A laboratory experiment for a new free-standing pupil mask coronagraph
A laboratory experiment for a new free-standing pupil mask coronagraph
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新型独立式瞳孔面罩日冕仪的实验室实验
DOI：
10.1117/12.925845
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
T.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Haze;K. ; Enya;K.; Kotani;T.; Abe;L.; Nakagawa;T.; Matsuhara;H.; Sato;T.; Tamamuro;T.
本文介绍了一种用于直接观测系外行星的新型独立式光瞳面罩日冕仪的实验室实验结果。我们重点研究了一台计划安装在下一代红外太空望远镜Spica上的二元形状的光瞳日冕仪。为了获得更大的热稳定性和避免空气湍流，我们在真空室(HOCT)中进行了日冕仪的实验室实验，并用PSF减法获得了1.3×10-9的对比度。我们还进行了多色/宽带实验，以证明该瞳孔面罩光晕仪原则上在所有波长下都能工作。我们之前在玻璃基板上制造了一种棋盘形遮光罩，这是一种二进制形状的光瞳遮罩，其缺点是透射光损失，残余反射产生重影，每个波长的折射率略有不同。因此，我们开发了一种新的不需要衬底的金属板材自立式掩模。用自立式面罩进行He-Ne激光实验，获得的原始冠脉图像对比度为1×10−7。我们还进行了旋转掩模相减，并对掩模形状和WFE中的一些误差进行了数值模拟。斑点是主要的限制因素。自立式掩模表现出与衬底掩模相同的提高对比度的能力。因此，这项研究的结果表明，二元形状的光瞳面罩日冕仪可以应用于Spica和其他望远镜的日冕观测。
This paper presents the results of a laboratory experiment on a new free-standing pupil mask coronagraph for the direct observation of exoplanets. We focused on a binary-shaped pupil coronagraph, which is planned for installation in the next-generation infrared space telescope SPICA. Our laboratory experiments on the coronagraph were implemented inside a vacuum chamber (HOCT) to achieve greater thermal stability and to avoid air turbulence, and a contrast of 1.3×10-9was achieved with PSF subtraction. We also carried out multi-color/broadband experiments to demonstrate that the pupil mask coronagraph works, in principle, at all wavelengths. We had previously manufactured a checker-board mask, a type of binary-shaped pupil mask, on a glass substrate, which had the disadvantages of light loss by transmission, ghosting from residual reflectance and a slightly different refractive index for each wavelength. Therefore, we developed a new free-standing mask in sheet metal, for which no substrate was needed. As a result of a He-Ne laser experiment with the free-standing mask, a contrast of 1.0×10−7was achieved for the raw coronagraphic image. We also conducted rotated mask subtractions and numerical simulations of some errors in the mask shape and WFEs. Speckles are the major limiting factor. The free-standing mask exhibited about the same ability to improve contrast as the substrate mask. Consequently, the results of this study suggest that the binary-shaped pupil mask coronagraph can be applied to coronagraphic observations by SPICA and other telescopes.
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