An infrared integrated optic astronomical beam combiner for stellar interferometry at 3-4 microns
集成光学，天文，两束和三束，干涉组合器已被设计和制造的操作在L波段（3 - 4微米）的第一次。该设备已实现在钛扩散，x-切割的锂离子电池基板，并在芯片上的电光条纹扫描已被证明。在实验室中使用集成有片上Y型分束器的双光束组合器产生白光条纹。
2009-11-05 astro-ph.IM
Achromatic design of a photonic tricoupler and phase shifter for broadband nulling interferometry
调零干涉测量是对恒星宜居带内的系外行星成像的最有前途的技术之一。利用光子学进行调零干涉测量法，能够实现系外行星探测所需的对比度和分离。到目前为止，已经确定了限制当前一代光子零器的两个关键问题：光束组合器内的相位变化和色度。三耦合器的使用解决了这两个限制，提供了一个宽带，消色差的零与相位测量条纹跟踪。在这里，我们提出了一个推导的三耦合器的传输矩阵，包括其色行为，和我们的三维设计的一个完全对称的三耦合器，建立在以前的设计提出的GLINT仪器。当输入反相时，它可以实现宽带零点，并将对称的基线相位相关分裂为一对亮通道。在某些设计贸易空间内，科学信号或边缘跟踪能力可以优先考虑。我们还提出了一种锥形波导$180^\circ$移相器，在$1.4-1.7~μ$ m波段中具有$0.6^\circ$的相位变化，在光束之间产生近消色差的差分相位{用于三耦合器调零级的最佳操作}。这两种器件可以集成在一起，提供一个深，宽带空连同实时条纹相位计量信号。
2022-10-03 astro-ph.IM physics.optics
NAIR: Novel Astronomical Instrumentation through photonic Reformatting
“通过光子重新格式化的新型天文仪器”项目是DFG资助的合作项目，旨在利用光子学解决方案的公认潜力，为光学/红外高精度光谱和高角分辨率成像的天文仪器提供全新的方法。我们介绍了我们的自适应光学-光子测试台、用于干涉光束组合的超快激光刻纹波导和用于天文仪器的3D打印结构的项目概述和初步开发结果。该项目预计将导致重要的技术突破，为下一代仪器提供独特的功能和技术解决方案。
2018-07-12 astro-ph.IM
Toward a large bandwidth photonic correlator for infrared heterodyne interferometry
有人提出红外外差干涉测量法，作为在中红外线上重新组合公里基线上的大量望远镜的一种实际的替代办法。然而，目前有限的相关能力施加强烈的限制，这种吸引人的技术的灵敏度。在本文中，我们提出了解决的问题的传输和相关的宽带宽信号在千米的距离，通过引入红外外差干涉测量中的光子处理。我们描述了两个望远镜的光子双边带关联函数的架构，以及这个概念的原理验证测试台上的实验演示。我们证明了\textit{a posteriori}相关的两个红外信号先前产生的双望远镜模拟器中的双边带光子关联函数。通过关联函数得到$13\%$的信噪比的退化，相当于噪声因子$\text{NF}=1.15$，并且从这些测量中检索我们的输入信号的时间相干特性。我们的研究结果表明，光子处理可以用来关联外差信号与潜在的大幅度增加的检测带宽。这些发展为中红外外差干涉测量的宽带宽信号的光子处理开辟了道路，特别是对于大量的望远镜和直接成像器复合器。
2020-06-08 astro-ph.IM
Antenna array characterization via radio interferometry observation of astronomical sources
我们提出了一个“低频”射电天文工程原型阵列，其特征在于在75-300 MHz的频率范围内的原位天线表征方法和结果。多个宇宙射电源的存在，特别是占主导地位的银河噪声，使得在这些频率的现场表征具有挑战性;然而，它将被证明，高质量的测量是可能的，通过无线电干涉测量技术。这种方法在射电天文学界是众所周知的，但在天线测量和无线通信界似乎不那么有名，尽管涉及天线视场中多个不期望源的测量挑战具有一些相似之处。我们讨论了这种方法和我们的结果，期望这一原则可能会在相关领域中找到更大的应用。
2015-01-20 astro-ph.IM
The Palomar Kernel Phase Experiment: Testing Kernel Phase Interferometry for Ground-based Astronomical Observations
目前，天文成像仪器的分辨率和对比度的主要限制来自光路的像差，这可能是由地球湍流大气或望远镜光学系统的对准和形状变化造成的。这些误差可以通过主动和自适应光学以及在所得图像的后处理中进行物理校正。最近开发的自适应光学后处理技术，称为核相位干涉测量法，使用相对于小误差自校准的相位的线性组合，其目的是构建对在其他良好校正的成像系统中的残余光学像差鲁棒的可观测量。在这里，我们提出了一个核相位和更成熟的竞争技术，孔径掩模干涉，点扩散函数（PSF）拟合和双谱分析之间的直接比较。我们解决了阿尔法蛇夫座双星系统附近的近星点，使用帕洛玛200英寸望远镜。这是第一次在这种情况下，核相位已被用于与全孔径解决系统的衍射极限与地面极端自适应光学的意见。在天体测量量之间的核相位和掩蔽，核相位显着优于PSF拟合和双谱分析，证明了其可行性作为一种替代传统的非冗余掩蔽在适当的条件下。
2015-10-21 astro-ph.IM
Characterizing aperture masking interferometry in the near-infrared as an effective technique for astronomical imaging
射电干涉测量是目前深空间天文学的首选方法，但在过去几十年中，光学技术已变得越来越普遍。本研究的目的是表征孔径掩模干涉术在近红外小尺度下的性能。一个包含六对不同直径和间距的孔径的掩模被建造用于麻省理工学院华莱士天体物理天文台的24英寸望远镜。角宿一和木星的测试图像是用28种不同的望远镜配置拍摄的，不同的孔径分离，孔径直径，收集波长和曝光时间。幸运成像被用来解释大气扰动。通过偏置和暗帧减少每个图像以考虑传感器噪声，然后计算每个图像的半高全宽并用作最大角分辨率的代表。这些数据表明，在小尺度上，孔径大小主要控制观察到的最大角分辨率，但需要进一步的数据来证实这一说法。
2020-08-26 astro-ph.IM physics.ins-det
Astronomical Optical Interferometry from the Lunar Surface
该研究指出月面是大型分布式光学干涉设施的理想选址，结合月球抵达技术成熟、地面光学干涉技术发展及月面运行经验积累，论证了开展月面天文光学干涉测量任务的可行性与优势。
2025-10-28 astro-ph.IM
Astrophotonics: photonic integrated circuits for astronomical instrumentation
光子集成电路（PIC）以其在电信领域的重要作用而闻名，例如数据中心中的高速通信设备。然而，PIC也为生命科学，医学，传感，汽车等领域的创新带来了希望。在过去的二十年里，人们已经看到了利用PIC提高天文望远镜仪器性能的努力，也许最引人注目的例子是ESO超大望远镜干涉仪重力的集成光学光束组合器。这台仪器使人们能够以前所未有的角分辨率观测银河系中心的超大质量黑洞，最终获得2020年诺贝尔物理学奖。全球有几个团体积极参与新兴的天体光子学研究领域，其中包括德国波茨坦的innoFSPEC中心。我们目前的结果，为一些应用开发的innofspec，特别是PIC集成光子光谱仪的基础上，阵列波导光栅和PAWS演示（波茨坦阵列波导摄谱仪）、用于精确波长校准的天文频率梳中的PIC环形谐振器、用于大型天文干涉仪的离散光束组合器（DBC）、以及用于复杂天文滤波器的非周期光纤布拉格光栅及其在PIC中的可能衍生物。
2023-02-13 astro-ph.IM physics.app-ph physics.optics
Demonstration of an efficient, photonic-based astronomical spectrograph on an 8-m telescope
我们首次展示了一个高效的，基于光子的天文摄谱仪上的8米斯巴鲁望远镜。一个极端的自适应光学系统与光瞳切趾光学系统相结合，以有效地将光直接注入单模光纤，该单模光纤馈送基于阵列波导光栅技术的紧凑型交叉色散光谱仪。该仪器目前提供的从天空到探测器的吞吐量为5%，我们概述了可以轻松升级到~13%（假设耦合效率为50%）。在1550 nm处，从单模光纤到检测器的隔离摄谱仪吞吐量为42%。进入单模光纤的耦合效率受到给定夜晚可实现的Strehl比的限制。到目前为止，在Strehl比为60%的情况下，已经实现了47%的耦合效率。对自适应光学系统的改进最终将使斯特列尔比达到90%，耦合度达到67%。这项工作表明，先进技术的独特组合能够实现紧凑和高效的光谱仪，为未来超大型和超大型望远镜的仪器设计开创了先例。
2017-08-26 astro-ph.IM physics.optics
Photonics-based mid-infrared interferometry: 4-year results of the ALSI project and future prospects
在这篇文章中，我们回顾了ALSI项目（高级激光写入恒星干涉测量）的结果，旨在评估超快激光写入的潜力，以制造中红外集成光学（IO）器件，其性能与Hi5或PFI等实际干涉测量仪器中的实现兼容。在镓镧硫化物和ZBLAN玻璃中制造具有中等传播损耗的L、L'和M波段的波导，并用于开发光子构建块以及全中红外4望远镜光束组合器。我们讨论的优点和缺点的测试组合器，并讨论一个可能的路线图继续这项工作。
2020-03-05 astro-ph.IM
Achromatic photonic tricouplers for application in nulling interferometry
集成光学元件越来越多地用于天体物理学，主要是在精度和精度至关重要的地方。一种这样的新兴技术是以高对比度和高角分辨率为目标的调零干涉测量法。调零器遇到的两个最关键的限制是入射光中的快速相位波动，这导致定向耦合器的干涉和色度不稳定，从而防止深宽带干涉调零。我们探讨了使用超快激光铭文设计的三耦合器，解决了这两个问题。模拟的三耦合器，纳入零，结果在零深度的一个数量级的改善。
2021-06-01 astro-ph.IM
Quantum memories and the double-slit experiment: implications for astronomical interferometry
托马斯·杨的狭缝实验是经典干涉和量子力学的核心。在过去的50年里，人们已经证明，粒子（如光子、电子、大分子），甚至单个粒子，在通过双缝后，在远处的屏幕上产生干涉图样，从而证明了波粒二象性。我们重新审视这个著名的实验，用单模光纤输入两个独立的量子存储器，能够存储入射电磁场的振幅和相位作为时间的函数，取代两个狭缝。在稍后的时间，动作被颠倒：量子存储器被同步读出，单模光纤输出被允许与原始观察一致地相互作用。与任何经典的存储器设备相比，量子存储器的写入和读取过程是非破坏性的，因此保留了光子量子态。原则上，只要有足够长的存储时间和足够高的光子存储容量，在相距甚远的望远镜上运行的量子存储器就可以放在一起，实现任意长基线上的光学干涉测量。
2021-03-13 astro-ph.IM
Integrated photonic building blocks for next-generation astronomical instrumentation I: the multimode waveguide
我们报告的复合多模波导结构的制造和表征，包括一个堆栈的单模波导制造的超快激光雕刻。我们探讨了2种类型的复合结构;那些由重叠的单模波导，提供最大的有效折射率对比度和非重叠的结构，通过强倏逝波耦合支持多个模式。我们证明，这两种类型的波导具有可忽略的传播损耗（在实验的不确定性）的光注入与焦比>8，这对应于截止的波导。我们还表明，下面的截止，有一个狭窄的区域，其中注入的焦比被保存（在实验的不确定性）的输出。最后，我们概述了这些高效波导的主要应用;在用于将望远镜焦平面中的光重新格式化为狭缝的设备中，以馈送衍射限制的光谱仪。
2012-06-30 astro-ph.IM physics.optics
Progress in photonic technologies for next-generation astrophotonic instruments
本文综述了天体光子学领域的最新进展，重点探讨了将光子技术集成到天文仪器中的优势，包括成本降低、稳定性提升和设备小型化。
2025-07-15 astro-ph.IM
Photonic ring resonator filters for astronomical OH suppression
环形谐振器提供了一种从波导中过滤特定波长并可选地将过滤的波长引入第二波导的手段。这两个特征对天文仪器都有潜在的用处。在本文中，我们专注于使用它们作为陷波滤波器，以消除从天文光谱大气OH发射线的信号，但我们也简要讨论了它们作为频率梳的波长校准和多普勒行星搜索的下降过滤器。我们从理论和时域有限差分模拟中推导出用于OH抑制的环形谐振器的设计要求。我们发现，小半径（<10微米）的环需要提供足够的自由光谱范围，导致高折射率对比度材料，如Si和Si $_{3}$ N $_{4}$。具有高自耦合系数的临界耦合环应提供必要的Q因子、抑制深度和有效抑制OH的吞吐量。我们报告我们的进展，在制造硅和硅$_{3}$ N $_{4}$环的OH抑制，并给出初步的实验室测试结果。我们的早期器件显示出对多环器件的自由光谱范围和波长分离的良好控制。自耦合系数很高（> 0.9），但需要进一步优化，以实现更高的Q和更深的陷波，当前器件具有$Q \approx 4000$和$\approx 10$ dB抑制。只要能够实现高效的光纤芯片耦合，环形谐振器在天文仪器中使用的总体前景是光明的。
2017-05-25 astro-ph.IM physics.optics
A report on the status of astrophotonics for interferometry and beyond
本文探讨了天体光子学在干涉仪及其他领域的应用现状，分析了其技术平台和最新研究成果，指出其在下一代天文设施和空间科学中的潜力。
2022-08-10 astro-ph.IM
A Novel Type of Very Long Baseline Astronomical Intensity Interferometer
本文介绍了一种新型的甚长基线天文干涉仪，它利用二次探测器（一种常见的天文探测器）测量的强度随时间的波动。该技术所依据的理论是通过实验室实验验证。其突出的主要优点来自于这样一个事实，即天文物体的角结构可以简单地根据探测器测量的强度波动光谱的最小值的可见度来确定，作为波动频率的函数，同时保持镜子之间的间距不变。这将允许能够实现高角分辨率的简单设置，因为它可以使用极大的基线。另一个主要的兴趣是，它允许更有效地利用望远镜的时间，因为在一个单一的基线观测是足够的，而振幅和强度干涉仪需要在不同的基线几个观测。人们不必移动望远镜的事实也将允许检测更快的时间变化，因为必须移动望远镜设置了可以检测到的时间变化的下限。该技术利用波的相互作用效应，因此具有与强度干涉测量相同的一些特性。与强度干涉测量法一样，该技术的缺点是如果在高频（例如可见光）下观察，则需要强光源。这是无线电领域的一个小缺点。在高频率下，该缺点通过以下事实来减轻：与强度干涉测量法一样，对所使用的反射镜的光学质量的要求远不如振幅干涉测量法严格，使得可以在光学区域中使用质量差的大反射器（例如切伦科夫望远镜）。
2013-09-22 astro-ph.IM
Photonic chip for visible interferometry: laboratory characterization and comparison with the theoretical model
面向FIRST在Hα谱线的可见光差分相位干涉测量，本文表征TEEM Photonics离子交换玻璃波导，并用Beamprop建模折射率分布及合束器关键元件。
2024-09-05 astro-ph.IM
An ab-initio derivation to discuss the heterodyne versus direct detection decision problem for astronomical infrared interferometry
本文从第一性原理推导外差与直接探测的SNR比较，提出新型外差方案，灵敏度提升一个数量级，有望在N和Q波段超越直接探测，支持未来中红外干涉测量设施发展。
2023-12-22 astro-ph.IM physics.ins-det
Proof of concept of heterodyne interferometry at 10.6 um using photonic correlation
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris（巴黎高等师范学院物理实验室）；Max Planck Institute for extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理学研究所）；Univ. Rennes, CNRS, Institut FOTON – UMR 6082（雷恩大学）
研究旨在证明用光子相关方法进行10.6微米外差干涉测量的可行性及技术极限，开发实验室平台研究相关特性，得出当前探测极限，还探讨了用新探测器等降低探测极限的可能。
2026-07-16 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Astronomical interferometry with near-IR e-APD at CHARA: characterization, optimization and on-sky operation
我们描述了来自第一光成像（FLI）的近红外C-RED ONE相机。这款相机使用Leonardo（以前的Selex）的SAPHIRA电子雪崩光电二极管阵列（e-APD）。为此，我们开发了一个信号分布模型。该模型允许独立于预先存在的校准（例如系统增益）测量增益和过量噪声因子（ENF）。本研究的结果显示，增益是制造商报告的增益的0.53 +/- 0.04倍。实测ENF为1.47 +/- 0.03，而我们预期为1.25。对于60的雪崩增益和大于100 Hz的帧速率，总噪声可以低于1 e-/帧/像素。最低暗电流水平为90 e-/s/像素，与穿过相机窗口的预期H带背景一致。这些性能值提供了一个显着的改进相比，早期的PICNIC相机，并允许我们提高性能的密歇根红外组合器（MIRC）仪器在中心高角分辨率天文学（CHARA），作为我们的MIRC-X仪器项目的一部分。
2018-07-26 astro-ph.IM
Ultrafast laser inscription of mid-IR directional couplers for stellar interferometry
我们报告了四端口倏逝场定向耦合器的超快激光制造和中红外特性（3.39微米）。使用1030 nm光的亚皮秒激光脉冲在商业镓镧硫化物玻璃衬底中制造耦合器。直波导刻使用最佳的制造参数被发现表现出0.8 dB/cm的传播损耗。一系列的耦合器与不同的相互作用长度，我们证明了功率分配比之间的8%和99%的中红外线的光与波长为3.39微米。这些结果清楚地表明，超快激光刻写可以用来制作高质量的倏逝场耦合器，用于未来的天文干涉测量。
2014-08-26 astro-ph.IM physics.optics
High-performance 3D waveguide architecture for astronomical pupil-remapping interferometry
太阳系外行星的探测和表征是推动现代天文学的一个主要主题，绝大多数此类测量是通过多普勒径向速度和凌日观测实现的。另一种技术-直接成像-可以访问一个参数空间，补充这些方法，并为未来能够详细表征系外行星大气和表面的技术铺平道路。然而，直接成像，特别是必须与地球湍流大气层抗衡的地面望远镜的直接成像，要达到所需的性能水平，需要在仪器和探测战略方面相当复杂。在这里，我们展示了新一代的光子光瞳重映射设备，它建立在为{ \it Dragonfly}仪器开发的干涉框架上：一种基于高对比度波导的设备，可以恢复强大的复杂可见性可观的。新一代Dragonfly设备克服了非制导光干扰和低吞吐量造成的问题，有望实现前所未有的空中性能。在波导吞吐量为$> 70\%$的情况下，仅实现了$\sim 0.2^\circ$的闭合相位测量散射。这转化为在$5.3 \times 10^{-4}$（当使用常规自适应光学（AO）系统时）或$1.8 \times 10^{-4}$（对于典型的“极端AO”性能）的$1 λ/D$（1个$σ$检测）下的最大对比度灵敏度（在主星和其轨道行星之间），当通过多次曝光的平均来最小化随机误差时，甚至进一步改进。这是一个数量级超越传统的光瞳分割干涉测量技术（如孔径掩蔽），允许以前无法访问的部分恒星行星对比度分离参数空间进行探索。
2014-05-29 astro-ph.IM
On-sky Demonstration of Subdiffraction-limited Astronomical Measurement Using a Photonic Lantern
本文首次在天空演示了利用光子灯笼馈送光谱仪，通过光谱差分自校准策略，在单望远镜上实现亚衍射极限测量，以50微角秒精度重建Be星Hα发射盘并测量其不对称性。
2025-10-22 astro-ph.IM physics.optics
Intensity Interferometry revival on the Côte d'Azur
光子学的最新进展使人们对强度干涉测量在天文学中的应用重新产生了兴趣。20世纪70年代初振幅干涉测量的成功，现在已经成熟并产生了壮观的天体物理结果（例如重力，MATISSE，CHARA等），再加上强度干涉测量法的有限灵敏度，在过去50年里阻碍了这项技术的任何进展。然而，振幅干涉测量中光程差的精确控制对于非常长的基线和较短的波长是受限制的。由于仪器效应，偏振测量在振幅干涉测量中也具有挑战性。蔚蓝海岸大学天文干涉测量学和量子光学中强群的偶然存在导致了Calern天文台原型实验的发展，允许测量时间相关性g（2）（τ，2016年的空间相关性g^（2）（r），灵敏度增加（在观察时间和收集区域中标准化）与Hanbury Brown和Twiss的原始Narrabri干涉仪相比约为100倍。我们提出了进一步发展这种技术的可能方法，并指出了现有设施的可能实现，如CTA，VLTI AT或Maunakea峰会，这提供了一个独特的科学利基。
2018-10-18 astro-ph.IM
Photonic beam-combiner for visible interferometry with SCExAO/FIRST: laboratory characterization and design optimization
本文针对SCExAO/FIRST可见光干涉测量，开发基于离子交换玻璃波导的光子合束器，通过实验表征建立模型并优化对称/非对称定向耦合器及ABCD单元设计，以恢复望远镜衍射极限。
2024-09-05 astro-ph.IM
Formation-flying interferometry in geocentric orbits
本研究提出在地球轨道中实现编队飞行干涉测量，基于天体力学理论识别出高轨和中轨的候选轨道，并验证了其可行性，适用于多种干涉测量任务。
2024-02-03 astro-ph.IM
Astrophotonics: a new era for astronomical instruments
天文光子学处于天文学和光子学的交界处。这个新兴的领域-现在正式承认的光学界-已经出现在过去十年中，以应对日益增长的天文仪器的需求。早期的成功包括：（一）平面波导，用于在恒星干涉测量中将来自相距很远的望远镜的信号结合起来;（二）频率梳，用于超高精度光谱学，用于探测附近恒星周围的行星;（三）超宽带光纤布拉格光栅，用于抑制不需要的背景;（四）光子灯，允许在多模光纤中进行单模行为;（五）平面波导，用于天文光谱仪的放大;（vi）在高层大气中产生人造星以供自适应光学校正的大模面积纤维;（vii）光学涡旋日冕仪和自适应光学系统中的液晶聚合物。天体光子学，一个已经创造了新的光子能力的领域，现在正在将其范围扩展到紫外波长的瑞利散射极限，并扩展到2500纳米以上的中红外波长。
2009-02-03 astro-ph.IM
A Linear Formation Flying Astronomical Interferometer in Low Earth Orbit
空间干涉测量是高角分辨率天体物理学的必然终点，也是一项关键技术，可用于分析系外行星的形成和大气层，具有非常详细的信息。然而，达尔文和TPF-1等大型任务的预期成本以及技术准备水平不足，导致自2000年代后期以来发展有限。在这里，我们提出了一个小规模的编队飞行干涉阵列在低地球轨道的可行性研究，这将旨在证明与空间干涉测量，同时仍然使独特的天体物理测量所涉及的技术概念。我们将详细介绍拟议的系统架构和计量系统，以及目前的轨道模拟表明，该阵列应该是足够稳定的，以执行干涉测量<50米/秒/年的delta-v和一个推进器每个航天器。我们还进行可观测性模拟，以确定天空的哪些部分是可见的给定的轨道配置。我们乐观地得出结论，这种设计是可以实现的，但更详细的控制模拟因素，在一个演示的计量系统是下一步，以证明完整的任务可行性。
2020-04-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
Astrophotonic Spectrographs
天文光子学是光子技术的应用，用于引导，操纵和分散来自一个或多个望远镜的光，以有效和具有成本效益的方式实现天文学的科学目标。利用光子学在天文光谱学中的优势是一种很有前途的方法，可以使下一代大型望远镜的光谱仪小型化。它主要可以通过利用芯片或一组光纤上光子结构的二维性质来实现，从而将光谱仪器的尺寸减小到几厘米，重量减少到几百克。目前正在开发的各种各样的天文光子光谱仪，包括阵列波导光栅（AWG），光子阶梯光栅（PEG）和傅里叶变换光谱仪（FTS）。这些天文光子设备是灵活的，更便宜的大规模生产，更容易控制，更不容易受到振动和弯曲比传统的天文光谱仪。这些光谱仪的应用范围从天文学到生物医学分析。本文对这类新的天文摄谱仪作一简要的评述。
2019-05-30 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Astrophotonics: molding the flow of light in astronomical instruments
自二十年前出现以来，天文光子学在世界各地许多机构的科学仪器中得到了广泛的应用。随着望远镜推动AO辅助的衍射限制性能，天文光子学的情况变得更加引人注目，这是下一代超大望远镜（ELT）的核心观测模式。甚至AO系统也开始纳入先进的光子原理，因为社区推动更高的性能和更复杂的导星配置。像甚大望远镜上的引力这样的光子仪器在2000 nm处达到了毫角秒的分辨率，这是传统光学很难实现的。虽然空间光子学在此不作评述，但我们预见，遥感平台将在今后几年成为天体光子学组成部分的主要受益者。随着新技术的发展（例如光子灯笼，大面积多芯光纤）已经在其他领域得到广泛应用，该领域已经有所回报; Google Scholar列出了400多篇参考该技术的研究论文。这篇简短的评论涵盖了自2009年《焦点》杂志以来代表性的主要进展。
2017-06-16 astro-ph.IM
Photonic spectro-interferometry with SCExAO/FIRST at the Subaru Telescope: towards H-alpha imaging of protoplanets
本研究介绍斯巴鲁望远镜的SCExAO/FIRST光子光谱干涉仪的性能、最新天顶观测结果与升级，新增的高分辨率光谱仪为探测年轻吸积系外行星的H-alpha发射线提供了技术支撑。
2023-08-28 astro-ph.IM
Mid-infrared guided optics: a perspective for astronomical instruments
过去十年的研究活动表明，光子器件在极大地简化地面和空间天文仪器并提高其性能方面具有强大的潜力。我们特别关注中红外波长范围（约5-20微米），这是一个光谱范围，可以访问温暖的物体（约300 K）和光谱特征，可以被解释为生物活动的特征（例如水，臭氧，二氧化碳）。本文综述了单模制导光学及其制造技术的发展。我们评估实验实现的性能，并将其与天文学各个领域的应用程序的性能要求进行比较。我们的目标是展示未来天文仪器的基础上中红外光子器件的前景。
2009-02-04 astro-ph.IM
Characterization and on-sky testing of photonic, AWG-based astronomical spectrographs
Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange（蔚蓝海岸大学，蔚蓝海岸天文台，法国国家科学研究中心，拉格朗日实验室）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of California, Los Angeles (UCLA)（加州大学洛杉矶分校）；Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，天体物理学与行星学研究所）；Aix Marseille Université, CNRS, LAM (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille) UMR 7326（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心，马赛天体物理实验室）
该研究表征了用于高分辨率近红外光谱干涉测量的AWG芯片，构建了CoLiBRIS-AWG光谱仪原型，在PAPYRUS AO系统上完成在轨测试，为评估光子学光谱学用于未来紧凑型天文仪器开发的能力提供了初步结果。
2026-09-29 astro-ph.IM
Space very long baseline interferometry in China
空间甚长基线干涉测量（VLBI）由于其关键的长基线在地球直径以外，在天体精细结构的高分辨率成像和高精度天体测量中有着独特的应用。近年来，中国积极参与空间VLBI的发展。本文简要介绍了我国空间VLBI的研究进展和未来发展规划。
2019-06-03 astro-ph.IM
Visible-spanning flat supercontinuum for astronomical applications
我们展示了一个广泛的，平坦的，可见的超连续光谱，产生的色散工程锥形光子晶体光纤泵浦的1 GHz的重复率交钥匙钛：蓝宝石激光器输出$\sim$ 30 fs脉冲在800 nm。在100 pJ的脉冲能量下，我们获得了在490-690 nm范围内平坦到3 dB以内的输出光谱，其中蓝尾延伸到450 nm以下。锁模激光器与光子晶体光纤相结合，形成了一个简单的可见光频率梳系统，非常适合于天体物理光谱仪的精确校准，以及其他应用。
2018-10-10 astro-ph.IM physics.app-ph physics.optics
Data Combination: Interferometry and Single-dish Imaging in Radio Astronomy
现代干涉仪通常提供低至亚弧秒分辨率的射电天文图像。然而，干涉仪会滤除比最短基线采样的空间尺度更大的空间尺度，这影响了空间和光谱特征的测量。补充的单碟数据对于恢复具有这种扩展发射的空间分辨天文源的真实通量分布至关重要。在这项工作中，我们提供了一个突出的可用方法相结合的单碟和干涉观测的概述。我们测试每一个这些方法的框架中的CASA数据分析软件包的合成连续谱和观测光谱数据集。我们开发了一套新的评估工具，普遍适用于所有的射电天文数据组合的情况下。应用这些新的评估诊断，我们评估的方法的性能，并证明了显着改善的综合结果相比，纯粹的干涉减少。我们提供组合和评估脚本作为附加材料。我们的研究结果突出了使用数据组合的优势，以确保高质量的空间分辨率的对象的科学图像。
2023-03-03 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Tricouplers for nulling interferometry with photonic integrated circuits
California Institute of Technology（加州理工学院）；Astrophotonics Australia（天文光子学澳大利亚）；University of California, Los Angeles（加利福尼亚大学洛杉矶分校）；NASA Jet Propulsion Laboratory（美国国家航空航天局喷气推进实验室）；University of Maryland（马里兰大学）
本文针对传统系外行星探测技术的局限，研究光子集成电路的三耦合器零差能力，为系外行星直接探测提供紧凑可扩展的高对比度技术方案。
2026-07-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Integrated astrophotonic phase control for high resolution optical interferometry
针对大气湍流导致光学干涉测量相位误差的难题，提出采用厘米级硅基天文光子芯片实现相位校正与合束的方法，可用于天文干涉测量及光学卫星通信。
2024-08-12 astro-ph.IM cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Astrophotonics: recent and future developments
本文综述了天文光子学的基本光子功能与近期及未来应用，重点展望利用纠缠光子和量子逻辑门在量子互联网框架下保持单光子态与时间信息的新型望远镜和干涉仪。
2024-04-02 astro-ph.IM physics.optics
NAIR-APREXIS: Enabling photonics-based instruments for long-baseline interferometry and integral-field spectroscopy
I. Physikalisches Institut, Universität zu Köln（科隆大学第一物理研究所）；Centre for Advanced Instrumentation, Department of Physics, Durham University（杜伦大学物理系先进仪器中心）；Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam（波茨坦莱布尼茨天体物理研究所）；Institute of Photonics and Quantum Sciences, Heriot-Watt Univ.（赫瑞-瓦特大学光子与量子科学研究所）；The CHARA Array of Georgia State University, Mount Wilson Observatory（佐治亚州立大学CHARA阵列威尔逊山天文台）；Corning Optical Communications GmbH & Co. KG（康宁光学通信有限公司）
NAIR项目开发了K波段合束器与IFU等光子学仪器，验证了ULI等技术的可行性，为长基线干涉测量等天文观测提供了新方案。
2026-08-24 astro-ph.IM
Superresolution of unequal-brightness thermal sources for stellar interferometry
利用量子估计理论证明不等亮度热源干涉测量的间距估计极限恒定以实现超分辨，对比振幅与强度干涉方案，发现零化策略量子最优，且强度干涉在存在光学损耗时具竞争力。
2025-09-16 astro-ph.IM quant-ph
Characterization and on-sky demonstration of an integrated photonic spectrograph for astronomy
我们目前的结果，从第一个原型天文集成光子光谱仪（IPS）的天空演示使用英澳望远镜近红外成像光谱仪（IRIS 2）在锡丁泉天文台观察大气分子OH发射线。我们已经成功地探测到了27条以上的谱线，并证明了IPS设备在天文学上的实用性。此外，我们提出了一个实验室表征的设备，这是一个商业阵列波导光栅复用器的修改版本。我们测量的光谱分辨率半峰全宽为0.75+/-0.05nm（在1500 nm处给出R = 2100+/-150）。我们发现自由光谱范围为57.4+/-0.6nm，峰值总效率为~ 65%。最后，我们简要地讨论了未来的步骤，实现天文仪器的基础上，这一技术概念。
2009-10-26 astro-ph.IM
Starlight coupling through atmospheric turbulence into few-mode fibers and photonic lanterns in the presence of partial adaptive optics correction
被大气湍流破坏的星光不能有效地耦合到基于集成光学的天文仪器中，因为它们需要高空间相干性的光耦合到它们的单模波导中。低阶自适应光学与光子灯笼的结合提供了一种实用的方法来实现有效耦合到多路复用的天文光子器件。我们调查，辅助模拟和实验测试平台，之间的权衡自由度的自适应光学系统和那些的集成光学元件的输入波导导致一个具有成本效益的混合系统，实现了信噪比高于一个独立的设备由单模光纤馈送。
2020-11-26 astro-ph.IM physics.optics
Astrophotonic Technologies
本文综述天文光子学在近红外光谱与长基线干涉测量中的应用现状，介绍PIC、光纤器件及光束组合器的技术进展与已在VLTI和CHARA Array实现的仪器集成。
2024-07-11 astro-ph.IM physics.app-ph physics.optics
Ultraviolet astronomical spectrograph calibration with laser frequency combs from nanophotonic lithium niobate waveguides
本文首次利用芯片集成铌酸锂波导产生的激光频率梳，在低于400纳米的紫外波段实现天文光谱仪校准，为紫外天文精密光谱学开辟了可行路径。
2024-06-17 astro-ph.IM physics.optics
Status of the VERITAS Stellar Intensity Interferometry (VSII) System
VERITAS成像空气切伦科夫望远镜阵列（IACT）于2019年增加了高速焦平面电子设备，允许使用VERITAS进行恒星强度干涉测量（SII）观测。从那时起，已经实施了几项改进，以提高VERITAS恒星强度干涉仪（VSII）的灵敏度，并提高夜间数据处理的速度。这张海报将描述使用IACT阵列在可见光波段进行超高分辨率（亚毫角秒）天文观测的情况。海报展示将包括VERITAS-SII焦平面、数据采集和数据分析系统的描述。海报最后介绍了VSII仪器未来升级的计划。
2021-08-20 astro-ph.IM astro-ph.SR
Astrophotonic spectroscopy: defining the potential advantage
光子摄谱仪可以比具有相同分辨率的传统摄谱仪小得多。个别装置可以与光纤集成，以提高天文光谱学中的多路复用增益。虽然实验设备已经过测试，集成光子光谱仪提供了一个显着的优势，比传统方法的参数空间尚未定义。本文给出了一个概述的理论与验证直接模拟使用菲涅尔传播和量化的代表性光谱能力的好处。因此，我们确认了光子光谱仪的优势，特别是下一代超大望远镜，因此得出结论，这些设备可能是重要的天文仪器的未来发展。
2009-10-22 astro-ph.CO astro-ph.IM
Characterization of very narrow spectral lines with temporal intensity interferometry
背景：一些恒星物体除了黑体辐射外，在可见光范围内还表现出非常窄的谱线。自然激光被认为是解释沃尔夫-拉叶星中窄线的一种机制。然而，传统天文摄谱仪的光谱分辨率仍然低了两个数量级，无法验证这一假设。目的：解决星光下窄光谱辐射的线宽问题。研究方法：光谱滤波与单光子级时间相关测量的组合通过将线宽测量移动到时域来打破波长色散光谱仪的分辨率限制。结果如下：我们在实验室实验中证明，时间强度干涉法可以确定一个20 MHz宽的多普勒展宽的激光线宽，并确定在黑体辐射背景的相干激光的贡献。
2016-07-20 astro-ph.IM quant-ph
Nearly a Decade of Groundbreaking Speckle Interferometry at the International Gemini Observatory
本文回顾了安装于双子星南北望远镜的'Alopeke和Zorro散斑相机近十年的技术能力与关键科学发现，涵盖恒星多重性、系外行星及瞬变现象等领域，彰显散斑干涉在现代观测天文学中的持久价值。
2025-04-10 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.IM
TABASCAL: Removing multi-satellite interference from radio interferometry observations
University of the Witwatersrand（威特沃特斯兰德大学）；University of Cape Town（开普敦大学）；South African Radio Astronomy Observatory（南非射电天文观测台）；Rhodes University（罗德岛大学）；Université de Genève（日内瓦大学）
该研究提出TABASCAL方法，通过分离RFI源轨迹与信号，可从受多卫星干扰的射电干涉数据中高精度移除RFI，性能优于传统方法AOFLAGGER，能恢复接近无干扰水平的天文信号。
2026-08-18 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.data-an
Potential of commercial SiN MPW platforms for developing mid/high-resolution integrated photonic spectrographs for astronomy
集成光子光谱仪为天文仪器的极端小型化提供了一条途径，这将极大地有利于超大型望远镜和未来的太空任务。这些设备首先需要优化天文应用，其中包括设计，制造和现场测试。鉴于光子制造的高成本，多项目晶圆（MPW）SiN产品，其中用户购买一部分晶圆，提供了一个方便和负担得起的途径来开发这项技术。在这项工作中，我们研究了MPW代工厂常用的两种SiN波导几何形状的潜力，即正方形和矩形剖面，以确定它们如何影响1.5 $μ$ m左右的中高分辨率阵列波导光栅光谱仪的性能。具体来说，我们提出的结果从详细的模拟模式的大小，形状和偏振特性，和相位误差的影响上的吞吐量和串扰，以及一些实验室的耦合和传播损耗的结果。根据MPW运行公差和我们的相位误差研究，我们估计可以使用MPW运行开发R $\sim$ 10，000的AWG，并且可以使用更可靠的专用制造运行实现更高的分辨率。根据制造和设计优化，可以使用SiN平台实现吞吐量$\sim 60\%$。因此，我们表明，SiN MPW产品是非常有前途的，并将在天文学集成光子光谱仪的发展中发挥关键作用。
2021-06-08 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Astrophotonics -- current capabilities and the road ahead
本文综述了Astrophotonics在观测天文学中的前沿进展与潜在应用，重点探讨了光子波前传感、干涉测量、芯片集成光谱学等技术，并展望了其推动未来天文发现的潜力。
2024-08-28 astro-ph.IM
