摘要:HCIPy光学仿真库集成了16种国际知名望远镜的孔径模型,包括ELT(39米)、GMT(24.5米)、TMT(30米)等大型地基望远镜,以及HST(2.4米)、JWST(6.5米)等空间望远镜。这些模型涵盖运行中(✅)、建设中(🔨)、规划中(🗓️)和概念阶段(💡)的各类望远镜配置,如分段镜面(ELT)、多镜组合(GMT)等特殊结构。通过Python代码可快速生成标准化的光瞳函数模型,为光学仿真提供基准参考。该集成既包含帕洛玛山5.1米海尔望远镜等经典设备,也整合了HiCAT实验室系统等专用测试平台。

望远镜孔径

hcipy中封装了许多指名望远镜的孔径模型,如下图所示

在这里插入图片描述

绘图代码如下

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

from hcipy import *

aperture_funcs = [
    ('ELT', make_elt_aperture),
    ('GMT', make_gmt_aperture),
    ('TMT', make_tmt_aperture),
    ('Hale', make_hale_aperture),
    ('LUVOIR-A', make_luvoir_a_aperture),
    ('LUVOIR-B', make_luvoir_b_aperture),
    ('Magellan', make_magellan_aperture),
    ('VLT', make_vlt_aperture),
    ('HiCAT', make_hicat_aperture),
    ('HabEx', make_habex_aperture),
    ('HST', make_hst_aperture),
    ('JWST', make_jwst_aperture),
    ('Keck', make_keck_aperture),
    ('EAC2', make_eac2_aperture),
    ('Subaru', make_subaru_aperture),
    ('SCExAO', make_scexao_aperture),
]

pupil_grid = make_pupil_grid(512)

n_width = 4
n_height = 4

for i, (label, aperture) in enumerate(aperture_funcs):
    img = evaluate_supersampled(aperture(normalized=True), pupil_grid, 4)
    ax = plt.subplot(n_height, n_width, i + 1)
    ax.set_title(label)
    imshow_field(img, cmap='gray', interpolation='bilinear', ax=ax)
    ax.axis('off')

plt.tight_layout()
plt.show()

望远镜简介

上图绘制的都是国际知名望远镜,各图对应关系如下

简称 全称 类型 主镜口径 状态 地点/归属 备注
ELT 极大(Extremely Large)望远镜 地基 39 米 🔨 智利 (ESO) 在建最大光学望远镜,分段镜面。
GMT 巨麦哲伦(Giant Magellan)望远镜 地基 24.5 米 🔨 智利 (GMT Org) 7个8.4米圆镜组成,等效口径大。
TMT 三十米(Thirty Meter)望远镜 地基 30 米 🗓️ 夏威夷 (计划) 分段镜面,因选址问题进度受阻。
Hale 海尔(Hale)望远镜 地基 5.1 米 美国 (帕洛玛山) 经典望远镜,HCIPy 常用作基准对比。
LUVOIR-A 大型紫外/光学/红外
巡天望远镜 A
天基 15 米 💡 NASA (研究) 原旗舰级概念,分段镜面,现演化为 HWO 。
LUVOIR-B 大型紫外/光学/红外
巡天望远镜 B
天基 8 米 💡 NASA (研究) 较小版本概念,单块主镜。
Magellan 麦哲伦(Magellan)望远镜 地基 6.5 米 智利 (拉斯坎帕纳斯) 包含 Baade 和 Clay 两台,单块主镜。
VLT 甚大(Very Large)望远镜 地基 8.2 米 智利 (ESO) 由 4 台单元望远镜组成,HCIPy 中常指单台单元。
HiCAT 高对比度成像测试台 (High Contrast Imaging Testbed) 实验室 N/A 美国 (JPL) JPL日冕仪原理验证实验台。
HabEx 宜居系外行星天文台 (Habitable Exoplanet Observatory) 天基 (概念) 4 米 💡 NASA (研究) 专注于寻找宜居行星的概念任务。
HST 哈勃(Hubble)空间望远镜 天基 2.4 米 NASA/ESA 经典空间望远镜,单块主镜。
JWST 詹姆斯·韦伯(James Webb)空间望远镜 天基 6.5 米 NASA/ESA/CSA 红外为主,分段镀金镜面,位于 L2 点。
Keck 凯克望远镜 (Keck Telescopes) 地基 10 米 美国 (夏威夷) 早期成功的分段镜面望远镜,共两台。
EAC2 ExAO Color 2 (实验配置) 实验室 N/A 实验室配置 通常指特定的自适应光学实验光瞳配置。
Subaru 昴星团(Subaru)望远镜 地基 8.2 米 美国 (夏威夷) 日本国家天文台,单块主镜。
SCExAO 昴星团日冕仪极端自适应光学 (Subaru Coronagraphic Extreme AO) 仪器 8.2 米 夏威夷 (Subaru 上) 安装在 Subaru 上的高对比度成像仪器。

其中,末尾字母T表示望远镜(Telescope),ST表示空间望远镜(Space Telescope),状态符号如下

  • ✅运行中
  • 🔨建设中
  • 🗓️规划中
  • 💡概念阶段
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