自适应光学系统的分析建模：影响函数的作用
摘要：自适应光学（AO）是天文学中常见的工具。AO使得望远镜能够实时校正大气湍流，使其在波点扩散函数（PSF）核心处接近衍射极限。除其他因素外，AO校正的PSF取决于波前校正器（WFC，通常是变形镜）适应入射波前的能力。本研究侧重于变形镜引入的这个误差，即所谓的拟合误差。迄今为止，解析模型仅依赖于变形镜的截止频率，蒙特卡罗模拟是研究变形镜影响函数形状对AO校正的PSF影响的唯一解决方案。我们的目标是开发一个考虑影响函数形状的解析模型。首先，我们获得了拟合误差结构函数的一般解析模型。在附加假设的情况下，我们推导出了AO校正功率谱密度的解析模型。这两个解析解与不同的理想轮廓（活塞，金字塔，高斯）以及实际硬件（ALPAO的DM192）的蒙特卡罗模拟进行了比较。我们的解析预测与蒙特卡罗模拟显示出非常好的一致性。我们展示了在图像平面上，校正的深度以及AO校正区域与剩余湍流晕的过渡轮廓取决于变形镜的影响函数。我们还展示了通常假设AO校正具有平稳性的假设实际上是不符合的。由于拟合误差是AO系统的固有最优限制，我们的解析模型可以评估高对比度成像中由于WFC而受限制的极端AO系统的理论极限，在这种情况下其他误差变得可比较。
作者：Anthony Berdeu (LESIA), Michel Tallon (CRAL), ''Eric Thi''ebaut (CRAL), Maud Langlois (CRAL)
论文ID：2306.10803
分类：Instrumentation and Methods for Astrophysics
分类简称：astro-ph.IM
提交时间：2023-06-21