Pathway Toward a Mid-Infrared Interferometer for the Direct Characterization of Exoplanets
我们认识到需要在可见光和红外热辐射的反射光中表征系外行星。但是对于热红外，我们也认识到干涉调零器的困难，尽管如此，我们还是赞同未来对干涉仪的需要。我们提出了一个新的，现实的，途径，以满足这两个目标，热红外研究和干涉架构。
2009-05-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Tunable Kernel-Nulling interferometry for direct exoplanet detection
本文提出一种基于四望远镜Kernel-Nuller架构的可调谐零干涉仪，通过14个电子移相器校正相位误差，并开发算法优化延迟量，结合统计检验探测系外行星特征。
2025-02-26 astro-ph.IM
The Phase Induced Amplitude Apodizer and Nuller -- High transmission, high dispersion coronagraphy at 2λ/D
Observatoire de Genève, Département d’Astronomie, Université de Genève（日内瓦天文台，天文学系，日内瓦大学）；Division of Space and Planetary Sciences, University of Bern（伯尔尼大学空间与行星科学系）；Division of Space Research and Planetary Sciences, Physics Institute, University of Bern（伯尔尼大学物理研究所空间研究与行星科学系）
PIAAN冠状图通过单模光纤实现高对比度和高传输率，为比邻星b的高色散冠状图观测提供关键技术方案。
2025-03-24 astro-ph.IM
Sparse Image Reconstruction for the SPIDER Optical Interferometric Telescope
最近提出的一种小尺度干涉光学成像装置的概念，即一种称为光电侦察分段平面成像探测器的仪器，因其在天文学和空间科学中的可能应用而引起极大兴趣。由于重量轻，功耗低，分辨率高，SPIDER望远镜可以取代现有的大型太空望远镜。与传统的光学干涉测量不同，SPIDER精确地检索相位和振幅信息，使测量过程类似于无线电干涉仪。最先进的稀疏射电干涉图像重建技术在射电天文学中获得了越来越多的关注，并重建了无线电天空的精确图像。在这项工作中，我们描述的算法，从无线电干涉成像和稀疏图像重建，并通过模拟观测和重建的光学天空演示其应用程序的SPIDER概念望远镜。这种算法对于提供天基信息平台观测的高保真图像十分重要，有助于为天基信息平台的科学和天文分析概念提供动力。
2021-03-22 astro-ph.IM
Efficient detection and characterization of exoplanets within the diffraction limit: nulling with a mode-selective photonic lantern
研究提出用六端口模式选择性光子灯笼替代单模光纤增强VFN设计，构建Photonic Lantern Nuller (PLN)，在衍射极限内显著提高系外行星探测吞吐量并实现定位与通量比约束，作为传统日冕仪的互补工具。
2022-09-15 astro-ph.IM
Asgard/NOTT: L-band nulling interferometry at the VLTI -- III. The mid-infrared integrated optics beam combiner for NOTT
I. Physikalisches Institut der Universität zu Köln（科隆大学第一物理研究所）；Department of Physics & Astronomy, University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校物理与天文学系）；Institute of Astronomy, KU Leuven（鲁汶大学天体物理研究所）
本文介绍了NOTT仪器中使用的中红外集成光束组合器，用于在VLTI上通过L波段消光干涉测量研究水雪线附近的高温尘埃和年轻木星类行星，展示了其性能和应用前景。
2025-11-24 astro-ph.IM
Image Reconstruction in Optical Interferometry
本教程介绍了从干涉数据的图像重建的问题，特别侧重于在光学（可见光/红外）波长遇到的具体问题。在反问题方法的一般框架下，介绍了从干涉数据重建图像的挑战性问题。这个框架，然后用来描述现有的图像重建算法在无线电干涉测量和新的方法，专门开发的光学干涉测量。
2009-09-12 astro-ph.IM
Principles of image reconstruction in optical interferometry: tutorial
本文对干涉测量数据的图象重建问题作了一般性的介绍。给出了干涉观测量的一个简单模型，并讨论了稀疏傅立叶数据所引起的问题。各种正则化的效果进行了描述。在所提出的一般框架，大多数现有的算法可以理解。对于天文学家来说，这样的理解不仅对于选择和使用算法至关重要，而且对于确保正确解释结果图像也至关重要。
2017-08-28 astro-ph.IM
Stellar Intensity Interferometric Capabilities of IACT Arrays
对附近主序星和双星系统的亚毫弧秒成像可以提供恒星现象的关键信息，如旋转变形，吸积效应和星点（太阳黑子）周期的普遍性。在光波段（U/V）实现这种分辨率水平需要使用具有千米级基线间隔的稀疏干涉望远镜阵列。目前的地面VHE伽马射线观测站，如VERITAS、HESS和MAGIC，采用直径> 10 m的光学成像大气切伦科夫望远镜（IACT）阵列，望远镜间距>80 m，因此非常适合使用Hanbury Brown和Twiss（HBT）干涉测量法在U/V波段进行亚毫角秒天文成像[1，2]。我们描述了仪器的发展，用于增强IACT阵列进行恒星强度干涉（SII）成像。使用伪随机和热（黑体）光进行实验室测试，以证明高速（250 MHz）数字化电子设备在长时间（数分钟至数小时）内连续记录光子强度的能力，并验证使用离线软件相关性来计算相干度的平方。然后，我们使用作为干涉观测填充傅立叶倒易图像平面，并应用标准的反演技术，以恢复原始的2-D源图像。廉价的基于光纤的亚纳秒多箱（白兔[3]）同步定时的商业可用性使得SII能够扩展到大于10 km的基线，理论上允许分辨率<100 $μ$弧秒的U/V波段成像。本文介绍了VERITAS IACT天文台阵列（亚利桑那州阿马多）和未来CTA IACT天文台（西班牙加那利群岛和智利帕拉纳尔）的实用SII仪器的典型设计。
2017-09-12 astro-ph.IM
Deformable mirror interferometric analysis for the direct imagery of exoplanets
对系外行星系统的直接成像需要使用日冕仪，以在小的角间距（0.1 "）下达到高对比度（10 ^-8至10 ^-11）。然而，这些设备的性能受到像差（由大气或光学器件引入的相位或振幅）的极大限制。因此，日冕仪必须与极端自适应光学系统相结合，该系统由焦平面波前传感器和高阶可变形反射镜组成。这些自适应光学系统必须在1kHz的速率下达到小于0.1nm（RMS）的校正波前中的残余误差。此外，变形镜的表面缺陷，从制造过程中固有的，必须加以限制，以避免引入振幅像差。巴黎天文台（LESIA）研制了一个实验性的高对比度工作台。该工作台包括由1024个致动器组成的Boston Micromachine可变形反射镜。为了对其表面和性能进行精确分析，我们在马赛天文台（LAM）自2004年以来开发的干涉仪工作台上对其进行了表征。在本文中，我们提出了这种干涉工作台以及分析的结果。这将包括精确的表面表征和致动器行为的描述，在10 × 10的致动器范围内（单个致动器的行为，相邻致动器之间的串扰研究，卡住致动器的影响）和全镜尺度（一般表面形状）。
2017-10-10 astro-ph.IM
3-beam self-calibrated Kernel nulling photonic interferometer
利用干涉调零直接表征太阳系外行星是一个令人兴奋的前景，但在望远镜上部署时面临许多实际挑战。最大的限制是零器对入射望远镜光束之间的任何残余光程差的极端敏感性，即使在自适应光学或条纹跟踪器校正之后。最近提出的核零架构试图通过产生零所需的相消干涉来缓解这一问题，在一个方案中，自校准的可观测量可以有效地创建，实际上抵消了剩余的大气活塞条款。在这里，我们实验证明了第一次成功地创建自校准的核零观测值在实验室中调零干涉。我们通过使用专用的光子集成器件实现了这一点，该器件包含多模干涉耦合器，当注入三个同相望远镜光束时，该耦合器会产生一个明亮的输出和两个零输出。该器件通过减去测量的输出通量来产生零位输出，从而创建单个自校准的内核零位。我们在实验室测试台上，在1.55 μm的波长下，实验证明了高达200 nm的诱导活塞误差的内核零点的提取。此外，我们凭经验证明了内核空行为时，注入相当于2.32质量分离的对比度为10^{-2}，在100 nm RMS上游活塞残差的二进制同伴类似物。
2022-06-10 astro-ph.IM
Systematic error cancellation for a four-port interferometric polarimeter
原始暴胀探测器（PIXIE）是一个探测器级任务概念，通过其在宇宙微波背景（CMB）线性偏振上的独特印记来测量原始暴胀的引力波特征。它的光学系统将偏振傅里叶变换光谱仪耦合到天空，以测量来自天空上的两个共点光束的正交线偏振态之间的差分信号。四端口测量的双差分特性减轻了大多数CMB测量中使用的双端口系统常见的与波束相关的系统误差。将非偏振温度梯度耦合到错误偏振信号的系统误差对于任何单个检测器都抵消到一阶。这种共模消除在检测之前以光学方式执行，并且不依赖于仪器校准。当比较来自独立探测器的信号时，耦合温度和偏振的系统误差消除到二阶。我们描述了PIXIE的偏振光束模式，并评估了CMB偏振测量的系统误差。
2019-08-01 astro-ph.IM
Seidr update: photonic 'black magic' for high-contrast interferometry using kernel-nulling and photonic lanterns
University of Sydney（悉尼大学）；Observatoire de la Cote d’Azur, Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台，蔚蓝海岸大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）；University of Exeter（埃克塞特大学）；Leiden University（莱顿大学）
研究利用Asgard套件中的新干涉光束组合器Seidr，结合混合模式选择性光子灯笼注入模块与内核零化光子芯片后端，用于系外行星等的高对比度研究，介绍其设计成熟度、模拟及神经网络波前估计方案进展。
2026-07-22 astro-ph.IM physics.optics
Phase-Occultation Nulling Coronagraphy
通过描述类地行星在宜居带中的特征来寻找生命是天文学的关键科学目标之一。本文提出了一种新的相位掩蔽干涉调零日冕测量方法。PO-NC方法采用干涉仪腔体内部的光束行走和自由形式的光学表面，以在每个干涉仪臂（光路）之间引入径向依赖的板尺度差，其在传输离轴场的同时以高对比度使中心恒星归零。该设计很容易在分段反射镜望远镜架构上实现，利用单个调零干涉仪来实现高吞吐量、小的内工作角（IWA）、六阶或更高的星光抑制和全离轴发现空间，这些功能的组合是其他日冕仪设计通常必须交易的。与以前的NC方法不同，PO-NC方法不需要光瞳剪切;这增加了吞吐量，并使其对轴上共模望远镜误差不太敏感，从而减轻了实现$\leq10^{-10}$对比度水平所需的天文台稳定性。天文台的操作也得到了简化，不再需要多个望远镜辊和剪切机来构建高对比度图像。PO调零器的设计目标类似于用于直接探测宜居带（HZ）地球外信号的其他日冕仪：在$\geq10$ %带通上，在IWA为$\leq3λ/D$时，与在可见光和近红外波段工作的大（$>10$ ~m）分段孔径空间望远镜进行$10^{-10}$量级的对比。这项工作提出了一个介绍的PO调零日冕方法的基础上，其可见调零日冕（VNC）的遗产和关系的径向剪切干涉仪。
2015-04-22 astro-ph.IM
Vortex fiber nulling for exoplanet observations. I. Experimental demonstration in monochromatic light
涡旋纤维零化是一种光谱学方法，用于表征与主恒星有小角度间隔（$\lesssimλ/D$）的系外行星。通过在系统点扩散函数中产生光学涡旋来抑制星光，该光学涡旋防止恒星场耦合到单模光纤的基模中。另一方面，来自行星的光耦合到光纤中，并被路由到光谱仪。使用原型涡旋光纤零器（VFN）设计的单色光，我们证明了耦合分数的$6\times10^{-5}$和$>0.1$的恒星和行星，分别。
2019-03-29 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.optics
Nulling Data Reduction and On-Sky Performance of the Large Binocular Telescope Interferometer
大双目望远镜干涉仪（LBTI）是一种多功能仪器，设计用于高角分辨率和高对比度红外成像（1.5-13微米）。在本文中，我们重点介绍了中红外（8-13微米）调零模式，并介绍了其工作原理，数据简化和截至2015年3月调试阶段结束时的天空性能。LBTI零位仪的干涉基线为14.4米，专门用于分辨附近主序星的宜居带，那里有温暖的外黄道尘埃排放峰值。测量附近主序星的地外光度函数是为未来地外直接成像仪器做准备的一个重要里程碑。由于波前控制和相位稳定以及数据简化技术的最新进展，LBTI于2015年2月在附近明亮的A3 V恒星Beta Leo上进行了为期三小时的观测序列，证明了0.05%的校准零精度。这相当于一颗位于10秒差距的类太阳恒星的外黄道盘密度为15至30佐迪，视所采用的盘模型而定。这一结果创造了高对比度中红外干涉成像的新纪录，为研究行星系打开了一扇新窗口。
2016-01-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
Stochastic Optics: A Scattering Mitigation Framework for Radio Interferometric Imaging
正如地球大气层中的湍流会严重限制光学望远镜的角分辨率一样，电离星际介质中的湍流也会从根本上限制射电望远镜的分辨率。我们提出了一个散射缓解框架，无线电成像与甚长基线干涉测量（VLBI），部分克服了这一限制。我们的框架，“随机光学”，来自一个简单的强星际散射分离小尺度（“衍射”）的影响，从大尺度（“折射”）的影响，从而分离确定性和随机的散射贡献。随机光学通过同时重建未散射图像及其折射扰动扩展了传统的合成成像。它优于直接成像的优势来自于利用散射的许多确定性特性-例如时间平均的“模糊”、偏振独立性以及频率和时间的确定性演化-同时仍然考虑大尺度上的随机图像失真。这些失真通过其时间平均功率谱的正则化在图像重建中被识别。使用合成数据，我们表明，该框架有效地消除了衍射散射的模糊，同时减少了虚假的图像特征折射散射。随机光学可以提供显着的改善现有的散射缓解策略，特别是有前途的银河系中心超大质量黑洞，人马座A*，与全球毫米VLBI阵列和事件视界望远镜成像。
2016-10-17 astro-ph.GA astro-ph.IM
Advances in the Development of Mid-Infrared Integrated Devices for Interferometric Arrays
本文介绍了恒星干涉测量中红外集成光学的发展情况。该器件是通过激光写入技术在硫系玻璃上制作的。并对实验室特性进行了报道和分析。
2012-07-19 astro-ph.IM physics.optics
On the sensitivity of closure phases to faint companions in optical long baseline interferometry
我们探讨的灵敏度和完整性的长基线干涉观测检测未知的，微弱的同伴周围明亮的未解决的恒星。我们推导出一个微弱的同伴在高对比度制度（<0.1）的关闭相位签名的线性表达式，并提供了一个定量的估计，目前提供的四望远镜配置在甚大望远镜干涉仪的检测效率。结果进行比较，以确定理想的阵列所提供的线性和Y形干涉配置的性能。我们发现，所有的配置有一个类似的效率发现同伴宽超过10mas。假设闭合相位精度为0.25度，这是典型的国家的最先进的仪器，我们预测的中值动态范围高达6个量级时，在五个不同的小时角获得的叠加观测。测量亮星以寻找暗淡的伴星可以被认为是现代干涉测量设施的理想填充方案，因为这对干涉测量配置的选择几乎没有限制。
2012-04-17 astro-ph.IM astro-ph.SR
The vortex fiber nulling mode of the Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC)
Keck Planet Imager and Characterizer（KPIC）是Keck II自适应光学系统的升级版，该系统包括一个有源光纤注入单元（FIU），用于有效地将来自系外行星的光路由到高分辨率光谱仪NIRSPEC。到2019年底，我们将增加一套新的日冕模式以及高阶变形镜。其中一种模式，在$K$波段（2. 2 $μm$）工作，将是第一个进入天空的涡流光纤零化器。涡旋纤维零化（VFN）是一种新的干涉方法，用于抑制星光，以便在传统日冕系统无法达到的角分离处光谱表征系外行星。$6\times10^{-5}$在635 nm激光中的单色星光抑制已经在实验室的VFN试验台上得到了证明。多色实验正在进行中，$<5\times10^{-4}$和$\sim5\%$的耦合效率已分别为恒星和行星在10%带宽的光。在这里，我们描述了这些实验，新的KPIC VFN模式，并使用实际的参数确定在KPIC调试期间完成的天空测试，这种模式的预期性能。
2019-09-08 astro-ph.EP astro-ph.IM
Reducing controls noise in gravitational wave detectors with interferometric local damping of suspended optics
本文通过建模HoQIs传感器替代阴影传感器控制悬架共振，实现共振峰抑制提升十倍并降低噪声，从而改善LIGO探测器10-20 Hz频段灵敏度。
2023-05-02 astro-ph.IM gr-qc
Radiative hydrodynamics simulations of red supergiant stars: II. simulations of convection on Betelgeuse match interferometric observations
上下文红超巨星参宿四是一颗不规则变星。对流可能在理解这种变化方面发挥重要作用。干涉观测可以用复杂的恒星对流模拟来解释。目标。我们比较的可见度曲线和闭合相位从我们的三维模拟的RSG对流CO5BOLD的参宿四的各种干涉观测从光学H波段，以表征和测量对流模式在这颗星。方法.我们使用3D辐射流体动力学（RHD）模拟计算强度图在不同的过滤器，因此，我们推导出干涉观测使用后处理辐射转移代码OPTIM3D。合成的能见度曲线和关闭阶段进行了比较，观察。结果我们提供了一个强大的检测在光学和H波段上的参宿四表面上的颗粒图案的基础上观察到的可见性点和关闭阶段的优秀拟合。此外，我们确定，参宿四表面在H波段覆盖的小到中等规模（5 - 15质量）对流相关的表面结构和一个大的（30质量）对流细胞。在这个光谱区域，H2O分子是主要的吸收体，并对小结构和可见度曲线的第一个零点（即视恒星半径）的位置有贡献。
2010-03-06 astro-ph.IM astro-ph.SR
Interferometric Observations of Rapidly Rotating Stars
光学干涉测量为我们提供了一个独特的机会，以提高我们对恒星结构和演化的理解。通过直接观察旋转扭曲光球在亚毫弧秒尺度，我们现在能够描述恒星半径，温度结构，甚至能量传输的纬度依赖性。这些详细的新的恒星视图正在导致一系列广泛的相关主题的修正思维，如光谱学，恒星演化和系外行星探测。随着新的先进技术和仪器的成熟，天文学中的这一主题将在深度和影响力上大大扩展。
2012-04-11 astro-ph.IM astro-ph.SR
