在探索宇宙奧秘的征程中，天文學(xué)家賈里德·馬萊斯博士正致力于一項極具挑戰(zhàn)性的研究——對太陽系外行星進(jìn)行成像。系外行星，即圍繞除太陽以外恒星運(yùn)行的行星，一直是天文學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。馬萊斯博士希望通過自適應(yīng)光學(xué)和日冕儀，直接拍攝這些行星的照片，分離出它們從恒星中發(fā)出的光線，并測量其大氣特性，例如是否存在氧氣、水、甲烷等元素，以及行星的溫度等關(guān)鍵信息。

然而，要實現(xiàn)這一目標(biāo)，幾乎需要完美的圖像。但現(xiàn)實是，由于宇宙運(yùn)行的固有方式，目前還無法制造出完美的光學(xué)系統(tǒng)。在觀測過程中，圖像會出現(xiàn)各種問題，比如由望遠(yuǎn)鏡電機(jī)振動、風(fēng)力等因素引起的快速抖動，這些都會嚴(yán)重影響成像質(zhì)量。為了解決這些問題，馬萊斯博士團(tuán)隊研制了MagAO - X儀器。該儀器會在亞利桑那大學(xué)的實驗室和智利的拉斯坎帕納斯天文臺之間運(yùn)輸，并安裝在麥哲倫·克萊望遠(yuǎn)鏡上進(jìn)行系外行星成像。在觀測時，他們會利用高速相機(jī)和可變形鏡，以每秒2000次的頻率實時修正圖像，校正快速抖動。

對于地基望遠(yuǎn)鏡天文觀測而言，大氣湍流是首先要克服的難題。這一現(xiàn)象導(dǎo)致星星閃爍，使得星星圖像變得模糊，最終呈現(xiàn)為一個光斑。風(fēng)吹和望遠(yuǎn)鏡電機(jī)振動也會對觀測造成影響。為了校正這些影響，需要高速相機(jī)能夠以快于振動發(fā)生的速度，對日冕儀所排斥的光進(jìn)行成像，并作為波前傳感相機(jī)來校正振動。

馬萊斯博士提到，他們的觀測目標(biāo)是相距僅0.1角秒的天體，而人眼在臂長距離處能分辨的頭發(fā)絲直徑約為幾角秒。在如此近的角距下實現(xiàn)高對比度成像，難度極大，這就要求系統(tǒng)必須配備最前沿、性能最佳的設(shè)備，才能捕捉到這些微弱的信號。

在眾多設(shè)備中，Kinetix相機(jī)成為了理想之選。它具備大傳感器上的超高速成像能力，同時憑借低噪聲和高量子效率實現(xiàn)了高靈敏度。馬萊斯博士團(tuán)隊擁有兩臺Kinetix相機(jī)，一臺放置在焦平面，另一臺放置在pupil平面（利用被拒絕的星光），這樣的布局使得他們可以靈活設(shè)計日冕儀光學(xué)系統(tǒng)。他們還有兩臺來自Teledyne Princeton Instruments的ProEM作為雙成像儀，用于不同波長的觀測。

在實際應(yīng)用中，Kinetix相機(jī)主要被用作波前傳感相機(jī)，其成像速度極快，對控制系統(tǒng)振動起到了關(guān)鍵作用。通過并排比較開啟和關(guān)閉Kinetix控制環(huán)路的效果，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)振動情況發(fā)生了巨大變化，從“四處跳動”變得非常穩(wěn)定，艾里圖案看起來就像模擬結(jié)果一樣。團(tuán)隊主要使用Kinetix的動態(tài)范圍模式，雖然專注于速度，但為了快速校正，只使用相機(jī)的一小部分感興趣區(qū)域；同時也可以利用未裁剪傳感器的寬視野來尋找需要校正的恒星。

在系統(tǒng)設(shè)置方面，Kinetix相機(jī)的安裝非常順利。團(tuán)隊成員對其極高的PCIe接口十分滿意，這使得從相機(jī)獲取數(shù)據(jù)的延遲極低。團(tuán)隊運(yùn)行自己的定制硬件和軟件，并得到了Teledyne Photometrics軟件工程師的大力幫助，他們對軟件進(jìn)行了細(xì)微調(diào)整，使其運(yùn)行良好且可靠，整個過程中沒有遇到任何軟件問題。Kinetix相機(jī)憑借其出色的性能和可靠的工作表現(xiàn)，為馬萊斯博士團(tuán)隊的研究提供了有力支持。