The Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics (SCExAO) instrument is a multipurpose high-contrast imaging platform designed for the discovery and detailed characterization of exoplanetary systems and serves as a testbed for high-contrast imaging technologies for ELTs. It is a multiband instrument which makes use of light from 600 to 2500 nm, allowing for coronagraphic direct exoplanet imaging of the inner 3λ/D from the stellar host. Wavefront sensing and control are key to the operation of SCExAO. A partial correction of low-order modes is provided by Subaru's facility adaptive optics system with the final correction, including high-order modes, implemented downstream by a combination of a visible pyramid wavefront sensor and a 2000-element deformable mirror. The well-corrected NIR (y-K bands) wavefronts can then be injected into any of the available coronagraphs, including but not limited to the phase-induced amplitude apodization and the vector vortex coronagraphs, both of which offer an inner working angle as low as 1λ/D. Noncommon path, low-order aberrations are sensed with a coronagraphic low-order wavefront sensor in the infrared (IR). Low noise, high frame rate NIR detectors allow for active speckle nulling and coherent differential imaging, while the HAWAII 2RG detector in the HiCIAO imager and/or the CHARIS integral field spectrograph (from mid-2016) can take deeper exposures and/or perform angular, spectral, and polarimetric differential imaging. Science in the visible is provided by two interferometric modules: VAMPIRES and FIRST, which enable subdiffraction limited imaging in the visible region with polarimetric and spectroscopic capabilities respectively. We describe the instrument in detail and present preliminary results both on-sky and in the laboratory.

We have conducted a high-resolution imaging study of the Taurus-Auriga star-forming region in order to characterize the primordial outcome of multiple star formation and the extent of the brown dwarf desert. Our survey identified 16 new binary companions to primary stars with masses of 0.25-2.5 Msun, raising the total number of binary pairs (including components of high-order multiples) with separations of 3--5000 AU to 90. We find that ~2/3--3/4 of all Taurus members are multiple systems of two or more stars, while the other ~1/4--1/3 appear to have formed as single stars; the distribution of high-order multiplicity suggests that fragmentation into a wide binary has no impact on the subsequent probability that either component will fragment again. The separation distribution for solar-type stars (0.7--2.5 Msun) is nearly log-flat over separations of 3--5000 AU, but lower-mass stars (0.25--0.7 Msun) show a paucity of binary companions with separations of >200 AU. Across this full mass range, companion masses are well described with a linear-flat function; all system mass ratios (q=M_B/M_A) are equally probable, apparently including substellar companions. Our results are broadly consistent with the two expected modes of binary formation (freefall fragmentation on large scales and disk fragmentation on small scales), but the distributions provide some clues as to the epochs at which the companions are likely to form.

The past decade has seen a revolution in our understanding of protoplanetary disk evolution and planet formation in single star systems. However, the majority of solar-type stars form in binary systems, so the impact of binary companions on protoplanetary disks is an important element in our understanding of planet formation. We have compiled a combined multiplicity/disk census of Taurus-Auriga, plus a restricted sample of close binaries in other regions, in order to explore the role of multiplicity in disk evolution. Our results imply that the tidal influence of a close (<40 AU) binary companion significantly hastens the process of protoplanetary disk dispersal, as ~2/3 of all close binaries promptly disperse their disks within <1 Myr after formation. However, prompt disk dispersal only occurs for a small fraction of wide binaries and single stars, with ~80%-90% retaining their disks for at least ~2--3 Myr (but rarely for more than ~5 Myr). Our new constraints on the disk clearing timescale have significant implications for giant planet formation; most single stars have 3--5 Myr within which to form giant planets, whereas most close binary systems would have to form giant planets within <1 Myr. If core accretion is the primary mode for giant planet formation, then gas giants in close binaries should be rare. Conversely, since almost all single stars have a similar period of time within which to form gas giants, their relative rarity in RV surveys indicates either that the giant planet formation timescale is very well-matched to the disk dispersal timescale or that features beyond the disk lifetime set the likelihood of giant planet formation.

The simultaneous push to unprecedented contrast, spectral and spatial resolution at the Very Large Telescope Interferometer (VLTI), as promised by the Asgard instrument suite, requires unprecedented high Strehl ratios and phase-front stability. This will be the job of Baldr: a new J or H band Zernike wavefront sensor (ZWFS) used as a second stage adaptive optics (AO) system for the VLTI/Asgard instrument suite. ZWFS was selected for Baldr due to its optimal photon sensitivity and the need for Baldr to be extremely low latency to reduce the residuals from the first stage AO systems. Here we briefly present the design of Baldr which uses a novel architecture where all four Baldr beams for adaptive optics from each telescope are sensed with a low-latency C-RED One detector, permitting AO frame rates up to 3.5kHz. With this architecture simulations show that the Baldr design can deliver J-band Strehl ratios for the 1.8m Auxiliary Telescopes (AT's) of over 80%, which is a significant improvement on the Strehl ratios otherwise delivered to Asgard, which would limit the scientific objectives of the instrument. Finally we present preliminary test-bed results and give an overview of progress and future work.

The objective of the coronagraphic IFU of RISTRETTO is to enable High Dispersion Coronagraphy of planets at a distance of 2λ/D from their star, without compromising on transmission. The new idea of a PIAA Nuller (PIAAN) allows contrast down to 10⁻⁵ over large bandwidth ≥ 25%, with high transmission ≥ 70% at the distance of 2λ/D. While RISTRETTO will be installed on a VLT, this development is of tremendous importance for fully exploiting future ELTs XAO. We will discuss our PIAAN prototyping activities. This covers 1) the characterisation of our 2nd set of IFU bundles, with 3D-printed MLAs; 2) the characterisation of our first PIAA optics; 3) the integration of a high contrast bench, planned for prototyping of Front-End control strategies; 4) the characterisation of the PIAAN system on the bench.