The direct imaging of potentially habitable exoplanets is one prime science case for high-contrast imaging instruments on extremely large telescopes. Most such exoplanets orbit close to their host stars, where their observation is limited by fast-moving atmospheric speckles and quasi-static non-common-path aberrations (NCPA). Conventional NCPA correction methods often use mechanical mirror probes, which compromise performance during operation. This work presents machine-learning-based NCPA control methods that automatically detect and correct both dynamic and static NCPA errors by leveraging sequential phase diversity. We extend previous work in reinforcement learning for AO to focal plane control. A new model-based RL algorithm, Policy Optimization for NCPAs (PO4NCPA), interprets the focal-plane image as input data and, through sequential phase diversity, determines phase corrections that optimize both non-coronagraphic and post-coronagraphic PSFs without prior system knowledge. Further, we demonstrate the effectiveness of this approach by numerically simulating static NCPA errors on a ground-based telescope and an infrared imager affected by water-vapor-induced seeing (dynamic NCPAs). Simulations show that PO4NCPA robustly compensates static and dynamic NCPAs. In static cases, it achieves near-optimal focal-plane light suppression with a coronagraph and near-optimal Strehl without one. With dynamics NCPA, it matches the performance of the modal least-squares reconstruction combined with a 1-step delay integrator in these metrics. The method remains effective for the ELT pupil, vector vortex coronagraph, and under photon and background noise. PO4NCPA is model-free and can be directly applied to standard imaging as well as to any coronagraph. Its sub-millisecond inference times and performance also make it suitable for real-time low-order correction of atmospheric turbulence beyond HCI.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

基于强化学习的最优控制指令模仿生成方法
专知会员服务
35+阅读 · 2023年12月2日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
详述DeepMind wavenet原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
12+阅读 · 2017年6月26日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
10+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
9+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
13+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
基于强化学习的最优控制指令模仿生成方法
专知会员服务
35+阅读 · 2023年12月2日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员