YIPPY：面向宜居世界天文台日冕仪产量输入包标准化处理的开源Python库

《RAS Techniques and Instruments》：yippy: Standardized Yield Input Package Processing and Fourier-Domain PSF Interpolation for HWO Coronagraphs

　　

摘要

日冕仪是宜居世界天文台（HWO）的核心组件，几乎使命设计的每一个方面都依赖于准确的日冕仪性能数据。日冕仪设计师会生成产量输入包（YIPs），这是一种基于FITS的标准格式，被HWO的产量计算器（如ayo和exosims）所使用。然而，目前尚无标准工具来处理和使用这些YIPs：每个研究小组都独立地重复相同的步骤来提取透射率曲线、计算对比度和插值PSF，而这些细微的方法差异会导致显著误差。我们提出了yippy（Yield Input Package Python），一个开源库，旨在标准化YIPs的使用。yippy复现了ayo和exosims中使用的所有日冕仪性能指标，使HWO研究人员能够与社区的产量和曝光时间计算器一致地使用日冕仪数据。除了标量指标外，yippy还实现了基于傅里叶的PSF插值，能够从YIP中的离散PSF集合以产量管线的速度生成空间连续的离轴图像，为从产量输入数据进行日冕仪图像模拟提供可复用的接口。兼容jax的接口支持在加速器上进行批处理：在H100 GPU上，yippy每秒可计算近15,000个PSF，而其底层的物理光学传播在Apple M2 Pro CPU上仅能维持约每秒4–5个PSF。我们在三种日冕仪架构上验证了插值精度，证明在典型网格间距下中位相对均方根误差约为10^?4，并与ayo（误差3%）和exosims（误差6%）两种已知ETC存在差异的产量计算器进行了性能指标的交叉验证。