A Precise Photometric Ratio via Laser Excitation of the Sodium Layer II: Two-photon Excitation Using Lasers Detuned from 589.16 nm and 819.71 nm Resonances
这篇文章是两篇文章中的第二篇,主题是从中间层中性钠原子的去激发光产生双色人造星(我们称之为“激光光度比星”,或LPRS),用于天文学和大气物理学的精密望远镜测量,更具体地说,用于使用Ia型超新星校准暗能量的测量。本文和前一篇文章中分别描述的两种技术都将产生一个LPRS,其中黄色(589/590 nm)光子与中间层产生的近红外(819/820 nm)光子的比例精确为1:1。这两种技术将提供新的机制,建立一个前所未有的精度的分光光度校准比,从上面的大部分地球的大气层,为即将到来的天文学和大气物理望远镜观测。本文中描述的技术具有使用较低功率(<30 W平均功率)激光器产生比本文中第一篇文章中描述的使用单个500 W平均功率激光器的技术更亮(具体地,亮约1000倍)的LPRS的优点。然而,这里描述的技术将需要偏振滤波器安装到望远镜相机,以充分消除激光大气瑞利后向散射望远镜图像,而在第一篇文章中描述的技术将只需要更典型的波长滤波器,以充分消除激光瑞利后向散射。
2021-10-25 astro-ph.CO astro-ph.IM
Measuring line-of-sight sodium density structure using laser guide stars
采用钠激光导引星的自适应光学系统,通过沿视线方向连续监测中间层钠的垂直密度结构,可以提高系统的性能。我们证明了钠密度分布可以恢复连续波(CW)激光的振幅调制。在大天顶望远镜(LZT)进行的一项实验中,ESO的Wendelstein拉曼光纤激光器用伪随机二进制序列进行幅度调制,并通过调制模式与观察到的激光引导星返回信号的互相关获得轮廓。为了进行比较,同时使用LZT的激光雷达系统获得了高分辨率的剖面。通过这两种技术获得的配置文件显示噪声污染,但被发现同意的测量误差内。作为进一步的核对,还将几个激光雷达剖面图与使用远程望远镜从侧面对激光羽流成像同时进行观测所获得的剖面图进行了比较。调制连续波激光雷达技术可以通过将一小部分返回的激光转移到光子计数探测器来实现。理论分析和数值模拟表明,对于50%的调制强度,钠质心高度可以检索每5秒从一个单一的激光引导星,与精度,这将导致相应的波前误差为50 nm的ELT和小于30 nm的TMT和GMT。如果采用多个激光引导星,则所需的调制幅度将较小。
2020-01-19 astro-ph.IM
Towards optimization of pulsed sodium laser guide stars
本文通过布洛赫方程模拟研究脉冲钠激光导星的荧光时间特性,优化Shane望远镜升级AO系统所用光纤激光导星的脉冲格式,并验证其光子回波效率可接近或超过连续波激发。
2015-10-16 astro-ph.IM
Characterization of the sodium layer at Cerro Pachon, and impact on laser guide star performance
详细了解钠层的介电特性对激光导引星辅助自适应光学系统的性能评估和优化是至关重要的。在本文中,我们提出了一个分析的两组数据的中间层钠层。第一组来自2001年在Cerro Tololo进行的一次激光实验,该实验在为期一年的六次运行中监测中间层钠的丰度和高度。这些数据被用来推导中间层钠柱密度,钠层厚度和钠层平均高度的时间行为。第二组数据是在Gemini MCAO系统(GeMS)调试和运行的第一年收集的。GeMS使用五个LGS来测量和补偿大气失真。对LGS波前传感器数据的分析提供了关于钠光子返回和WFS所看到的光斑伸长的信息。所有这些参数在每年、每晚和每小时的基础上都有很大的变化,影响着LGS的亮度、形状和平均高度。钠光子的返回在一年内变化三到四倍,并且可以在一夜之间变化两倍。此外,2001年获得的光子返回与十年后使用GeMS测量的光子返回的比较显示了激光格式效率的显着差异。我们发现,钠平均高度的时间功率谱遵循线性趋势,与Pfrommer & Hickson(2010)报道的结果一致。
2013-01-16 astro-ph.IM physics.ao-ph
Impact of Sodium Layer variations on the performance of the E-ELT MCAO module
基于钠激光引导星的多共轭自适应光学系统可以利用自然引导星来解决人工信标的固有限制(倾斜不确定性和非等晕性),并减轻钠层结构和可变性的影响。钠层也可能具有横向结构,导致激光引导星之间的差异效应。从分析的输入扰动有关的钠层的变化,直接测得的钠层剖面建模,我们分析,通过一个简化的端到端的模拟代码,低/中阶引起的欧洲极大望远镜多共轭自适应光学模块MAORY的全球性能的影响。
2015-01-09 astro-ph.IM
Photon return on-sky test for by-product Rayleigh plume of sodium laser guide star
钠激光导星(sLGS)自适应光学(AO)系统已成为大型地基光学/红外望远镜的重要组成部分。如果激光发射上行路径上的湍流使自适应激光制导系统的空中光斑轮廓退化,将严重影响自适应光学系统的性能,解决这一问题的一种有效方法是在激光发射到空中之前对激光进行实时预校正,以对抗这种湍流效应,尤其是在湍流较强的低空。在发射sLGS时,由大分子和气溶胶在低空产生的副产品瑞利后向散射是用于低空湍流实时检测的理想候选者。因此,重要的是评估钠激光导星的副产品是否可以实现波前传感的合适性能。在本文中,我们试图回答的问题,可实现的光子返回这样的瑞利后向散射羽。最后将现场试验结果与MSISE-90理论模型进行了比较。我们发现最大差异小于20%,这暗示了使用散焦的Rayleigh羽流作为不同湍流强度的波前传感信号的适用性。结果还表明,在强(油炸参数(r 0)为5 cm)或中等(r 0为10 cm)湍流时,距离选通的最佳中心为9 km,当子孔径为3 cm、5 cm、7 cm和10 cm时,对应的距离选通深度分别为3 km、1.1 km、0.56 km和0.28 km。最大脉冲重复频率为1500 Hz。
2021-09-18 astro-ph.IM
Laser remote magnetometry using mesospheric sodium
我们已经展示了一个基于地球中间层钠原子的远程磁力计,距离我们的仪器106公里。一个1.33瓦的激光照射原子,磁场是从一个直径为1.55米的望远镜收集的反向散射光推断出来的。测量灵敏度为162 nT/ $\sqrt{Hz}$。从我们的测量中推断出的磁场值与基于地球已知磁场形状的估计值一致,误差在百分之一以内。预计光学系统的改进可能导致20 nT/ $\sqrt{Hz}$的灵敏度,而使用先进的激光器或大型望远镜可能接近1-nT/ $\sqrt{Hz}$的灵敏度。所有实验和理论灵敏度值均基于激光束轴和磁场矢量之间的60 ° $^\circ$角;在最佳90 ° $^\circ$角下,灵敏度将提高约两倍。
2017-02-15 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.atom-ph
Optical design of the laser launch telescope via physical optics theorem for Laser Guide Star Facility
激光导星装置(LGSF)是大型地基望远镜自适应光学系统的重要组成部分,其目标是在钠层产生多颗激光导星。LGSF系统采用激光发射望远镜将高斯光束以较小的光束尺寸投射到钠层上来实现这一要求。由于激光远距离传输的衍射和干涉效应,传统的基于几何光学机理的光学设计无法实现预期的激光传输。本文提出了一种基于物理光学原理的激光发射望远镜光学系统设计方法,以在大气钠层产生可接受的光斑。此外,基于物理光学传播的公差分析方法也被证明是必要的,以优化系统的仪器性能。数值计算结果表明,考虑物理光学传输的光学设计在许多场合,特别是激光传输系统中是非常有价值的,甚至是必要的。
2021-02-18 astro-ph.IM physics.optics
Radial thresholding to mitigate Laser-Guide-Star aberrations on Centre-of-Gravity-based Shack-Hartmann wavefront sensors
钠激光引导星(LGS)是细长的源,由于钠层的厚度和有限的距离。钠层高度和原子密度分布的波动会引起细长光斑质心测量的误差,并在闭环自适应光学(AO)系统中产生虚假光学像差。根据维多利亚大学LGS台架演示器获得的分析模型和实验结果,这些像差(称为LGS像差)的主要来源之一不是重心(CoG)算法本身,而是在计算光斑质心之前应用于图像像素的阈值处理。这里提出了一种新的阈值方法,称为“径向阈值”,可以在不改变质心测量精度的情况下消除大部分LGS像差。
2009-06-17 astro-ph.IM
On the Feasibility of Using a Laser Guide Star Adaptive Optics System in the Daytime
我们研究使用超窄带干涉滤光片,使白天使用钠激光导星自适应光学系统。滤波器的性能进行了探讨,使用理论和供应商提供的过滤器传输配置文件,模拟日光天空背景,宽带测量白天天空亮度的莫纳克亚,并假设光子返回从钠激光引导星和读取噪声的波前传感器探测器。关键参数是滤波器的带通、带外抑制和激光引导星光波长处的峰值吞吐量。重要的是,这些参数之间的系统性贸易导致潜在的简单的解决方案,使白天的观测。最后,我们模拟了中红外自适应光学(MIRAO)系统计划为三十米望远镜与端到端的模拟,折叠在白天的天空计数。我们发现,MIRAO与五个钠激光导星,商业现成的过滤器,以抑制天空背景的激光导星波前传感器,和近红外自然导星($K \le 13$)的倾斜/倾斜/聚焦波前传感器可以达到白天Strehl比值相比,在夜间。
2018-09-14 astro-ph.IM
Laser Tomography Adaptive Optics (LTAO): A performance study
我们提出了一个解析推导的轴上性能的自适应光学系统使用给定数量的任意高度的引导星,分布在任意角度的位置在天空中。给出了连续和离散湍流大气廓线情况下的残差表达式。假设Shack-Hartmann波前传感与圆孔,我们证明了正式描述的误差的三个贝塞尔函数的产品的积分。我们比较了使用天然、钠或瑞利激光导星时自适应光学校正的性能。对于小直径类望远镜(~ 5米),我们表明,几个瑞利信标可以提供类似的性能,一个单一的钠激光器,仪器的整体成本较低。对于更大的孔径,使用瑞利星可能不是这样一个合适的选择,因为太严重的锥效应,大大降低了校正的质量。
2013-10-28 astro-ph.IM
Laser guide star return-flux gain from frequency chirping
光谱烧孔降低钠激光导星效率。由于光子反冲,最初与单频激光共振的原子得到多普勒频移,从而减少了返回通量。频率啁啾(也称为频率扫描)连续波激光器有可能减轻光谱烧孔的影响,甚至将激光导星效率提高到单频激光器的理论极限之外。在天空中测量的频率啁啾,单频激光导星进行的罗克德洛斯Muchachos天文台在拉帕尔马。在实验中,采用35厘米望远镜和快速光子计数接收器系统来解析激光频率扫描期间的返回通量响应,以深入了解钠层的粒子数动态。在发射激光功率为16.5W时,与固定频率激光相比,获得了22%的最大增益。我们的研究结果表明,在中间层的功率密度,即激光功率和看到啁啾增益的强烈依赖。如理论所预测的,在150 MHz量级的啁啾幅度和0.8 MHz的啁啾速率$μ$/$^{-1}$处记录最大增益。啁啾期间的时间分辨测量证实了我们对钠层中的种群动力学的理解。据我们所知,这是第一次测量返回通量增强的激光引导星激发的单频啁啾连续波激光。对于更高的激光功率,啁啾的有效性预计会增加,这对于配备有高功率激光导星自适应光学系统的望远镜以及对于使用激光导星的新兴空间意识应用(例如卫星成像和地对空光学通信)可能非常有益。
2021-12-15 astro-ph.IM physics.optics
Microwave transitions in atomic sodium: Radiometry and polarimetry using the sodium layer
基于变分技术和含自旋-轨道耦合的参数化势,本文计算了钠原子高达$n=60$的Rydberg微波跃迁与极化率,重点提供90-150 GHz波段的跃迁系数,以支撑大气钠层辐射与偏振测量及原初引力波信号探测。
2024-01-24 astro-ph.IM physics.atom-ph quant-ph
Laser Guide Stars for Extremely Large Telescopes: Efficient Shack-Hartmann Wavefront Sensor Design using Weighted center-of-gravity algorithm
在过去几年中,人们越来越多地考虑研究激光引导星(LGS),以测量从地面进行光学和近红外天文观测时由大气引入的扰动。产生LGS的一种可能方法是在大约90公里高度的高层大气中激发钠层。由于钠层大约有10公里厚,所以人造参考源看起来很长,特别是从大孔径的边缘观察时。光斑伸长严重限制了最常见的波前传感器的性能。例如,Shack-Hartmann波前传感器中的质心精度与伸长成比例地降低(在光子噪声主导的状态中)。为了补偿这种效应,一个简单的解决方案是增加激光功率,即增加每个子孔径检测到的光子的数量。在本文中提出的工作范围是双重的:分析的加权重心算法的性能与细长的斑点和所需的光子数的测定,以达到一定的平均波前误差超过望远镜孔径。
2009-03-24 astro-ph.IM
From atomic physics, to upper-atmospheric chemistry, to cosmology: A "laser photometric ratio star" to calibrate telescopes at major observatories
由于暗能量,我们的宇宙正在加速膨胀。但自上世纪末发现以来,暗能量的本质一直是个谜。在Research Highlights https://doi.org/10.1002/ntls.20220003中,Justin Albert,Dmitry Budker和Hossein Sadeghpour概述了激光光度比星(一种由激光激发地球上层大气钠层产生的新型光源,它将在589 nm和820 nm波长下同样明亮地辐射)如何帮助我们精确校准望远镜,以了解暗能量的性质。
2022-03-14 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.atom-ph
Prototype of a laser guide star wavefront sensor for the Extremely Large Telescope
新型的大型望远镜,作为未来的ELT,被设计成与激光引导星(LGS)一起工作,激光引导星被调谐到大气钠原子的共振。由于主要与LGS的有限距离、发射角、尖端倾斜不确定性和聚焦非等晕性有关的许多原因,这种波前感测技术对于应用于大型望远镜提出了复杂的问题。在MAORY的相位研究开始时,LGS波前传感器(WFS)的实验室原型的实施,ELT第一光的多共轭自适应光学RelaY,对于研究LGS WFS问题的具体缓解策略是必不可少的。本文给出了LGS WFS样机在不同工况下的试验结果。在Shack-Hartmann(SH)WFS上生成的LGS图像的准确度已与MAORY模拟代码进行了交叉检查。实验研究了噪声对质心定位精度的影响、LGS图像截断对波前传感精度的影响以及钠浓度分布和LGS图像欠采样的时间演化规律。
2018-04-19 astro-ph.IM
Suppresion of Self-Phase Modulation in a Laser Transfer System using Optical Fiber on the Subaru Telescope
我们正在为夏威夷莫纳克亚山的斯巴鲁望远镜开发激光导星自适应光学(LGS/AO 188)系统。该系统采用全固态锁模和频产生(SFG)激光器(1.7-GHz带宽,0.7-ns脉冲宽度)作为光源和用于光束传输的单模光纤的组合。然而,光纤引入非线性效应,特别是自相位调制(SPM)。我们研究了光子晶体光纤(PCF)中的SPM。SPM使激光束的光谱变宽,降低了亮激光导星的产生效率。我们使用频谱分析仪测量了频谱宽度。我们发现在半高宽(FWHM)的频谱宽度为8.4 GHz。我们的激光光谱的原始FWHM是1.4 GHz。这相当于损失了70%的激光能量。我们还测量了钠电池的亮度,并评估了其性能作为激光波长的函数。细胞的亮度显示出一种特殊的趋势;具体地说,即使波长变化超过5 pm,它也不会熄灭。为了减少SPM的影响,我们开发了一种光学系统,将一个激光脉冲分成四个低功率脉冲。通过新光学系统后的激光峰值功率降低到原来的四分之一,减少了SPM对钠电池的影响。新系统产生的实际激光引导星比原始系统产生的激光引导星亮0.41等。我们通过分割激光脉冲以降低其峰值强度来实现更明亮的激光引导星的产生。这是光纤激光中继的一种有效方法。
2012-02-27 astro-ph.IM
Metasurface-based Toroidal Lenslet Array Design for Addressing Laser Guide Star Elongation
针对巨型麦哲伦望远镜激光导星拉长问题,提出基于纳米工程超光学元件的超透镜阵列设计,实现空间变化的变形图像比例压缩,在8mm焦距下提供约100%图像缩减,有效改善波前传感信息采样。
2024-04-29 astro-ph.IM physics.optics
Towards Laser-Guide-Stars for Multi-Aperture Interferometry: an application to the Hypertelescope
光学干涉测量法已经成功地在明亮的恒星上实现了毫角秒的分辨率。成像性能可以通过增加基线的数量来大大提高,这促使人们提出了建造大型(~ 100米)光学干涉仪的建议,其中包括数十至数百个望远镜。自适应校正大气湍流以获得天体物理源的直接相位图像也是期望的。当一个自然的引导星是不可用的,我们调查的可行性,使用修改后的激光引导星技术,是适合于大稀释孔径。该方法包括使用子孔径在钠层中创建人造恒星阵列,并使用相同的子孔径收集后向散射光。我们提出了一些数值和实验室模拟,量化的要求和灵敏度的技术。
2014-01-31 astro-ph.IM
Laser-guide-stars used for cophasing broad capture ranges
分段主镜对于控制空间分辨率的稳定增加是必不可少的。相位光学系统必须减少段错位,以保证天文科学计划所需的高光学质量。现代望远镜通常使用自适应光学系统来补偿大气,并使用激光导星来制造人造恒星作为观测领域的明亮参考。由于多个激光导星自适应光学正在实施的所有主要天文台,我们建议使用人造星不仅自适应光学,但相位光学。我们提出了一种称为双波长相干技术(DWCT)的方法,利用钠的D线在中间层使用激光导星。然后使用信号相干特性。DWCT的捕获范围超过目前能力的100倍。它通过将相位光学捕获范围从微米级提高到毫米级来代表范例的变化。因此,它潜在地消除了对人工机械预定相步骤的需要。超大型望远镜需要数百个片段,其中一些需要每天更换以重新涂覆。DWCT放宽了机械集成要求,加快了集成和再集成过程。
2016-07-28 astro-ph.IM
Laser Guide Star uplink beam: scattering and Raman emission measurements with the 10.4m Gran Telescopio CANARIAS
激光导星自适应光学(LGS-AO)在几个天文观测站已成为常规。使用强大的激光器在上行链路激光束路径上产生可感测的拉曼发射,加上来自大气分子的二次瑞利散射和来自气溶胶的米氏散射。本文报告了10.4米大望远镜CANARIAS(GTC)完成的活动的结果,该活动是为了评估光谱和光度污染来自589 nm激光上行链路光束散射和拉曼发射引起的GTC光谱成像仪OSIRIS由激光发射约1公里离轴。光度污染是由于上行光子的初级和次级散射以及拉曼非弹性散射造成的。我们已经传播了激光束,创建一个中间层LGS,然后将GTC望远镜指向并聚焦到上行链路激光束,在不同的高度和LGS,考虑到观测几何。在我们的观测中,O2和N2振动线的拉曼发射在20公里处可见,随着高度的增加而减弱,在30公里以上变得不可检测。聚焦上行光束的散射在距离光束中心小于+/-0.2弧分处可检测到,而对于聚焦LGS,散射较窄,在羽流周围小于+/-0.1弧分处可检测到。对激光交通控制系统(LTCS)提出了相应的建议。
2022-08-02 astro-ph.IM
Multi-Conjugate Adaptive Optics Simulator for the Thirty Meter Telescope: Design, Implementation, and Results
介绍了一种多共轭自适应光学(MCAO)系统模拟平台HeNOS(Herzberg NFIRAOS Optical Simulator)。开发HeNOS是为了验证30米望远镜MCAO系统的性能,以及展示未来AO发展的关键技术。在本文中,我们专注于描述的30米望远镜AO系统的规模下降到一个实验台的参数的推导,并解释这些参数是如何实际实施的光具座。在参考其他论文了解使用HeNOS的AO技术开发的详细信息时,我们介绍了HeNOS的功能,特别是HeNOS目前提供的三种不同的单共轭AO模式:具有Shack-Hartmann波前传感器的激光引导星AO,具有金字塔波前传感器的自然引导星AO,以及激光引导星AO,其在Shack-Hartmann上具有通过在自然引导星上的真值波前感测校正的钠斑伸长。激光断层扫描AO和最终MCAO正在准备在不久的将来实施。
2018-09-14 astro-ph.IM
Satellite-Mounted Light Sources as Photometric Calibration Standards
天体物理学和宇宙学中的一些基本参数的系统误差的一个重要和日益增长的部分是由于绝对测光和通量标准的不确定性。卫星上安装的光源可能会提供一条减少这种不确定性的途径,从而提高精确描述大气消光的能力,从而有助于迎接下一代天文学的精确结果。为此,我们已经进行了一系列的观测的532 nm脉冲激光搭载CALIPSO卫星,使用便携式网络的相机和光电二极管,精确测量大气消光。
2009-08-23 astro-ph.IM
Satellite-Mounted Light Sources as Photometric Calibration Standards for Ground-Based Telescopes
天体物理学和宇宙学中的一些基本参数的系统误差的一个重要和日益增长的部分是由于绝对测光和通量标准的不确定性。卫星上安装的光源可能会提供一条减少这种不确定性的途径,从而提高精确描述大气消光的能力,从而有助于迎接下一代天文学的精确结果。使用的观测活动的532 nm脉冲激光器搭载的CALIPSO卫星,收集使用便携式网络的相机和光电二极管,我们获得的大气消光的初步测量,这显然可以大大提高进一步的数据,这种类型。对于未来的星载精密光源,正在开发的高空气球平台(与同事们一起)可以提供测试和观测数据,用于校准大气层的不确定性。
2011-01-27 astro-ph.IM
HARMONI at ELT: designing a laser guide star wavefront sensors for the ELT
HARMONI是ELT的第一台可见光和近红外积分场光谱仪,覆盖了450 nm至2450 nm的大光谱范围,分辨率为3500至18000,空间采样为60 mas至4 mas。它可以在两种自适应光学模式(SCAO和LTAO)下工作,也可以不使用AO。该项目正在为最终设计审查做准备。激光断层AO(LTAO)系统通过两个系统提供了具有非常高天空覆盖率的AO校正:激光引导星敏感器(LGSS)和自然引导星敏感器(NGSS)。LGSS专门用于分析ELT产生的6颗激光引导星的波前。它由6个独立的波前传感器(WFS)模块组成,安装在直径为600 mm的旋转器上,以将瞳孔稳定在探测器前面的微透镜阵列上。光学设计接受长达16弧秒的细长光斑,使用SONY的CMOS探测器无截断。我们将介绍基于自由曲面透镜的LGSS的最终光学和机械设计,以最大限度地减少光学元件的数量,并适应钠层配置的多样性。我们将专注于旋转器的设计,说明我们将如何在限制性环境中以90”的精度移动1吨。最后,我们将提出在HARMONI环境中验证系统的策略。验证的主要挑战是如何在不访问ELT的一部分可变形镜的情况下测试AO系统。
2022-07-18 astro-ph.IM
Detection and Implications of Laser-Induced Raman Scattering at Astronomical Observatories
(缩写)天文观测站使用的激光引导星提供人工波前参考源,以帮助校正(部分)大气湍流对天体物理观测的影响。在最近调试的4激光导星设施(4LGSF)UT 4在VLT,我们表征的光谱特征的上行链路光束从22 W激光器,以评估激光散射的影响,从4LGSF的科学观测。我们使用MUSE光学积分场光谱仪在4750 nm到9350 nm的波长范围内获得分辨率为R~3000的上行激光束的光谱。我们报告的激光诱导拉曼散射的N2,O2,CO2,H2O和(暂定)CH 4分子在大气中的天文观测台的Cerro Paranal的第一个检测。特别是,我们的观测揭示了激光光子的特征光谱特征-但比原始激光波长5889.959 nm红480 nm至2210 nm-在到达钠层的途中被拉曼散射后降落在UT 4的8.2 m主镜上。激光诱导拉曼散射并不是帕拉纳尔山天文台所独有的,而是任何使用激光导星(LGS)系统的天文望远镜所共有的。因此,对于任何耦合到LGS系统的光谱仪来说,通过适当的仪器挡板和适当的校准程序来彻底处理拉曼光谱污染的可能性是至关重要的。这些考虑特别适用于即将到来的极大望远镜上的HARMONI光谱仪。在拥有多台望远镜的地点,激光碰撞预测工具还应该考虑上行激光束的拉曼发射,以避免无意中污染LGS系统附近望远镜获得的观测结果。
2019-01-16 astro-ph.IM physics.ao-ph
Calibration of Photomultiplier Tubes for the Fluorescence Detector of Telescope Array Experiment using a Rayleigh Scattered Laser Beam
我们进行了光度校准的光电倍增管(PMT)和读出电子用于新的荧光探测器的望远镜阵列(TA)实验使用瑞利散射光子从脉冲氮激光束。实验装置,测量程序,校准的结果进行了说明。校准的总系统不确定度估计为7.2%。一个额外的不确定度为3.7%的引入由校准的PMT从实验室到TA实验场所的运输。
2012-03-29 astro-ph.IM physics.ins-det
Monte-Carlo modelling of multi-object adaptive optics performance on the European Extremely Large Telescope
宽视场自适应光学系统的性能取决于输入设计参数。在这里,我们调查的多对象自适应光学系统设计的欧洲极大望远镜的性能,使用端到端的蒙特卡罗自适应光学仿真工具,DASP,与建议的仪器,如MOSAIC的相关性。我们考虑的参数,如激光导星的数量,钠层深度,波前传感器像素尺度,致动器间距和自然导星的可用性。我们提供了可以节省成本的潜在领域,并调查性能和成本之间的权衡,并提供解决方案,使这种仪器能够用目前可用的技术来建造。我们的主要建议包括:对于每像素约0.7弧秒的激光引导星波前传感器像素尺度和至少7弧秒的视场的权衡,即使需要降低帧速率,也应该将EMCCD技术用于自然引导星波前传感器,并且可以通过稍微减少自然引导星子孔径数来改善天空覆盖,而不会显著影响层析成像性能。我们发现,自适应光学校正可以保持在一个广泛的视野,直径高达7弧分。我们还建议使用至少4颗激光引导星,并包括地面层和多目标自适应光学性能评估。
2016-09-08 astro-ph.IM
The Breakthrough Listen Search for Intelligent Life: Searching Boyajian's Star for Laser Line Emission
Boyajian's Star(KIC 8462852)由于其不寻常的周期性亮度波动而受到广泛关注,开普勒航天器和随后的地面观测都发现了它。光度测量值下降的可能解释包括星际或星周尘埃,并推测可能是人造巨型结构造成的。我们分析了Boyajian星的177个高分辨率光谱,以探测来自地外文明的潜在激光信号。这些光谱是由利克天文台的自动行星望远镜获得的,作为突破性倾听项目的一部分,覆盖了374至970 nm的可见光波长范围。我们计算,有源滤波器将能够检测激光功率大于约24兆瓦的距离Boyajian的明星,d = 1470年。分析中的最佳候选者都可以解释为宇宙射线撞击,恒星发射线或大气辉光发射线。
2018-12-25 astro-ph.IM
Expected performance of the Pyramid wavefront sensor with a laser guide star for 40 m class telescopes
本文研究了40米望远镜使用激光导星时Pyramid波前传感器的性能,提出新的离散化与光传播方法,发现由于扩展激光源尺寸导致灵敏度显著下降,不建议此类传感器与激光导星配合使用。
2024-03-15 astro-ph.IM
Rotational and rotational-vibrational Raman spectroscopy of air to characterize astronomical spectrographs
拉曼散射使超大望远镜的激光导星系统有了意想不到的用途。在这里,我们提出的观察一个上行链路钠激光束获得的ESTERO光谱仪在分辨率$λ/Δλ\sim 140'000$。在900 s的源上,我们检测到的纯旋转拉曼线的$^{16}$ O $_2$,$^{14}$ N $_2$,和$^{14}$ N $^{15}$ N(暂定)旋转量子数$J$分别为27,24和9。我们检测到$^{16}$ O $_2$精细结构线诱导的电子自旋\textbf{S}和端对端旋转角动量\textbf{N}在电子基态的这个分子的$N=9$的相互作用。相同的光谱还揭示了$^{16}$ O $_2$和$^{14}$ N $_2$的$ν_{1\leftarrow0}$旋转-振动Q分支。这些观测结果表明,使用激光导星系统作为精确的校准源,用于表征新的天文摄谱仪的潜力。
2019-07-12 astro-ph.IM physics.ao-ph physics.ins-det
Slow focus sensor for the Keck I laser guide star adaptive optics system using focal plane wavefront sensing
Aix-Marseille Univ, CNRS, CNES, LAM(艾克斯-马赛大学);Macquarie University(麦考瑞大学);Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto(波尔图大学工程学院);Center for Astrophysics and Gravitation, Instituto Superior Técnico(天体物理学与引力中心,里斯本高等理工学院);W.M. Keck Observatory(W.M.凯克天文台);DOTA, ONERA, Université Paris Saclay(ONERA DOTA实验室,巴黎萨克雷大学);Space ODT
本文提出了一种用于凯克I望远镜的慢聚焦传感器技术,通过三种FPWFS算法对比,最终选择GS算法在高湍流条件下有效补偿聚焦误差,提升天空覆盖范围。
2026-02-17 astro-ph.IM
Precise Throughput Determination of the PanSTARRS Telescope and the Gigapixel Imager using a Calibrated Silicon Photodiode and a Tunable Laser: Initial Results
我们使用了一个精密校准的光电二极管作为基本的计量参考,以确定PanSTARRS望远镜和千兆像素成像仪的相对吞吐量,从400 nm到1050 nm。我们的技术使用可调谐激光器作为透射平场屏幕上的照明源。我们确定的全孔径系统的吞吐量作为波长的函数,包括(在一个单一的积分测量)的反射镜反射率,滤波器和校正器的光学传输功能,和检测器的量子效率,通过比较在CCD阵列中的每个像素所看到的光的精确校准的硅光电二极管测量。这种方法使我们能够确定整个系统的相对吞吐量作为波长的函数,对于仪器中的每个像素,而无需观测天体标准。我们提出了有前途的初步结果,从这个PanSTARRS系统的特性,我们使用合成光度法来评估由于整个视野的吞吐量变化的光度扰动。
2010-03-17 astro-ph.IM
Precision Calibration via Artificial Light Sources Above the Atmophere
通过SNIa调查以及在很大程度上其他方法更深入地了解暗能量的性质,将需要前所未有的光度精度。实验室和太阳光度测量和辐射测量经常达到万分之一的精度,但非太阳天文学的光度校准目前仍然停留在百分之一或更高的水平。我们讨论我们的项目,以消除这种差异,我们的步骤,实现实验室级的测光精度的调查本十年后期。特别是,我们显示了近场观测的球载光源,我们目前正在测试,除了以前的工作与校准激光源目前在低地球轨道。我们的技术也适用于微波天文学。在极化CMB中观测引力波同样需要前所未有的极化和辐射精度,我们简要讨论了我们在大气层上方校准微波源的计划。
2012-07-09 astro-ph.IM
Demonstration of a Single-Laser-Diode-Pumped Ti:Sapphire Astrocomb on the Southern African Large Telescope
Heriot-Watt University(赫瑞-瓦特大学);Max Planck Institute for the Science of Light(马克斯·普朗克光科学研究所);Alexandria University(亚历山大大学);Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg(埃尔朗根-纽伦堡大学);LASEROPTIK GmbH(LASEROPTIK有限公司);South African Astronomical Observatory(南非天文台);University of York(约克大学)
研究团队在南非大望远镜上演示了一款新型简单的天文光梳,为其高分辨率光谱仪提供全红通道校准,获得波长解与线扩散函数,该架构可扩展至蓝波段,有望推广天文光梳技术。
2026-08-06 astro-ph.IM
A Close Companion Search around L Dwarfs using Aperture Masking Interferometry and Palomar Laser Guide Star Adaptive Optics
我们提出了一个密切的同伴搜索周围16个已知的早期L矮星使用孔径掩模干涉术与帕洛玛激光导星自适应光学。孔径掩蔽的使用允许检测密近双星,对应于我们调查的目标的0.6-10.0 AU的投影物理分离。该测量在1.2 - 4 λ/D之间的分离达到了Δ_K ~ 2.3的中值对比度极限,在(2/3)λ/D处达到了Δ_K ~ 1.4的中值对比度极限。我们提出了四个候选二进制检测中到高的信心(90-98%)。两个预测的物理分离小于1.5 AU。这可能表明,紧密分离的双星贡献更显着的二进制部分比目前假设的,符合光谱和光度过光度研究。这次调查的十个目标以前已经被哈勃太空望远镜观测到,作为同伴搜索的一部分。我们使用增加的分辨率孔径掩蔽搜索关闭或昏暗的同伴,将被全孔径成像,找到两个候选双星。这次调查是第一次应用孔径掩模与激光导星自适应光学在帕洛玛。探讨了在低信噪比条件下分析孔径掩模数据的几种新技术。
2010-04-01 astro-ph.IM astro-ph.SR