中国科学院南京天文光学技术研究所机构知识库

本论文主要内容包括：⑴系统地介绍了系外行星探测技术的发展历史和研究现状，对本课题或其它相关课题的研究具有较高的参考价值；⑵利用傅立叶光学原理推导了基于有限带带状透过率渐变调制技术的星冕仪系统的理论设计，研究了透过率误差、光源不均匀性及波相差对系统的影响；⑶采用数值优化算法解决了基于不同光瞳调制系统的最优解问题，得出了每带透过率的精确值，计算了相应系统的整体透过率，其整体透过率的提高将会降低系统实际曝光时间；⑷提出了基于焦平面三幅图像来实现波前探测的算法，完成了该算法的仿真工作，开展了基于该算法的散斑噪声消除技术的初步研究，进一步提出了基于闭环控制的波前校正技术，理论上在消除散斑噪声后的系统成像对比度有望提高若干数量级；⑸进行了基于可变形镜的相位引入技术的初步研究，采用数值优化算法给出了可变形镜所需提供的相位，对不同光瞳可产生的高对比度成像区域进行了分析比较，研究了宽波段对各种设计的影响，最终找到了一种具有高对比度成像、宽探测区域以及适于宽波段观测的最佳设计方案；⑹完成了系外行星探测技术高对比度成像通用星冕仪系统实验平台的初步搭建，对基于带状透过率渐变调制技术的星冕仪系统可行性、稳定性进行了验证，开发了一套稳定可靠的系统实验流程，找到了制约高对比度成像的各种潜在误差来源，并获得了稳定的实验结果，即该系统在4λ/D 处成像对比度达到10^-7，同时对干涉相消式星冕仪系统可行性进行了初步探索。该实验平台搭建为太阳系外行星直接成像技术积累了有益的经验，初步目标的实现将为长远目标做好技术储备；⑺基于行星反射其恒星光理论模型给出了两者辐射对比度定义，并根据黑体辐射理论和行星演化模型推导了年轻热巨行星的相对辐射强度，对已直接探测到的四颗系外行星做了较为系统的分析，提出了我们特有的用于系外行星直接成像的望远镜平台。