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

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。

发文机构：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 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） 中国科学院大学

关键词：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ExoplanetTerrestrial planetDirect imagingHigh contrastNumerical simulationOptimization algorithm

分类号： TN216[电子电信—物理电子学]