板与一个小孔冲在它的幻灯片上下码尺，我们表明，这是可能的，以确定一个近似值的偏心率的月球轨道。从14个月相周期的64个观测数据中，我们发现了0.041 +/- 0.004。月球角度大小的典型测量不确定度为+/- 0.7弧分。由于月球的角度大小在29.4至33.5弧分之间，因此仔细拍摄的肉眼数据足以证明月球角度大小的周期性变化。
2010-07-21 astro-ph.IM
Two-year Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS) Observations: 40 GHz Telescope Pointing, Beam Profile, Window Function, and Polarization Performance
宇宙学大角尺度探测器（Cosmology Large Angular Scale Surveyor，CLASS）是一个望远镜阵列，在智利阿塔卡马沙漠的75%的天空中观测宇宙微波背景（CMB），频率集中在40，90，150和220 GHz附近。CLASS测量大角度尺度（$1^\circ\lesssimθ\leqslant 90^\circ$）CMB偏振，以将$r\sim0.01$水平的张量与标量比和光学深度约束到最后散射到样本方差极限。本文介绍了40 GHz望远镜在2016年9月至2018年2月的第一次观测期间的光学特性。对月球的高信噪比观测建立了指向和光束校准。望远镜光束指向变化为$<0.023^\circ$（光束半峰全宽（FWHM）的$<1.6$ %）。我们估计每个探测器的光束参数，并在聚合，在CMB的调查地图。聚集光束具有$1.579^\circ\pm.001^\circ$的FWHM和$838 \pm 6\ μ{\rm sr}$的立体角，与物理光学模拟一致。相应的射束窗口函数在$\ell < 200$处具有每个多极的亚百分比误差。扩展的$90^\circ$波束图显示无显著远旁瓣。观测到的月球偏振表明，仪器偏振角与光学模型一致，温度-偏振泄漏分数为$<10^{-4}$（95% C.L.）。我们发现，基于月球的结果是一致的测量M42，RCW 38，和Tau A从CLASS的CMB调…
2020-04-06 astro-ph.IM
Improving angular resolution of telescopes through probabilistic single-photon amplification?
概率放大的天文成像的使用进行了讨论。概率单光子放大已经在量子光学实验室中得到了理论证明和实践验证。在天文学中，它应该允许以牺牲吞吐量为代价将角分辨率增加到衍射极限之外：不是每个放大事件都是成功的-不成功的事件包含很大一部分噪声并且需要被丢弃。本文指出了在角分辨率增益和吞吐量损失之间进行权衡的基本限制。概率放大的天文成像的实际实施仍然是一个悬而未决的问题。
2018-06-22 astro-ph.IM physics.optics
Control and systems software for the Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS)
宇宙学大角尺度探测器（英语：Cosmology Large Angular Scale Surveyor，CLASS）是一组偏振敏感的毫米波望远镜，在智利北部的阿塔卡马沙漠观测到约70%的天空，频率集中在40 GHz、90 GHz、150 GHz和220 GHz附近。在这里，我们描述了用于控制望远镜的软件的架构，从各种仪器获取数据，安排观测，监控仪器和观测的状态，创建存档数据包，并将数据包传输到北美进行分析。本文还简要地讨论了CLASS观测站的计算机和网络结构。该软件和架构自2016年以来一直在使用，全年昼夜运行望远镜，并已成功实现其设计目标。
2020-12-15 astro-ph.IM
Terahertz Atmospheric Windows for High Angular Resolution Terahertz Astronomy from Dome A
来自南极洲Dome A的大气传输为太赫兹天文学领域提供了新的可能性，迄今为止空间望远镜一直是该领域唯一的观测工具。利用在Dome A观测到的大气透过率测量数据，分析了1.461 THz、3.393 THz、5.786 THz和7.1 THz波段的大气透过率谱和长期稳定性，结果表明，在冬季，太赫兹天文学的重要大气窗口会打开一段合理的时间。利用Dome A的大孔径太赫兹望远镜和干涉仪，可以预见到对电离气体的原子精细结构线和原行星盘的水冰特征进行高角分辨率的太赫兹观测。
2019-02-18 astro-ph.IM
The usability of the optical parametric amplification of light for high-angular-resolution imaging and fast astrometry
高角分辨率成像对于现代天文学和天体物理学中的许多应用至关重要。基本衍射极限限制了地面和星载望远镜的分辨能力。基于光的光学参量放大（OPA）的量子望远镜的最新想法旨在通过一个数量级或更多的数量级绕过扩展源成像的这一限制。我们提出了一个更新的方案，基于OPA的设备和更准确的模型，这样的设备的信号放大。本文提出的半经典模型预言了这种系统中的噪声在光路中会由于光的干涉而形成所谓的光散斑，并在此基础上分析了OPA在提高扩展目标成像的角分辨率和远点源精确定位方面的效率。根据我们的新模型，与经典光学器件相比，OPA在分辨率成像方面提供了优势。对于一个给定的时间跨度，我们发现，OPA可以更有效地定位一个遥远的点源比经典的望远镜。
2018-03-09 astro-ph.IM
A new concept of y-ray telescope. LArGO: Liquid Argon Gamma-ray Observatory
LArGO（液态氩伽马射线天文台）是一个新设计的$γ$射线望远镜，它利用了使用液态氩时间投影室（LAr-TPC）作为跟踪转换器的想法。LAr-TPC中的粒子跟踪可以有效地从主光子顶点开始。事实上，虽然在目前的太空望远镜中，入射光子在钨箔中转换，这是一种被动材料，但在LAr-TPC中，这种转换发生在LAr本身，这是完全主动的。在这个过程中描述了一个合理的设计跟踪器转换器检测器，它满足转换效率，角分辨率，和宽视场的约束。它演示了如何这种设计可以提供一个前所未有的角分辨率的$γ$射线望远镜，导致显着提高灵敏度和最重要的披露的可能性，以检测偏振的$γ$射线发射。
2013-12-16 astro-ph.IM
HARPO: 1.7 - 74 MeV gamma-ray beam validation of a high angular resolutio n, high linear polarisation dilution, gas time projection chamber telescope and polarimeter
在SciNeGHE会议上介绍了HARPO项目过去的成就、目前的活动和未来的前景，以及时间投影室作为e+e对产生机制中的高性能伽马射线望远镜和线性偏振计的发展。
2017-02-27 astro-ph.IM physics.ins-det
The GAMMA-400 gamma-ray telescope characteristics. Angular resolution and electrons/protons separation
将由专门设计的伽马-400伽马射线望远镜对能量范围从100 MeV到几TeV的伽马射线通量和宇宙射线电子和正电子进行测量，涉及下列广泛的科学主题。寻找暗物质的特征，测量天球以研究伽马射线点源和扩展源，测量银河和河外弥漫伽马射线发射的能谱，研究太阳的伽马射线暴和伽马射线发射，以及高精度测量高能电子和正电子、质子和原子核的能谱，直到膝盖。为了用新的实验数据阐明这些科学问题，与以前和现在的实验相比，伽马射线望远镜具有独特的物理特性。对于超过100 GeV的伽马射线能量，GAMMA-400提供了~1%的能量分辨率和优于0.02度的角分辨率。本文介绍了重建入射γ光子方向的方法，并对宇宙射线中电子、正电子和质子的分辨能力进行了研究。
2014-12-11 astro-ph.IM
Capabilities of a fibered imager on an extremely large telescope
第一，用于单望远镜仪器的光纤成像仪是一种超高角分辨率光谱成像仪，能够提供超出望远镜衍射极限的校准图像和测量，这是传统AO成像无法达到的。FIRST通过将整个望远镜耦合到单模光纤阵列来实现灵敏度和精度。干涉条纹被光谱分散并成像在EMCCD上。一个18光纤第一设置目前安装在斯巴鲁冠状极端自适应光学仪器在斯巴鲁望远镜。它被用于双星系统的研究。在2020年底，它将升级为延迟线和有源LiNb03光子光束组合芯片，允许在MHz下进行纳米精度的相位调制。斯巴鲁望远镜的天空结果表明，由于ExAO系统稳定了可见光波前，FIRST可以获得长时间曝光，并在比以前可能的更暗的光源上工作。因此，在更大的望远镜上采用类似的方法将为以超高角分辨率进行银河系（恒星物理学、近伴星）和河外观测提供独特的科学机会。我们还讨论了调零和高对比度成像的潜在设计变化。
2020-10-21 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
Surface smoothness requirements for the mirrors of the IXO X-ray telescope
国际X射线天文台（IXO）是一项雄心勃勃的任务，旨在对早期宇宙进行X射线观测。这使得IXO在有效面积和角分辨率方面要求极高。特别地，低于10keV的HEW要求是5弧秒半能宽度（HEW）。在较高光子能量下，由于散射离开反射表面的X射线的相关性增加，预期HEW增加，并且角分辨率相应地降低。因此，要求高达40 keV的HEW优于30角秒，即使IXO目标是在该能量下也实现尽可能接近5角秒的角分辨率。为此，反射表面的粗糙度不得超过以表面粗糙度PSD（功率谱密度）表示的公差。在这项工作中，我们提供了这样的公差，通过模拟的HEW散射项IXO，假设一个特定的配置的光学模块和不同的假设上的PSD的镜子。
2015-09-09 astro-ph.IM
High-resolution x-ray telescopes
高能天体物理学是一个相对年轻的科学领域，是由空间望远镜实现的。在X射线天文学的半个世纪的历史中，聚焦X射线望远镜的灵敏度通过更精细的角分辨率和更大的有效面积已经提高了一亿倍。这一技术进步使得许多令人兴奋的发现和对高能宇宙越来越详细的研究成为可能，包括吸积（恒星质量和超大质量）黑洞，吸积和孤立的中子星，脉冲星风星云，超新星遗迹中的冲击等离子体，以及星系团中的热等离子体。作为宇宙中最大的结构，星系团构成了测量暗物质和暗能量引力效应的独特实验室。在这里，我们回顾了高分辨率X射线望远镜的历史，并强调了这些望远镜所带来的一些科学成果。接下来，我们描述了计划中的下一代X射线天文设施-国际X射线天文台（IXO）。最后，我们概述了下一代设施的概念-X代。这样一个任务的科学目标将需要非常大的面积（约10000平方米）的高度嵌套的轻型掠入射反射镜具有特殊的（约0.1角秒）角分辨率。用轻型反射镜实现这种角分辨率可能需要在轨调整对准和形状。
2010-10-23 astro-ph.IM
Optical module HEW simulations for the X-ray telescopes SIMBOL-X, EDGE and XEUS
定义X射线光学模块的角分辨率的最重要的参数之一是其作为光子能量的函数的半能宽度（HEW）。未来具有成像能力的X射线望远镜（SIMBOL-X、Constellation-X、NeXT、EDGE、XEUS等）应该以在软（< 10 keV）和硬（> 10 keV）X射线中非常好的角分辨率为特征。因此，在这些望远镜的光学发展的一个重要点是模拟的X射线镜系统的可实现的HEW。该参数取决于单个反射镜轮廓和嵌套精度，还取决于导致X射线散射（XRS）的反射镜表面微观粗糙度。特别是，由于其依赖于光子能量，XRS可以控制硬X射线的轮廓误差：因此，必须在每一种情况下准确评估其影响，以制定X射线反射镜的表面精加工要求。在这项工作中，我们提供了一些模拟的HEW的一些未来的软和硬X射线望远镜的XRS项。
2015-09-09 astro-ph.IM
On the Angular Resolution of Pair-Conversion $γ$-Ray Telescopes
本文系统分析了MeV能区电子对转换γ射线望远镜单光子角分辨率的主要贡献因素，并以Fermi LAT、ASTROGAM、AMEGO-X和GRAINE为例进行比较研究。
2023-05-31 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.data-an
Improving the Energy and Angular Resolutions of X-ray Telescopes with Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond
提出一种集成金属磁微热量计阵列与金刚石氮-空位中心的焦平面探测器，通过同步光学读出提升X射线望远镜分辨率，实现0.17角秒角分辨率与0.70 eV能量分辨率，且无需低温多路复用电子设备即可扩展。
2025-11-04 astro-ph.IM quant-ph
High angular resolution imaging with stellar intensity interferometry using air Cherenkov telescope arrays
利用由近100台望远镜组成的空气切伦科夫望远镜阵列进行的恒星强度光学干涉测量，将提供测量基本恒星参数的手段，并开辟独立于模型成像的可能性。除了灵敏度问题之外，强度干涉测量中的图像恢复的主要限制是在测量过程期间相干的复杂程度的相位的损失。然而，已经开发了几种模型无关的相位重建技术。在这里，我们实现了一个基于Cauchy-Riemann的算法，从模拟数据中恢复图像。对于明亮的恒星（m_v~6）和几个小时的曝光时间，我们发现，尺度特征如直径、扁率和整体形状的重建具有百分之几的不确定性。更复杂的图像也被很好地重建，具有与原始图像的高度相关性。通过使用前向算法，结果得到进一步改善。
2011-08-23 astro-ph.IM astro-ph.SR
Fusion between ground- and space-based mid-infrared observations
由于探测器技术的改进和望远镜直径的增大，中红外天文学（工作波长为2至25 $μ$ m）在过去几十年中取得了重大进展。空间观测站得益于没有大气吸收，从而能够达到进行三维超光谱观测所需的极高灵敏度，但望远镜的直径有限（$< 1$米），因此只能以低角分辨率（通常为几弧秒）进行观测。另一方面，地面设施受到强烈的大气吸收的影响，但使用大型望远镜（直径8米以上）通过中红外范围内选定的窗口进行亚角秒角分辨率成像。在本文中，我们提出了一种基于Lee和Seung的非负矩阵分解（NMF）的方法来合并来自空间和地面的中红外（mid-IR）望远镜的数据，以结合最佳的灵敏度，光谱覆盖率和角分辨率。我们证明了这种技术的效率时，应用到真正的中红外天文数据。我们建议，这种方法可以应用于任何组合的低和高空间分辨率积极的高光谱数据集，只要光谱的数据的多样性允许分解成组件使用NMF。
2011-06-14 astro-ph.IM
Multi-stage four-quadrant phase mask: achromatic coronagraph for space-based and ground-based telescopes
由于两个主要原因，只有不到3%的已知系外行星被直接成像。它们的角度非常接近它们的母星，母星比母星亮几个星等。因此，对系外行星的直接成像需要专用仪器，包括大型望远镜和精确的波前控制装置，以获得高角分辨率，以及用于衰减恒星光的日冕仪。日冕仪通常是彩色的，它们不能在宽光谱带宽上进行高对比度成像。这种色度对未来的仪器至关重要。扩大日冕光谱范围是未来天基和地基望远镜上系外行星成像仪器的一个挑战。我们提出了多级四象限相位掩模，它将多个单色四象限相位掩模日冕仪串联起来。已经证明了单色设备的性能，并且自VLT和JWST上的先前仪器开发以来，制造程序处于良好控制之下。因此，多阶段实施的简单性是有吸引力的。我们提出的仪器原理，我们描述了实验室性能的大光谱带宽和空间（离轴望远镜）和地面（E-ELT）望远镜的瞳孔形状。多级四象限相位掩模在很宽的光谱范围内（30%）减少了恒星通量，它是一个非常好的候选者，将与未来的地面和空间观测站的系外行星成像仪器的光谱仪。
2011-04-14 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
Adaptive Optics for Extremely Large Telescopes
自适应光学已成为目前正在建造或即将开始建造的最大地面望远镜的关键技术。自适应光学是一个必不可少的组成部分，基本上只有一个任务，那就是使望远镜以其最大角分辨率工作，而不因大气视宁度而造成光学退化。根据三十年来使用自适应光学的经验，所有的超大型望远镜及其仪器从一开始就设计用于衍射极限观测。本文介绍了极大望远镜、巨型麦哲伦望远镜和30米望远镜在设计中充分集成自适应光学的各种方法。文章最后简要介绍了高对比度成像对自适应光学的要求。
2019-01-22 astro-ph.IM
A Combined Compton and Coded-aperture Telescope for Medium-energy Gamma-ray Astrophysics
未来的中能伽马射线天体物理学任务将使许多科学进步成为可能，例如，对银河系中心过量正电子发射的可能解释，对Ia型超新星的核合成和爆炸机制的更好理解，以及对黑洞和中子星等致密物体中起作用的物理力的研究。此外，在这种能量状态下的进一步观测将大大扩展低质量暗物质的搜索参数空间。为了实现这些目标，需要具有良好能量分辨率、良好角分辨率和高灵敏度的仪器。在本文中，我们提出了一个康普顿望远镜的设计和模拟组成的100厘米碲锌镉（CdZnTe）探测器作为吸收器后面的硅跟踪器，加上一个被动的编码掩模。设计的目标是创建一个非常敏感的仪器，能够高角分辨率。模拟的望远镜显示出可实现的能量分辨率为1.68 $\%$ FWHM在511 keV和1.11 $\%$在1809 keV，轴上角分辨率在康普顿模式的2.63 $^{\circ}$ FWHM在511 keV和1.30 $^{\circ}$ FWHM在1809 keV，并能够解决源，至少0.2 $^{\circ}$在较低的能量与使用的编码掩模。在康普顿成像模式下对仪器进行的初步评估得出，在511 keV下，有效面积为183 cm $^{2}$，在2年的观测时间内，对于加宽的511 keV源，预期全天灵敏度为3.6 x 10 $^{-6}$光子cm $^{-2}$ s $^{-1}$。此外，已经证明了将编码掩模与康普顿成像仪相结合以改善正电子检测的点源定位。
2018-01-31 astro-ph.IM
Radio & Optical Interferometry: Basic Observing Techniques and Data Analysis
天文学家通常需要尽可能高的角分辨率，但衍射的模糊效应对任何一台望远镜的图像质量都有根本的限制。干涉测量法允许在广泛分离的望远镜处收集的光被组合，以便合成比单个望远镜大得多的孔径，从而以数量级提高角分辨率。射电和毫米波天文学家依靠干涉测量法来获得与传统可见光和红外望远镜相当的图像质量。可见光和红外波长的干涉仪的角分辨率可达毫角秒以下，从而在成像恒星表面和星周环境方面开辟了独特的研究领域。本章回顾了干涉测量的基本原理，重点介绍了射电和光学观测的共同特点。虽然许多技术对于所有波长的干涉仪都是通用的，但确定了关键的差异，这将有助于新从业者避免不必要的混乱和常见的陷阱。根据科学波长、角分辨率和所需视场，描述了编写观测建议和规划观测所必需的概念。大气层和电离层湍流会大大降低干涉条纹的稳定性，从而降低最长基线观测的质量。这种不稳定性是一个持续的挑战，相位参考和相位闭合的基本技术已经开发出来，以处理它们。大型观测数据集的合成成像已成为射电天文台的常规和简单的过程，但对于光学设施仍然具有挑战性。在这种情况下，常用的图像重建算法CLEAN和MEM。最后，作为附录，对现有设施作了简要概述。
2012-01-13 astro-ph.IM
Angular control noise in Advanced Virgo and implications for the Einstein Telescope
本文建立与实验吻合的Advanced Virgo角控制系统模型，复现角度—长度耦合，并表明其满功率运行也不受对准控制噪声限制，为评估ET低频灵敏度提供依据。
2024-03-04 astro-ph.IM physics.optics
Atmospheric Cherenkov Gamma-ray Telescopes
立体成像大气切伦科夫技术是在1980年代和1990年代开发的，现在被世界各地一些现有的和计划中的伽马射线观测站所使用。它提供了非常高能量的伽马射线天空（30 GeV以上）的最灵敏的视图，加上相对良好的角度和光谱分辨率在一个广泛的视野。本章总结了该技术的细节，包括望远镜光学系统和相机的描述，以及最常见的数据分析和伽马射线重建方法。
2015-10-19 astro-ph.IM
High Contrast Imaging in the Visible: First Experimental Results at the Large Binocular Telescope
2014年2月，SHARK-VIS（System for High Contrast And Coronography from R to K at VISual bands）Forerunner，一个在可见光波段工作的高对比度实验成像仪，安装在LBT（Large Binocular Telescope）。在这里，我们报告的第一个结果，最近获得的天空测试。这些结果显示了LBT ExAO（极端自适应光学）系统在可见光波长下在空间分辨率和对比度方面的极好性能。与Amara等人（2012）所做的类似，我们使用SHARK-VIS Forerunner数据定量评估造影剂增强。这是通过在采集的数据中注入几个不同的合成微弱物体并应用ADI（角差分成像）技术来完成的。在630 nm处，当与恒星的角距大于100 mas时，可以得到$5 \times 10^{-5}$量级的对比度。这些结果进行了讨论，在未来的发展SHARK-VIS和相比，由其他高对比度成像仪在类似的波长下工作。
2016-09-16 astro-ph.IM
A Simple Miniaturized Stellar Interferometer: Measuring the Angular Diameter of Venus with a Masked Telescope
Sonoma State University（索诺玛州立大学）
本文提出一种简易小型化恒星干涉仪，利用带双孔掩膜的望远镜测量金星角直径，类比1921年迈克尔逊-皮斯实验，提供直观教学演示。
2026-09-24 astro-ph.IM physics.ed-ph
The Extremely Large Telescope Interferometer
Instituto de Astrofísica de Andalucía CSIC（安达卢西亚天体物理研究所）；Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利天体物理研究所）；Grantecan（格兰特坎）；Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES)（阿耶波多观测科学研究所）；Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文研究所）
ELTI利用分段子孔径光束组合、高分辨率SPAD阵列和高色散光谱学，为2040年代提供超高分辨率光学天文观测能力。
2026-03-05 astro-ph.IM
A Novel Optical Design for Wide-Field Imaging in X-ray Astronomy
本文提出一种无彗差且能在任意视场角最大化角分辨率的新型X射线光学设计，其面积加权平均角分辨率在各种视场尺寸下均优于现有设计，并据此设计了全盘成像太阳X射线望远镜。
2025-04-04 astro-ph.IM
Toward Eurasian SubMillimeter Telescopes: the concept of multicolor subTHz MKID-array demo camera MUSICAM and its instrumental testing
亚毫米波天文学的新挑战要求仪器具有高灵敏度和角分辨率、宽视场和多波段光谱范围。新的大型单毫米/亚毫米望远镜的需求量很大，以及它们在全球事件视界望远镜（EHT）VLBI网络的纳入。与此同时，亚洲根本没有大型毫米/亚毫米望远镜，而适当的地点存在，它们早就应该出现在亚洲或欧亚大陆。动态电感探测器（KID）是理想的大格式阵列的实施，这将是必要的未来望远镜的发展。给出了1000 MHz KID阵列MUSICAM演示相机的概念和仪器测试。它使我们能够为创建欧亚亚毫米波望远镜（ESMT）执行一些必要的步骤，并提出了概念和科学任务。
2020-08-27 astro-ph.IM
The Atacama Cosmology Telescope: The polarization-sensitive ACTPol instrument
阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）的设计目的是对毫米波宇宙微波背景（CMB）中的各向异性进行高角分辨率测量。我们描述了ACTPol，一个升级的接收器ACT，它使用喇叭耦合，偏振敏感探测器阵列，3度的视野，100 mK低温连续冷却，和Meta材料抗反射涂层。ACTPol包括三个具有独立低温光学器件的阵列：两个中心频率为148 GHz的阵列和一个同时在97 GHz和148 GHz下工作的阵列。组合的仪器灵敏度，角分辨率和天空覆盖范围进行了优化，用于测量角功率谱，集群通过热Sunyaev-Zel'dovich和动力学Sunyaev-Zel'dovich信号，和CMB透镜由于大尺度结构。该接收机于2013年投入使用其第一个148 GHz阵列，2014年使用两个148 GHz阵列进行观察，最近完成了其第一个完整的三个阵列的运营季。本文概述了接收机和相关系统的设计和初始性能。
2016-05-21 astro-ph.IM
Optical design of diffraction-limited X-ray telescopes
具有微角秒（$μ$ as）角分辨率的天文成像能够促成突破性的科学发现。先前提出的作为X射线成像器设计的$μ$是具有有限有效收集面积的干涉仪。在这里，我们描述的X射线望远镜实现衍射限制的性能在一个宽的能量带大的有效面积，采用嵌套的外壳结构与掠入射镜，同时匹配的所有外壳之间的光程长度。我们提出了两个紧凑的嵌套壳沃尔特2型掠入射望远镜设计的衍射限制X射线成像：角分辨率为14 $μ$，在5 keV光子能量下有效面积为2.9 m $^2$的微弧秒望远镜设计（$λ$ =0.25 nm），和较小的毫角秒望远镜设计，分辨率为525 $μ$，在1 keV（$λ$ =1.24 nm）下的有效面积为645 cm $^2$。我们描述了如何在一个紧凑的反射镜组件中匹配所有外壳之间的光路长度，并研究色差和离轴像差。色差的结果，从全反射镜表面的外部，我们大大减轻其影响，稍微调整每个镜壳的路径长度。反射镜表面高度误差和衍射限制性能的对准要求是具有挑战性的，但可以说在未来几十年是可行的。由于衍射极限X射线望远镜的焦比非常大（$f/D$ ~10 $^5$），唯一重要的离轴像差是场曲，因此使用平面探测器实现1弧秒视场是可行的。探测器必须与反射镜组件一起编队飞行，但相对定位公差在数十至数百公里的距离上为1米的量级。虽然实现衍射极限X射线成像存在许多挑战，但我们没有发现任何根本障碍。
2020-04-24 astro-ph.IM
Performance of the MeV gamma-ray telescopes and polarimeters of the future. $γ\to e^+ e^-$ in silicon-detector active targets
正在开发一些技术，以解决康普顿望远镜和望远镜对之间存在的巨大灵敏度差距，并将偏振测量扩展到MeV伽马射线世界。我的特点的一个活跃的目标的属性，详细说明了各种贡献的角分辨率，使用一个完整的五维事件发生器的贝特-海特勒微分截面。用同样的工具，我还检查了在转换晶片中的多重散射引起的偏振不对称性的稀释。
2019-06-25 astro-ph.IM
Characterization of an MPPC-Based Scintillator Telescope and Measurement of Cosmic Muon Angular Distribution
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本研究基于MPPC与闪烁体耦合设计高灵敏度光学探测系统，通过三重重合望远镜测量宇宙μ子角分布，验证了MPPC在高能物理中的应用效果。
2026-02-21 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Photon orbital angular momentum and torque metrics for single telescopes and interferometers
上下文光子轨道角动量（POAM）通常在量子力学背景下调用。然而，它也可以适用于经典体系，其中包括观测天文学。目标。我解释了为什么POAM数量是描述天文系统端到端行为的优秀指标。为了证明他们的效用，我计算POAM的概率和扭矩从全息测量EVLA天线表面。方法.与以前定义的概念和演算，我提出了通用表达式POAM光谱，总POAM，扭矩谱，总扭矩在图像平面。我扩展这些功能的形式来描述特定的POAM行为的单个望远镜和干涉仪。结果空间不相关的天文源的POAM概率在量子数上是对称的。这样的物体在天球上具有零固有总POAM，这意味着在像平面中的总POAM与由传播介质和仪器内的像差引起的总扭矩相同。总转矩可分为与源无关的分量和非源分量，非源分量又可写成三种形式。对于干涉仪，合成孔径的离散采样会产生复杂性，但它们是可以克服的。POAM还表现在阵列中每个望远镜的切趾中。观察点源的EVLA天线的全息图表明，在n = 0状态中的~ 10%的光子被扭转到n！0个州。结论. POAM量代表了表征仪器的优秀指标，因为它们用于同时描述振幅和相位像差。相比之下，泽尼克多项式只是微分方程的解，其恰好对应于特定类型的像差，并且通常用于仅拟合相位。
2012-03-09 astro-ph.IM physics.optics
A stacked prism lens concept for next generation hard X-ray telescopes
有效收集面积、角分辨率、视场和能量响应是X射线望远镜的基本属性。最先进的望远镜的性能目前受到沃尔特光学的限制，特别是对于硬X射线。在本文中，我们报告了一种新的方法-堆叠棱镜透镜，这是轻量级的，模块化的，并有可能在有效面积的显着改善，同时保持高角分辨率的发展。拟议的光学是建立堆叠光盘嵌入棱镜环，创建与光致抗蚀剂聚焦紫外光刻。我们证明了SPL的方法，使用原型透镜的制造和表征在同步辐射设施。概述了可能的星载X射线望远镜的设计，并将其性能与当代飞行任务进行了比较。
2020-02-06 astro-ph.IM physics.ins-det
High-angular-precision gamma-ray astronomy and polarimetry
我们正在开发一个“薄”探测器的概念，作为一个高角度精度的望远镜和偏振计的宇宙伽马射线以上的对创建阈值。
2012-03-27 astro-ph.IM physics.ins-det
Short story of stratospheric and ground-based observations of solar photosphere with high angular resolution in the 70s of the XX century at the Pulkovo Observatory
上世纪70年代，普尔科沃天文台发射了平流层太阳天文台“土星”，配备100厘米望远镜。45年多来，在它上面获得的照片和光谱在角分辨率方面保持着破纪录的水平。然后，为了在帕米尔高原4.5公里高空对太阳精细结构进行地面观测，安装了一台50厘米的开放式普尔科沃移动望远镜。用土星望远镜获得的可见光范围的照片和光谱是在太阳物理学方面发展高空间分辨率技术的一个重要步骤。然而，迄今为止，这些研究的细节仍然不为全球科学界所知。本文试图部分填补这一空白。
2020-07-01 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.hist-ph
A wide field X-ray telescope for astronomical survey purposes: from theory to practice
X射线反射镜通常采用Wolter I（抛物面-双曲面）结构。这种设计在轴上没有球面像差，但会受到场曲、彗差和像散的影响，因此角分辨率随着离轴角的增加而迅速下降。存在不同的反射镜设计，其中主反射镜和次反射镜轮廓被扩展为幂级数，以便在轴上性能的扩展下增加在大的离轴位置处的角分辨率。在这里，我们提出的设计和全局权衡研究的X射线镜系统的多项式光学的宽视场X射线望远镜（WFXT）的任务。WFXT的目标是在具有前所未有的通量灵敏度的软X射线波段进行扩展的宇宙学调查。为了实现这些目标，任务所需的角分辨率是非常苛刻的，在1度视场内的平均分辨率约为5角秒。此外，在1 keV时需要5-9000 cm ^2的有效面积。
2010-02-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Direct measurement of stellar angular diameters by the VERITAS Cherenkov Telescopes
恒星的角大小是决定其基本性质的关键因素。直接测量恒星角直径是困难的：在星际距离上，恒星通常太小，无法通过任何单独的成像望远镜来分辨。这一基本限制可以通过研究小行星遮蔽恒星时投射的阴影中的衍射图案来克服，但只有当光度不确定性小于大气闪烁增加的噪声时。用于粒子天体物理学观测的大气切伦科夫望远镜由于镜面的光学质量一般不被用于光学天文学。然而，它们的大镜面面积使它们非常适合这种高时间分辨率的精密测光测量。在这里，我们报告了两个掩星所观察到的VERITAS切伦科夫望远镜与毫秒采样，从中我们能够提供一个直接测量的掩星的角直径在$\leq0.1$毫角秒尺度。这是以前光学测量从未达到过的分辨率，比等效的月球掩星方法提高了一个数量级。我们将由此产生的恒星半径与根据温度和亮度测量得出的经验估计值进行比较，确认后者可能会偏向于恒星分类模糊的恒星。
2019-04-12 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
European Extremely Large Telescope Site Characterization II: High angular resolution parameters
这是一系列致力于欧洲极大望远镜（E-ELT）网站特性的第二篇文章。在这篇文章中，我们提出了高角分辨率观测的E-ELT在设计研究（DS）阶段的现场测试活动中收集的数据所涉及的参数的主要属性。2008年和2009年，在选定的四个地点进行了观测，以庇护未来的E-ELT（根据ELT-DS合同进行表征）：摩洛哥的Aklim山，西班牙的Observatorio del Roque de los Muchachos（ORM），阿根廷的Macón山脉和智利的Cerro Ventarrones。在每个地点采用了同样的技术、仪器和采集程序。在每个站点安装了多孔径闪烁传感器（MASS）和差分图像运动监视器（DIMM）。对每个站点的综合视宁度、自由大气视宁度、边界层视宁度和等晕角进行了全球统计研究，并给出了结果。为了估计其他重要参数，如波前的相干时间和总体参数“相干扩展”，需要风速垂直分布的额外信息。数据来自美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的档案。地面风速由自动气象站（AWS）测量。对湍流参数的季节变化、夜间演变和时间稳定性进行了分析。
2012-07-17 astro-ph.IM physics.ao-ph
Stellar Multiplicity via Speckle Interferometry with the 3.6 m Devasthal Optical Telescope
本文通过散斑干涉测量利用3.6米德瓦斯塔光学望远镜，展示了高分辨率观测双星系统和精确测量轨道参数的方法。
2025-12-08 astro-ph.IM astro-ph.SR
Enhancing the Angular Resolution of Large Array of imaging atmospheric Cherenkov Telescope (LACT) at Ultra-High Energies
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Institute of High Energy Physics（高能物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Tianfu Cosmic Ray Research Center（天府宇宙线研究中心）
针对LACT阵列在超高能观测中因图像泄漏导致的立体方向重建偏差，提出基于2D高斯拟合和LightGBM分位数回归加权的方法，将100 TeV中心区域的角分辨率提升至优于0.06°，并探索了基于神经比率估计的像素似然重建技术，可实现全场15%-40%的改进。
2026-09-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Indirect Detection of Decaying Dark Matter with High Angular Resolution: Case for axion search by IRCS at Subaru Telescope
提出利用微分$D$因子分析矮椭球星系暗物质衰变信号，发现8.2m Subaru望远镜的IRCS可探测eV级类轴子粒子，数晚观测即可超越恒星冷却界限。
2023-05-22 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Measuring Type Ia Supernova Angular-Diameter Distances with Intensity Interferometry
本文提出利用基于Hanbury Brown-Twiss效应的强度干涉法测量Ia型超新星角尺寸和距离，通过优化观测策略和多望远镜层析成像降低不确定性，并结合超新星哈勃图测量哈勃常数H0。
2025-04-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
Demonstration of stellar intensity interferometry with the four VERITAS telescopes
光学波段的高角分辨率观测为恒星天体物理学提供了有价值的见解，可以直接测量恒星的基本参数，探测恒星大气、星周盘、快速旋转恒星的伸长和造父变星的脉动。大多数恒星的角尺寸在1毫角秒或更小的量级，要在空间上分辨这种尺度的恒星盘和特征，需要使用基线在数百米量级的望远镜阵列的光学干涉仪。我们报告成功实施的恒星强度干涉测量系统的四个VERITAS成像大气切伦科夫望远镜。利用该系统测量了大犬座$β$和猎户座$ε$两颗亚质量恒星的角直径，测量精度优于5%。该系统利用离线的方法，在每个望远镜记录的星光强度波动相关后观察。该技术可以很容易地扩展到数十到数百个望远镜，提供了一种能力，已被证明在技术上具有挑战性的当代光学振幅干涉观测站。这项工作证明了用成像大气切伦科夫望远镜阵列作为强度干涉仪进行天体物理测量的可行性，以及在未来的天文台（如切伦科夫望远镜阵列）中集成强度干涉测量系统的前景。
2020-07-20 astro-ph.IM astro-ph.SR
Simple Fourier optics formalism for high angular resolution systems and nulling interferometry
本文综述了用于高角分辨率成像或调零干涉法探测系外行星的先进多孔径光学系统的各种设计。提出了一种简单的傅立叶光学形式主义，适用于成像阵列和调零干涉仪，允许推导出它们的基本理论关系，作为卷积或互相关产品，适合于快速和准确的计算。几个不寻常的设计，如超分辨望远镜利用镶嵌观测程序或自由飞行，轴向重组干涉仪进行检查，并评估其性能的成像和调零能力。在所有考虑的情况下，它被发现的限制参数是个别望远镜的直径。整个研究仅在一阶几何光学和标量衍射理论的框架内有效。此外，假设所有的入射子孔径与它们相关联的出射光瞳光学共轭，这一特殊性导致与衍射光栅的仪器行为相当的仪器行为。
2009-08-27 astro-ph.IM physics.optics
High Contrast, High Angular Resolution Optical Speckle Imaging: Uncovering Hidden Stellar Companions
本研究探讨利用大口径地面望远镜和光学散斑成像技术探测极暗近距恒星伴星，并应用多帧盲反卷积（MFBD）技术重建图像，显著提高了流量比测量精度和天体测量精度，从而在深对比度下实现对恒星伴星的高分辨率成像。
2024-04-23 astro-ph.IM astro-ph.SR
