A virtual coronagraphic test bench for SHARK-NIR, the second-generation high-contrast imager for the Large Binocular Telescope

SHARK-NIR è l'imager ad alto contrasto di seconda generazione per il Large Binocular Telescope. Durante il mio Ph.D. sono stato coinvolto nella fasi di design concettuale e finale dello strumento. In specifico, ho sviluppato un simulatore in IDL che è stato utilizzato come banco di test virtuale per realizzare uno studio comparativo di diverse tecniche coronografiche identificate come possibili candidate a essere implementate nello strumento. Il simulatore è basato sulla propagazione di fronti d'onda e utilizza un approccio end-to-end per generare immagini in presenza di svariate sorgenti di aberrazioni ottiche, da residui atmosferici a vibrazioni e aberrazioni di non-common path (NCPA). Un'attenzione particolare è stata rivolta all'ottimizzazione del software attraverso specifici schemi di parallelizzazione, alla modellizzazione delle proprietà temporali e spaziali delle NCPA e allo studio dell'impatto del prossimo upgrade dei sistema di Ottica Adattiva di LBT. Ho esplorato le performance di diversi coronografi in un ampio range di condizioni osservative e caratterizzato la loro sensibilità ad aberrazioni, disallineamenti e cromatismo. Ho anche contribuito allo sviluppo di una pipeline di riduzione dati rivolta a processare le immagini simulate adottando diversi algoritmi. I risultati delle simulazioni sono stati utilizzati per effettuare una selezione di tecniche coronografiche in grado di soddisfare i requisiti scientifici dello strumento. Infine, ho validato attraverso simulazioni un approccio denominato Phase Diversity il cui fine è misurare on-line le NCPA. Le simulazioni hanno contribuito alla scelta di implementare uno specchio deformabile interno per la correzione simultanea di NCPA e vibrazioni residue ad alta frequenza.