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Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

Static and predictive tomographic reconstruction for wide-field multi-object adaptive optics systems

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

Resumo
Multi-object adaptive optics (MOAO) systems are still in their infancy: their complex optical designs for tomographic, wide-field wavefront sensing, coupled with open-loop (OL) correction, make their calibration a challenge. The correction of a discrete number of specific directions in the field allows for streamlined application of a general class of spatio-angular algorithms, initially proposed in Whiteley et al. [J. Opt. Soc. Am. A 15, 2097 (1998)], which is compatible with partial on-line calibration. The recent Learn & Apply algorithm from Vidal et al. [J. Opt. Soc. Am. A 27, A253 (2010)] can then be reinterpreted in a broader framework of tomographic algorithms and is shown to be a special case that exploits the particulars of OL and aperture-plane phase conjugation. An extension to embed a temporal prediction step to tackle sky-coverage limitations is discussed. The trade-off between lengthening the camera integration period, therefore increasing system lag error, and the resulting improvement in SNR can be shifted to higher guide-star magnitudes by introducing temporal prediction. The derivation of the optimal predictor and a comparison to suboptimal autoregressive models is provided using temporal structure functions. It is shown using end-to-end simulations of Raven, the MOAO science, and technology demonstrator for the 8 m Subaru telescope that prediction allows by itself the use of 1-magnitude-fainter guide stars.

Journal of the Optical Society of America A
Volume 31, Página 101
janeiro 2014

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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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