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Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

Spatio-angular minimum-variance tomographic controller for multi-object adaptive-optics systems

C. M. Correia, K. Jackson, J.-P. Véran, D. Andersen, O. Lardière, C. Bradley

Resumo
Multi-object astronomical adaptive-optics (MOAO) is now a mature wide-field observation mode to enlarge the adaptive-optics-corrected field in a few specific locations over tens of arc-minutes. The work-scope provided by open-loop tomography and pupil conjugation is amenable to a spatio-angular Linear-Quadratic Gaussian (SA-LQG) formulation aiming to provide enhanced correction across the field with improved performance over static reconstruction methods and less stringent computational complexity scaling laws. Starting from our previous work [1], we use stochastic time-progression models coupled to approximate sparse measurement operators to outline a suitable SA-LQG formulation capable of delivering near optimal correction. Under the spatio-angular framework the wave-fronts are never explicitly estimated in the volume,providing considerable computational savings on 10m-class telescopes and beyond. We find that for Raven, a 10m-class MOAO system with two science channels, the SA-LQG improves the limiting magnitude by two stellar magnitudes when both Strehl-ratio and Ensquared-energy are used as figures of merit. The sky-coverage is therefore improved by a factor of 5.

Applied Optics
Volume 54, Página 5281
junho 2015

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Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço é (IA) é uma nova, mas muito aguardada, estrutura de investigação com uma dimensão nacional. Ele concretiza uma visão ousada, mas realizável para o desenvolvimento da Astronomia, Astrofísica e Ciências Espaciais em Portugal, aproveitando ao máximo e realizando plenamente o potencial criado pela participação nacional na Agência Espacial Europeia (ESA) e no Observatório Europeu do Sul (ESO). O IA é o resultado da fusão entre as duas unidades de investigação mais proeminentes no campo em Portugal: o Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) e o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL). Atualmente, engloba mais de dois terços de todos os investigadores ativos em Ciências Espaciais em Portugal, e é responsável por uma fração ainda maior da produtividade nacional em revistas internacionais ISI na área de Ciências Espaciais. Esta é a área científica com maior fator de impacto relativo (1,65 vezes acima da média internacional) e o campo com o maior número médio de citações por artigo para Portugal.

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