Wavefront Correction for the Observation of an Exoplanet against the Background of the Diffraction Stellar Vicinity

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We propose and investigate a precise wavefront correction method for the astronomical observation of exoplanets in the diffraction stellar vicinity. We show the applicability of the method for measuring and correcting the wavefront in the scheme of a telescope and an interferometric coronagraph without applying any Hartmann wavefront sensors. In our laboratory experiment we achieved a correction accuracy ~λ/50 and a coronagraphic contrast better than 105. We outline the prospects for increasing the correction accuracy to a target value of λ/500 to visualize the Earth in the vicinity of the Sun observed from a distance of 10 pc (in the immediate neighborhood of the Solar System) through an additional amplitude correction and the inclusion of non-common-path aberrations.

About the authors

A. V Yudaev

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Email: yudaev@phystech.edu
117997, Moscow, Russia

I. A Shashkova

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Email: yudaev@phystech.edu
117997, Moscow, Russia

A. V Kiselev

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Email: yudaev@phystech.edu
117997, Moscow, Russia

A. A Komarova

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and Technology

Email: yudaev@phystech.edu
117997, Moscow, Russia; 141701, Dolgoprudny, Moscow oblast, Russia

A. V Tavrov

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: yudaev@phystech.edu
117997, Moscow, Russia

References

  1. W. Traub and B. Oppenheimer, in Exoplanets, ed. by S. Seager, University of Arizona Press, Tucson, Arizona, (2011), pp. 111-156.
  2. A.V. Yudaev, O.Y. Yakovlev, A.V. Kiselev et al., Sol. Syst. Res. 55, 367 (2021).
  3. O. Guyon, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 56, 315 (2018).
  4. D. Mawet, L. Pueyo, P. Lawson et al., ArXiv astroph/arXiv:1207.5481.
  5. O. Guyon, E.A. Pluzhnik, M.J. Kuchner et al., Astrophys. J. 167, 81 (2006).
  6. N.J. Kasdin, V.P. Bailey, B. Mennesson et al., Proc. SPIE 11443, Space Telescopes and Instrumentation 2020: Optical, Infrared, and Millimeter Wave, 114431U (2020).
  7. A. Tavrov, S. Kameda, A. Yudaev et al., J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 4, 044001 (2018).
  8. P.N. Frolov, B.B. Shkurskii, A.V. Kiselev et al., Sol. Syst. Res. 47, 477 (2013).
  9. Дж. Гудмен, Введение в фурье-оптику, Мир, Москва (1970).
  10. H. Yang and X. Li, in Simulated Annealing, Theory with Applications, ed. by R. Chibante, IntechOpen, London, UK (2010), Ch. 15, p. 275.
  11. Y. Liu, J. Ma, B. Li et al., Proc. SPIE 8415, 6th International Symposium on Advanced Optical Manufacturing and Testing Technologies: Large Mirrors and Telescopes, 841504 (2012).
  12. P.J. Bord'e and W.A. Traub, Astrophys. J. 638, 488 (2006).
  13. Jo. L. Sayson, G.Ruane, D. Mawet et al., J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 5, 019004 (2019).
  14. A.V. Tavrov, Y. Kobayashi, Y. Tanaka et al., Opt. Lett. 30, 2224 (2005).
  15. Оптический производственный контроль, под ред. Д. Малакары, Машиностроение, Москва (1985).
  16. M. Beaulieu, L. Abe, P. Martinez et al., Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 469, 218 (2017).
  17. J. Krist, A.J. Riggs, J. McGuire et al., Proc. SPIE 10400, Techniques and Instrumentation for Detection of Exoplanets VIII, 1040004 (2017).
  18. https://holoeye.com/spatial-light-modulators/.
  19. I. Shashkova, B. Shkursky, P. Frolov et al., J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 2, 011011 (2015).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».