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An active coronagraph using a liquid crystal array for exoplanet imaging:principle and testing

Research in Astronomy and Astrophysics 2012年第5期12卷 591-600页

作者： Xi Zhang De-Qing Ren Yong-Tian Zhu Jiang-Pei Dou National Astronomical Observatories/Nanjing Institute of Astronomical Optics&Technology Chinese Academy of SciencesNanjing 210042China Key Laboratory of Astronomical Optics&Technology National Astronomical Observatories/Nanjing Institute of Astronomical Optics&TechnologyChinese Academy of SciencesNanjing 210042China Physics&Astronomy Department California State University Northridge18111 Nordhoff StreetNorthridgeCalifornia 91330-8268USA Graduate University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

High-contrast imaging coronagraphs, used for the detection of exoplanets, have always adopted passive coronagraph optical components. It is therefore impossible to actively optimize the coronagraphs to achieve their best performance. To solve this problem, we propose a novel high-contrast imaging coronagraph which combines a liquid crystal array （LCA） for active pupil apodization and a deformable mirror （DM） for phase correction. The LCA we use is an amplitude-only spatial light mod- ulator. The LCA is well calibrated and compensates for its amplitude non-uniformity and nonlinear intensity responsivity. We measured the imaging contrasts of the coron- agraph system with the LCA only and without the DM deployed. Imaging contrasts of 10-4 and 10-5 can be reached at an inner working angular distance of 2.5 and 5A/D, respectively. A simulation shows that the phase errors on the coronagraph pupil limit the contrast performance. The contrast could be further improved if a DM is deployed to correct the phase errors induced by the LCA and coronagraph optics.

关键词： instrumentation: coronagraph liquid crystal array - techniques high-contrast imaging exoplanet detection

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