太阳系外行星全区域高对比度成像设计与数值模拟

作     者：沈宇樑 窦江培 Shen Yuliang;Dou Jiangpei

作者机构：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所江苏南京210042 中国科学院天文光学技术重点实验室(南京天文光学技术研究所)南京210042 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《天文研究与技术》 (Astronomical Research & Technology)

年 卷 期：2020年第17卷第1期

页      面：68-75页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(11433007) 国际(地区)合作与交流项目(11661161011) 国家重大科研仪器研制项目(11827804)资助 

主　　题：太阳系外行星 类地行星 直接成像 高对比度 数值模拟 优化算法 

摘      要：太阳系外类地行星直接成像探测极具挑战性。在可见光短波段,行星信号主要来自恒星经由行星大气的反射光,两者对比度在10^-10量级,导致微弱的系外行星光被淹没。因此,有效抑制来自恒星的强光是实现类地行星探测的关键。提出了基于光瞳振幅调制和相位校正的技术方案,以实现全区域高对比度成像。针对上述方案,进行了数值模拟分析,说明其可行性及潜在性能。数值模拟基于点扩散函数的能量分布,评价系统的目标成像对比度,并采用随机并行梯度下降迭代算法进行优化,最终成像对比度在360°全区域内达到10-10量级。研究表明,该方案有望用于未来空间类地行星直接成像探测。