Abstract

SIM PlanetQuest will perform narrow-angle astrometry with microarcsecond accuracy using starlight interferometry requiring tens of picometers accuracy in estimating the optical path difference change between observing two stars. One challenge is to accurately model the white-light fringes and calibrate the required model parameters. Previous studies have developed algorithms based on a CCD-pixel-level calibration scheme assuming slowly varying phase-dispersion functions. However, recent measurements from the SIM PlanetQuest Spectral Calibration Development Unit (SCDU) showed that wavefront aberrations caused the phase-dispersion functions to vary by tens of nanometers across the bandwidth of a CCD pixel, making the previous CCD-pixel-based calibration scheme inadequate. We present a white-light fringe model including the extra phase dispersions caused by the wavefront aberrations together with a calibration and estimation scheme using long-stroke fringe measurements to resolve the bandwidth of pixels. Using simulated data, we show that the total systematic errors in the calibration and estimation scheme are less than a picometer. With SCDU experimental data, we demonstrate that the end-to-end accuracy of the calibration and estimation algorithm is better than 20pm, achieving the SIM PlanetQuest Engineering Milestone 4.

© 2009 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. Tang, “SIM-PlanetQuest: progress report,” Proc. SPIE 6268, 626822 (2006).
    [CrossRef]
  2. R. A. Laskin, “Successful completion of SIM-PlanetQuest technology,” Proc. SPIE 6268, 626823 (2006).
    [CrossRef]
  3. S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
    [CrossRef]
  4. M. Milman, “Accurately computing the optical pathlength difference for a Michelson interferometer with minimal knowledge of the source spectrum,” J. Opt. Soc. Am. A 22, 2774-2785 (2005).
    [CrossRef]
  5. R. Demers, X. An, A. Azizi, G. Brack, O. Lay, D. Ryan, T. Shen, G. Sun, H. Tang, and C. Zhai, “Spectral calibration at the picometer level on SCDU (Spectral Calibration Development Unit),” Proc. SPIE 7013, 70132H (2008).
    [CrossRef]
  6. M. Milman, C. Zhai, and M. Regehr, “White light interferometry using a channel spectrum part 1: model, algorithm,” Appl. Opt. 46, 5853-5865 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. C. Zhai, M. Milman, and M. Regehr, “White light interferometry using a channel spectrum part 2: calibration methods, numerical and experimental results,” Appl. Opt. 46, 7906-7923(2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. M. C. Noecker, “Systematic errors in high-precision optical interferometric astrometry,” Proc. SPIE 2477, 188-208(1995).
    [CrossRef]
  9. M. Born and E. Wolf, Principles of Optics, 6th ed. (Pergamon, 1989).
  10. P. R. Lawson, “Phase and group delay estimation,” in Principles of Long Baseline Stellar Interferometry, P. R. Lawson, ed., Course Notes from the 1999 Michelson Interferometry Summer School (Jet Propulsion Laboratory, 1999).
  11. T. Hong, “SIM PlanetQuest Spectral Calibration Development Unit beam combiner,” Proc. SPIE 7013, 70134Y(2008).
  12. C. E. Shannon, “Communication in the presence of noise,” Proc. IRE 37, 10-21 (1949).
    [CrossRef]
  13. C. Zhai, “Highly accurate reconstruction algorithm for bandwidth-limited signals and application to fringe recovery,” J. Opt. Soc. Am. A 26, 43-58 (2009).
    [CrossRef]

2009

2008

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

T. Hong, “SIM PlanetQuest Spectral Calibration Development Unit beam combiner,” Proc. SPIE 7013, 70134Y(2008).

R. Demers, X. An, A. Azizi, G. Brack, O. Lay, D. Ryan, T. Shen, G. Sun, H. Tang, and C. Zhai, “Spectral calibration at the picometer level on SCDU (Spectral Calibration Development Unit),” Proc. SPIE 7013, 70132H (2008).
[CrossRef]

2007

2006

H. Tang, “SIM-PlanetQuest: progress report,” Proc. SPIE 6268, 626822 (2006).
[CrossRef]

R. A. Laskin, “Successful completion of SIM-PlanetQuest technology,” Proc. SPIE 6268, 626823 (2006).
[CrossRef]

2005

1999

P. R. Lawson, “Phase and group delay estimation,” in Principles of Long Baseline Stellar Interferometry, P. R. Lawson, ed., Course Notes from the 1999 Michelson Interferometry Summer School (Jet Propulsion Laboratory, 1999).

1995

M. C. Noecker, “Systematic errors in high-precision optical interferometric astrometry,” Proc. SPIE 2477, 188-208(1995).
[CrossRef]

1989

M. Born and E. Wolf, Principles of Optics, 6th ed. (Pergamon, 1989).

1949

C. E. Shannon, “Communication in the presence of noise,” Proc. IRE 37, 10-21 (1949).
[CrossRef]

Allen, R. J.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

An, X.

R. Demers, X. An, A. Azizi, G. Brack, O. Lay, D. Ryan, T. Shen, G. Sun, H. Tang, and C. Zhai, “Spectral calibration at the picometer level on SCDU (Spectral Calibration Development Unit),” Proc. SPIE 7013, 70132H (2008).
[CrossRef]

Azizi, A.

R. Demers, X. An, A. Azizi, G. Brack, O. Lay, D. Ryan, T. Shen, G. Sun, H. Tang, and C. Zhai, “Spectral calibration at the picometer level on SCDU (Spectral Calibration Development Unit),” Proc. SPIE 7013, 70132H (2008).
[CrossRef]

Beichman, C. A.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Bobolz, D.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Born, M.

M. Born and E. Wolf, Principles of Optics, 6th ed. (Pergamon, 1989).

Brack, G.

R. Demers, X. An, A. Azizi, G. Brack, O. Lay, D. Ryan, T. Shen, G. Sun, H. Tang, and C. Zhai, “Spectral calibration at the picometer level on SCDU (Spectral Calibration Development Unit),” Proc. SPIE 7013, 70132H (2008).
[CrossRef]

Catanzarite, J. H.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Chaboyer, B. C.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Ciardi, D. R.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Demers, R.

R. Demers, X. An, A. Azizi, G. Brack, O. Lay, D. Ryan, T. Shen, G. Sun, H. Tang, and C. Zhai, “Spectral calibration at the picometer level on SCDU (Spectral Calibration Development Unit),” Proc. SPIE 7013, 70132H (2008).
[CrossRef]

Edberg, S. J.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Fey, A. L.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Fischer, D. A.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Gelino, C. R.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Gould, A. P.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Grillmair, C.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Henry, T. J.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Hong, T.

T. Hong, “SIM PlanetQuest Spectral Calibration Development Unit beam combiner,” Proc. SPIE 7013, 70134Y(2008).

Johnson, K. V.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Johnston, K. J.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Jones, D. L.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Kulkarni, S. R.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Laskin, R. A.

R. A. Laskin, “Successful completion of SIM-PlanetQuest technology,” Proc. SPIE 6268, 626823 (2006).
[CrossRef]

Law, N. M.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Lawson, P. R.

P. R. Lawson, “Phase and group delay estimation,” in Principles of Long Baseline Stellar Interferometry, P. R. Lawson, ed., Course Notes from the 1999 Michelson Interferometry Summer School (Jet Propulsion Laboratory, 1999).

Lay, O.

R. Demers, X. An, A. Azizi, G. Brack, O. Lay, D. Ryan, T. Shen, G. Sun, H. Tang, and C. Zhai, “Spectral calibration at the picometer level on SCDU (Spectral Calibration Development Unit),” Proc. SPIE 7013, 70132H (2008).
[CrossRef]

Majewski, S. R.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Makarov, V. V.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Marcy, G. W.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Meier, D. L.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Milman, M.

Noecker, M. C.

M. C. Noecker, “Systematic errors in high-precision optical interferometric astrometry,” Proc. SPIE 2477, 188-208(1995).
[CrossRef]

Olling, R. P.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Pan, X.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Patterson, R. J.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Pitesky, J. E.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Quirrenbach, A.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Regehr, M.

Ryan, D.

R. Demers, X. An, A. Azizi, G. Brack, O. Lay, D. Ryan, T. Shen, G. Sun, H. Tang, and C. Zhai, “Spectral calibration at the picometer level on SCDU (Spectral Calibration Development Unit),” Proc. SPIE 7013, 70132H (2008).
[CrossRef]

Shaklan, S. B.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Shannon, C. E.

C. E. Shannon, “Communication in the presence of noise,” Proc. IRE 37, 10-21 (1949).
[CrossRef]

Shao, M.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Shaya, E. J.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Shen, T.

R. Demers, X. An, A. Azizi, G. Brack, O. Lay, D. Ryan, T. Shen, G. Sun, H. Tang, and C. Zhai, “Spectral calibration at the picometer level on SCDU (Spectral Calibration Development Unit),” Proc. SPIE 7013, 70132H (2008).
[CrossRef]

Strigari, L. E.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Sun, G.

R. Demers, X. An, A. Azizi, G. Brack, O. Lay, D. Ryan, T. Shen, G. Sun, H. Tang, and C. Zhai, “Spectral calibration at the picometer level on SCDU (Spectral Calibration Development Unit),” Proc. SPIE 7013, 70132H (2008).
[CrossRef]

Tang, H.

R. Demers, X. An, A. Azizi, G. Brack, O. Lay, D. Ryan, T. Shen, G. Sun, H. Tang, and C. Zhai, “Spectral calibration at the picometer level on SCDU (Spectral Calibration Development Unit),” Proc. SPIE 7013, 70132H (2008).
[CrossRef]

H. Tang, “SIM-PlanetQuest: progress report,” Proc. SPIE 6268, 626822 (2006).
[CrossRef]

Tanner, A. M.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Tomsick, J. A.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Unwin, S. C.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Wehrle, A. E.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Wolf, E.

M. Born and E. Wolf, Principles of Optics, 6th ed. (Pergamon, 1989).

Worthey, G.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Zhai, C.

Appl. Opt.

J. Opt. Soc. Am. A

Proc. IRE

C. E. Shannon, “Communication in the presence of noise,” Proc. IRE 37, 10-21 (1949).
[CrossRef]

Proc. SPIE

R. Demers, X. An, A. Azizi, G. Brack, O. Lay, D. Ryan, T. Shen, G. Sun, H. Tang, and C. Zhai, “Spectral calibration at the picometer level on SCDU (Spectral Calibration Development Unit),” Proc. SPIE 7013, 70132H (2008).
[CrossRef]

T. Hong, “SIM PlanetQuest Spectral Calibration Development Unit beam combiner,” Proc. SPIE 7013, 70134Y(2008).

H. Tang, “SIM-PlanetQuest: progress report,” Proc. SPIE 6268, 626822 (2006).
[CrossRef]

R. A. Laskin, “Successful completion of SIM-PlanetQuest technology,” Proc. SPIE 6268, 626823 (2006).
[CrossRef]

M. C. Noecker, “Systematic errors in high-precision optical interferometric astrometry,” Proc. SPIE 2477, 188-208(1995).
[CrossRef]

Publ. Astron. Soc. Pac.

S. C. Unwin, M. Shao, A. M. Tanner, R. J. Allen, C. A. Beichman, D. Bobolz, J. H. Catanzarite, B. C. Chaboyer, D. R. Ciardi, S. J. Edberg, A. L. Fey, D. A. Fischer, C. R. Gelino, A. P. Gould, C. Grillmair, T. J. Henry, K. V. Johnson, K. J. Johnston, D. L. Jones, S. R. Kulkarni, N. M. Law, S. R. Majewski, V. V. Makarov, G. W. Marcy, D. L. Meier, R. P. Olling, X. Pan, R. J. Patterson, J. E. Pitesky, A. Quirrenbach, S. B. Shaklan, E. J. Shaya, L. E. Strigari, J. A. Tomsick, A. E. Wehrle, and G. Worthey, “Taking the measure of the Universe: precision astrometry with SIM PlanetQuest,” Publ. Astron. Soc. Pac. 120, 38-88 (2008).
[CrossRef]

Other

M. Born and E. Wolf, Principles of Optics, 6th ed. (Pergamon, 1989).

P. R. Lawson, “Phase and group delay estimation,” in Principles of Long Baseline Stellar Interferometry, P. R. Lawson, ed., Course Notes from the 1999 Michelson Interferometry Summer School (Jet Propulsion Laboratory, 1999).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (13)

Fig. 1
Fig. 1

Fringe intensity detected by SCDU pixel channels from 5 through 55. KG03 has more energy in the longer wavelength region.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Pixel effective phases versus pixel effective wavenumbers for filters BG38 and KG03. (b) Difference of the two phase curves in (a), computed by interpolating the BG38 curve at the effective wavenumbers of KG03, is of hundreds of picometers. 0.1 rad 10 nm for a 0.6 μm wavelength.

Fig. 3
Fig. 3

Sample DFT window function for a typical 150 μm stroke modulation measured by metrology on the SCDU. The bandwidth of a typical pixel is about 0.1 rad / μm .

Fig. 4
Fig. 4

(a) Typical SCDU fringe signal measurement over 150 μm OPD range and (b) its Fourier transform in amplitude (dashed curve, normalized) and phase (solid curve).

Fig. 5
Fig. 5

Phase dispersions estimated using long-stroke white-light fringe DFT for five consecutive pixels, 30, 31, 32, 33, 34, s fringes.

Fig. 6
Fig. 6

(a) Fringe phases detected by five consecutive pixels, 30, 31, 32, 33, and 34, using an He–Ne laser and (b) phases estimated using DFT of white-light fringes at the wavelength of the He–Ne laser; see Fig. 5.

Fig. 7
Fig. 7

(a) Deviation of SCDU modulation from a perfect linear modulation. (b) Phase calibration error using trapezoidal DFT for SCDU sampling (dashed curve) and an ideal uniform sampling (solid curve). The legend of (b) shows the effect of the phase calibration error on the spectral delay change estimation.

Fig. 8
Fig. 8

(a) Sample Fermi window function and (b) its Fourier transform.

Fig. 9
Fig. 9

Flow chart of the end-to-end calibration and estimation procedure.

Fig. 10
Fig. 10

End-to-end systematic error in calibration, OPD estimation error for three 10-pixel channels.

Fig. 11
Fig. 11

Spectral delay errors of one 10-pixel spectral channel (pixels 25 through 34) due to photon shot noises in the instrument calibration from 400 Monte Carlo runs.

Fig. 12
Fig. 12

(a) Stitching together the spectral ratios estimated from different spectral channels and (b) the channel spectral response amplitudes.

Fig. 13
Fig. 13

The spectral delay change error due to spectral calibration error caused by photon shot noise.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1 Some SCDU Results

Equations (40)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

I p ( u ) = 0 d k S source ( k ) T p ( k ) { 1 + V p ( k ) cos [ k u + ϕ p ( k ) ] } ,
y i p = 1 Δ t i t i 1 t i d t I ( u ( t ) ) = I DC p + 1 Δ t i t i 1 t i d t 0 d k S source ( k ) T p ( k ) V p ( k ) cos [ k u ( t ) + ϕ p ( k ) ] ,
I DC p 0 d k S source ( k ) T p ( k ) .
u i = 1 Δ t i t i 1 t i d t u ( t ) .
y i p = I DC p + 0 d k S source ( k ) T p ( k ) V p ( k ) cos [ k u i + ϕ p ( k ) ]
y i p = I DC p + 0 d k S source ( k ) T p ( k ) V p ( k ) sinc ( k Δ u ) cos [ k u i + ϕ p ( k ) ] ,
ϕ p ( k ) = ϕ mat ( k ) + δ ϕ p ( k ) ,
k eff p = 0 d k S source T p ( k ) V p ( k ) k 0 d k S source T p ( k ) V p ( k ) ,
ϕ eff p ϕ mat ( k eff p ) assuming     δ ϕ p ( k ) 0 .
y ˜ ( k ) - d u y ( u ) e i k u .
y ˜ ( k ) = π S source ( k ) T p ( k ) V p ( k ) e i ϕ p ( k ) for     k > 0 .
y ˜ DFT p ( k ) 1 2 i = 1 N 1 ( u i + 1 u i ) [ y i + 1 p exp ( i k u i + 1 ) + y i p exp ( i k u i ) ] .
y ˜ DFT p ( k ) = 1 2 π d k w DFT ( k - k ) y ˜ ( k ) ,
w DFT ( k ) 1 2 i = 1 N 1 ( u i + 1 u i ) [ exp ( i k u i + 1 ) + exp ( i k u i ) ] .
S source ( k ) T p ( k ) V p ( k ) = 1 π | y ˜ ( k ) | 1 π | y ˜ DFT p ( k ) | , ϕ p ( k ) = Arg { y ˜ ( k ) } Arg { y ˜ DFT p ( k ) } .
y i , obs p = I DC , obs p + 0 d k S obs ( k ) T p ( k ) V p ( k ) cos [ k ( u i + d 0 ) + ϕ p ( k ) ] I DC , obs p + 0 d k S obs ( k ) S cal ( k ) | y ˜ DFT , cal ( k ) | cos [ k ( u i + d 0 ) + Arg { y DFT , cal p ( k ) } ] ,
S cal ( k ) T p ( k ) V p ( k ) 1 π | y DFT , cal p ( k ) | , S obs ( k ) T p ( k ) V p ( k ) 1 π | y DFT , obs p ( k ) | ,
S obs ( k ) S cal ( k ) | y DFT , obs p ( k ) | | y DFT , cal p ( k ) | .
W ( u ) ( 1 + e - L 0 / δ L ) 2 [ e ( u - L 0 ) / δ L + 1 ] [ e ( u + L 0 ) / δ L + 1 ] ,
W ˜ ( k ) = 2 π δ L sin ( k L 0 ) sinh ( π k δ L ) ( 1 + e L 0 / δ L ) 3 1 e L 0 / δ L ,
y i p , tapered y i p W ( u i )
y i p , tapered = I D C cal p + m = M L M U A m p cos [ k m u i + Φ m p ] ,
X p = [ I D C cal , C M L , S M L , C M L + 1 , S M L + 1 , , C M U , S M U ] T ,
C m A m p cos Φ m p , S m A m p sin Φ m p , A m p = C m 2 + S m 2 , Φ m p = tan 1 ( S m / C m ) .
y p , tapered = A X p ,
A [ 1 cos k M L u 1 sin k M L u 1 cos k M L + 1 u 1 - sin k M L + 1 u 1 cos k M U u 1 sin k M U u 1 1 cos k M L u 2 sin k M L u 2 cos k M L + 1 u 2 sin k M L + 1 u 2 cos k M U u 2 sin k M U u 2 1 cos k M L u N - sin k M L u N cos k M L + 1 u N sin k M L + 1 u N cos k M U u 1 sin k M U u N ] .
X ^ p = A y p , tapered ,
y obs tapered ( u ) = I DC obs + m = M L M U A m p , obs cos [ k m ( u + d 0 ) + Φ m p , obs ] = I DC obs + m = M L M U A m p , obs A m p , cal A m p , cal cos [ k m ( u + d 0 ) + Φ m p , obs ] I DC obs + m = M L M U A m p , obs A m p , cal A m p , cal cos [ k m ( u + d 0 ) + Φ m p , cal ] ,
min k , I , V , ϕ | y I ( 1 + V cos ( k u + ϕ ) ) | 2 ,
d ^ = 1 k model ( ϕ obs - ϕ model ) + d 0 .
Δ d = d ^ s 1 d ^ s 2 ,
Δ d = 1 p = 1 N p w p p = 1 N p w p Δ d p ,
w p = 1 Var ( Δ d p )
Var ( Δ d p ) = Var ( d ^ s 1 p ) + Var ( d ^ s 2 p ) .
Var ( d ^ s 1 p ) 1 I s 1 p ( V s 1 p k s 1 p ) 2 , Var ( d ^ s 2 p ) 1 I s 2 p ( V s 1 p k s 2 p ) 2 .
Δ ϕ p = d 0 k model p + 2 π n ,
d 0 = 1 p = 1 N p w p p = 1 N p 1 k model p ( Δ ϕ p 2 π n ) w p ,
I p ( u ) = 0 d k S source ( k ) T p ( k ) + 1 2 0 d k S source ( k ) T p ( k ) V p ( k ) [ e i k u + i ϕ p ( k ) + e i k u - i ϕ p ( k ) ] = 0 d k S source ( k ) T p ( k ) + 1 2 0 d k S source ( k ) T p ( k ) V p ( k ) e i k u + i ϕ p ( k ) + 1 2 0 d k S source ( k ) T p ( k ) V p ( k ) e i k u i ϕ p ( k ) ,
I p ( u ) = y ( u ) = 1 2 π d k y ˜ ( k ) e i k u
y ˜ ( k ) = π S source ( k ) T p ( k ) V p ( k ) e i ϕ p ( k ) for     k > 0 ,

Metrics