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
Searching systematically for coupling of laser and phase-modulation noise in heterodyne interferometry
University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC（NASA/GSFC空间科学与技术研究探索中心）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)（马克斯·普朗克引力物理学研究所（爱因斯坦研究所））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
针对空间引力波探测器中的外差干涉测量，建立分析框架系统搜索外差和调制频带噪声的耦合，并通过数值实验验证，推导出激光和相位调制噪声的高频要求。
2026-06-11 astro-ph.IM physics.app-ph physics.optics
The SFXC software correlator for Very Long Baseline Interferometry: Algorithms and Implementation
本文介绍了欧洲VLBI联合研究所（JIVE）研制和维护的SFXC软件关联函数。该软件被设计为在基于Linux的通用计算集群上运行。的相关算法进行了详细的解释，因为是一些新的模式，软件相关，使，如通过使用多个相位中心和脉冲星门控和分仓宽场VLBI成像。接下来是软件架构的概述。最后，示出了关联函数作为CPU核数、望远镜和光谱通道的函数的性能。
2015-02-02 astro-ph.IM
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
Six-degrees-of-freedom test mass readout via optical phase-locking heterodyne interferometry
本文提出一种基于光锁相外差干涉测量的六自由度检验质量读出系统，利用象限光电探测器与偏振复用技术，在1 Hz处实现4 pm/Hz1/2和2 nrad/Hz1/2的灵敏度，为星载引力波探测提供精确监测方案。
2023-10-24 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Extremely long baseline interferometry with Origins Space Telescope
在距离地球150万公里的日地L2拉格朗日点上运行的起源太空望远镜配备了稍微修改过的HERO外差仪器，可以作为VLBI网络中一个独特的有价值的节点。“起源”与现有的地基毫米/亚毫米望远镜阵列相结合所产生的前所未有的角分辨率将使空间可分辨黑洞的数量增加一百万倍，允许对这些黑洞的整个宇宙历史进行研究，并通过揭示最近的黑洞中的光子环子结构来实现对广义相对论的新测试。
2019-09-03 astro-ph.IM
The LISA interferometer: impact of stray light on the phase of the heterodyne signal
激光干涉仪空间天线是一种预见的引力波探测器，其目的是探测频率范围为0.1 mHz至1 Hz的$10^{-20}$应变。这是一个三角形星座，由三个航天器组成，边长均为$2,5 \times 10^9$ m，其中外差干涉测量法测量航天器的距离。来自强大的发射光束的杂散光可以与接收到的杂散光重叠，并干扰外差信号。我们研究了杂散光子的随机相位变化对外差信号噪声的贡献。平衡检测方案比分离发射辐射和本地辐射的频率更有效地减轻这种不利影响。在平衡方案中，为了将相位噪声限制在皮米级，对于1%的复合分束器的不对称性，杂散光的非相干功率必须保持在约10 nW/W以下。
2018-09-21 astro-ph.IM physics.optics
Clock Noise Cancellation in Heterodyne Links between Optical Cavities for Space-Borne Gravitational-Wave Telescopes
Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency（宇宙科学研究所，日本宇宙航空研究开发机构）；Department of Physics, The University of Tokyo（东京大学物理学系）
针对空间引力波望远镜中异频干涉仪的时钟抖动问题，提出利用双异频信号消除噪声并保持引力波信息的方法，通过时域模拟验证了该方案在恢复灵敏度和提升信噪比方面的有效性。
2026-04-20 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Doppler effect in TianQin time-delay interferometry
针对天基引力波探测器TDI模拟中常被忽略的多普勒频移问题，以地心轨道的TianQin为对象，开发高通滤波器并验证了TDI前滤波可在10米伪距不确定度下消除低频引力扰动且不降低TDI性能。
2023-07-04 astro-ph.IM gr-qc
Tracking length and differential wavefront sensing signals from quadrant photodiodes in heterodyne interferometers with digital phase-locked loop readout
本文提出了一种利用数字锁相环读出相位的外差式激光干涉仪中的四象限光电二极管（QPD）跟踪信号的方法。代替单独跟踪来自QPD的四个段并且然后将结果组合成长度和差分波前感测（DWS）信号，该方法采用直接对组合的长度和角度信号进行操作的一组耦合跟踪回路。好处是增加了环路中的信噪比，以及使环路带宽适应被跟踪信号的不同动态行为的可能性，这些信号现在对应于物理上有意义的可观测量。我们证明了高达6 dB的单段跟踪，这使得该计划在超低光条件下的精密卫星间激光干涉测量的应用程序的一个有吸引力的解决方案的改进。
2020-11-14 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Bandwidth in bolometric interferometry
测辐射热干涉术是目前正在开发的一项技术，将首先致力于探测宇宙微波背景中的B模式偏振波动。测辐射热干涉仪必须利用其测辐射热计的宽光谱探测波段，以便与成像实验竞争。一个关键的问题是，干涉仪被认为是重要的影响，被称为带宽拖尾的破坏效果。在本文中，我们研究了带宽如何修改测辐射热干涉仪的工作原理，以及它如何影响其灵敏度的CMB角功率谱。我们得到了宽带外差和测辐射热干涉仪测量的宽带辐射率的解析表达式。我们研究如何必须在宽带测辐射热干涉仪中重建的vibrium，并表明，这严重依赖于硬件性能的调制移相器。最后利用考虑带宽的角功率谱估计器计算了宽带测辐射热干涉仪的灵敏度。数值模拟结果证实了分析结果。我们的结论是：（i）宽带测辐射热干涉仪允许宽带vibrations被重建，无论使用的移相器的种类和（ii）专用B模式测辐射热干涉仪，由于带宽拖尾的灵敏度损失是相当可以接受的，即使是宽带仪器（一个因素2损失为典型的20%带宽的实验）。
2009-10-09 astro-ph.IM
Stellar intensity interferometry: Experimental steps toward long-baseline observations
目前正在进行实验，准备用空气切伦科夫望远镜阵列进行强度干涉测量。在盐湖城附近的Bonneville Seaview站点，已经建立了一个试验台天文台，在23米的基线上安装了两台3米的切伦科夫空气望远镜。正在建造照相机，并配备控制电子设备，用于离线或在线分析数据。在隆德天文台（瑞典）、以色列理工学院和犹他大学（美国），已经建立了模拟恒星观测的实验室强度干涉仪，并正在进行实验，使用各种模拟和数字放大器，达到1.4纳秒时间分辨率，分析来自实验室望远镜对的信号。
2010-09-28 astro-ph.IM
Energy and polarization based on-line interference mitigation in radio interferometry
ASTRON, The Netherlands Institute for Radio Astronomy（荷兰射电天文研究所）
针对射电干涉测量中的射频干扰问题，提出一种基于能量和极化对齐的在线实时干扰缓解方案，利用单精度和半精度浮点运算提升计算效率，适用于GPU加速部署，并通过真实数据验证了其有效性。
2025-05-28 astro-ph.IM cs.AI
Quantization bias for digital correlators
在无线电干涉测量中，量化过程在所测量的相关性的幅度和相位中引入偏差，其转化为源亮度和天空中的位置的测量中的误差，从而影响系统校准和图像重建。在本文中，我们调查的偏置效应的量化测量复值输入与循环对称高斯概率密度函数（PDF）之间的相关性，这是射电天文学应用的典型情况。我们首先计算输入和量化误差之间的相关性及其对量化方差的影响，首先在具有零均值高斯输入的实值量化器的情况下，然后在具有循环对称高斯输入的复值量化器的情况下。我们证明，这种输入误差的相关性总是负的量化器与奇数的水平，而对于偶数的水平，这种相关性是积极的低信号电平制度。在这两种情况下，对于输入信号电平存在最佳区间，对于该最佳区间，该输入误差相关性非常弱，并且加性不相关量化噪声的模型提供了非常精确的近似。我们确定了测量的相关性的幅度和相位相对于未量化值具有可忽略的偏差的条件：我们证明了只有当两个未量化的输入都被最佳量化时，幅度偏差才是可忽略的（即，当不相关量化误差模型有效时），而当1）至少一个输入被最佳量化时，或者当2）未量化输入之间的相关系数小时，相位偏差可忽略。最后，我们确定这些结果的无线电干涉测量的影响。
2018-03-12 astro-ph.IM
Towards optical intensity interferometry for high angular resolution stellar astrophysics
大多数邻近的恒星仍然被检测为点源，并且超出了当前天文台的角分辨率范围。研究了提高我们对高角分辨率恒星认识的方法。空气切伦科夫望远镜（ACT），主要用于伽马射线天文学，使我们能够增加我们对特定系统的星周环境的了解。当用作光强度干涉仪时，未来的ACT阵列将使我们能够探测作为扩展物体的恒星，并以高角分辨率对其表面进行成像。由近100台望远镜组成的ACT阵列的光学恒星强度干涉测量（SII）将提供测量基本恒星参数的手段，并开辟独立于模型成像的可能性。一个数据分析算法的开发，并允许从模拟SII数据的高角分辨率图像的重建。通过蒙特卡罗模拟研究了未来ACT阵列用于高角分辨率成像的能力和局限性。简单的恒星物体以及具有局部热或冷区域的恒星表面都可以精确成像。最后，阐述了测量强度相关性的实验努力。演示了模拟和数字转换器的功能。强度相关性已被测量的模拟恒星发射赝热光，导致角直径测量。StarBase天文台由一对相距23米的3米望远镜组成。
2012-09-06 astro-ph.IM
Resolving VLBI correlator ambiguity in the time delay model improves precision of geodetic measurements
现代甚长基线干涉测量（VLBI）相对论延迟模型，如IERS公约中所记载的，是指信号通过干涉仪基线的两个站之一（从一对站中任意选择，称为“参考站”或“站1”）的时间历元。该模型由2002年以前使用的相关程序组成。然而，自2002年以来，一个新的相关程序，产生的VLBI群延迟指的是在地心的信号通过的时间历元已被使用。对常规VLBI模型延迟进行了相应的修正。然而，这种校正并没有在同行评审的期刊上得到全面的介绍，而且在计算IVS数据库中正式公布的最终组延迟时，使用了不同的方法。这可能会导致一个不一致的地基VLBI实验之间的群延迟由关联函数和几何模型延迟从IERS公约中使用的数据分析软件得到高达6 ps。此外，信号到达“参考站”的时刻的错误计算可能会导致更大的建模误差（高达50 ps）。本文介绍了由于从洛伦兹变换阐述的两个历元之间的过渡的校正的理由，以及对信号到达时刻的计算的不确定性建模的方法。这两个变化对于即将到来的宽带技术大地测量VLBI观测尤其重要。
2021-01-21 astro-ph.IM
Millisecond Imaging of Radio Transients with the Pocket Correlator
我们展示了一个信号处理的概念，成像的天空在毫秒速率与无线电干涉仪。“袖珍关联函数”（PoCo）将来自无线电干涉仪的多个元件的信号关联起来，速度足够快，可以对短暂的分散脉冲进行成像。根据干涉测量的性质，毫秒关联函数的功能类似于大型单碟望远镜，但具有改进的测量速度，空间定位，校准和干扰抑制。为了测试这个概念，我们在艾伦望远镜阵列（ATA）上安装了PoCo，使用总功率，基于可分辨性和图像平面技术搜索蟹状星云脉冲星B 0329 +54和M31的分散脉冲。在1.7小时的观测中，PoCo探测到了来自蟹状星云脉冲星的191个巨脉冲，其亮度超过了典型的5 sigma灵敏度极限60 Jy，脉冲宽度为3毫秒。大约40%的脉冲星B 0329 +54的脉冲是通过使用新的基于能力的技术检测到的。M31的观测将星系周围3度区域中亮度超过190 Jy的脉冲速率限制为<4.3/hr. We计算了各种基于概率的脉冲搜索算法的计算需求，并演示了计算集群如何帮助满足这一需求。快速成像概念的更大实现将在我们的银河系及更远的地方进行毫秒脉冲的盲搜索，为星际/星系间介质提供有价值的探测，发现新的无线电瞬变，并将其定位以限制其起源的模型。
2011-08-10 astro-ph.IM
A VLBI Software Correlator for Fast Radio Transients
本文为 CHIME/FRB Outriggers 项目开发了一个基于 Python 的离线 VLBI 软件相关器，通过基于二次估计器的新型相关算法解决了台站加窗导致的 30% 灵敏度损失，并验证了其天体测量精度。
2024-03-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Astro2020 White Paper State of the Profession: Intensity Interferometry
望远镜设计、光电探测器效率以及高速电子数据记录和同步方面的最新进展创造了观测能力，通过现代的恒星强度干涉测量法（SII），对几千颗明亮（m< 6）和炽热（O/B/A）恒星实现了前所未有的角分辨率。这项技术在未来的大直径光学望远镜阵列上部署后，能够以优于40微弧秒的角分辨率对天体成像。本文介绍了验证测试的SII技术在实验室中使用各种光学传感器和反射器，和SII测量附近的恒星，最近已经完成的技术演示。本文介绍了正在进行的和未来的发展，将推进的影响和仪器分辨率的SII在未来十年。
2019-07-30 astro-ph.IM astro-ph.SR
Stellar intensity interferometry of Vega in photon counting mode
恒星强度干涉测量是一种基于测量恒星发出的光的二阶空间相关性的技术。这些测量提供的物理信息是发射源的角尺寸和结构。目前正在全世界范围内努力对由长基线隔开的望远镜和未来的切伦科夫望远镜阵列进行恒星强度干涉测量。我们描述了这种类型的实验，实现在Asiago天文台（意大利），在其中，我们进行了第一次测量的相关计数光子重合在后处理通过一个单光子软件相关器和利用完全的量子特性的光从一颗恒星发出。我们成功地检测到织女星在零基线的时间相关性，并进行了测量的相关性的预测基线$\sim$ 2公里。Vega在零基线处的平均离散相干度为$< g^{(2)} > \, = 1.0034 \pm 0.0008$，提供信噪比为$S/N \gtrsim 4$的检测。在公里基线上没有检测到相关性。测量结果与Vega角直径为3.3 mas的源的空间相干性的预期程度一致。从Asiago实验中获得的经验将有助于今后在切伦科夫望远镜长基线阵列上进行恒星强度干涉测量。
2021-07-12 astro-ph.IM astro-ph.SR
InfraRed Astronomy Satellite Swarm Interferometry (IRASSI): Overview and Study Results
远红外（FIR）是少数几个还没有亚弧秒分辨率天文数据的波长范围之一。SPICA、Millimetron或OST等中期卫星项目都无法解决这一问题。然而，来自原子精细结构线、高度激发的CO，特别是来自水线的FIR中高空间和光谱分辨率的信息将为变革性科学打开大门。这就需要干涉测量的概念。我们目前的第一个结果，我们的可行性研究IRASSI（红外天文卫星群干涉）的FIR空间干涉仪。它扩展了ESPRIT研究的主要概念，其特点是在一组5个卫星单元内进行外差干涉测量。卫星可以在几百米的范围内漂移，从而在1-6 THz的整个波长范围内实现<0.1”的空间分辨率。将通过采用激光光学频率梳的计量方法确保对基线的精确了解，我们已为此设计了初步的地面测试。我们首先展示了如何将科学要求转化为操作和设计参数。我们已经把重点放在导航方面的这样一个自由飞行的卫星群在相对较近的附近运行。因此，我们目前的工作，形成的几何形状，相对动态的群体，和我们的调查方面的态度估计。此外，我们讨论的自主相对定位系统，这是IRASSI的一个重要方面，由于大的原始数据速率预期的实时能力有关的问题，干涉相关必须在船上完成。我们还解决有关航天器的结构和如何使用热力学模型来研究航天器上的热扰动的影响的问题。（节略）
2019-07-18 astro-ph.IM physics.ins-det physics.space-ph
Electronics Instrumentation for the Greenland Telescope
格陵兰望远镜项目最近参与了一项实验，在2018年4月使用甚长基线干涉测量技术对M87中心的超大质量黑洞阴影进行成像。该天线由12米ALMA北美原型天线组成，该天线经过修改以支持两个辅助侧集装箱并承受极端寒冷的环境。该望远镜目前位于格陵兰岛的图勒空军基地，其长期目标是将望远镜移到格陵兰冰盖上方的Summit Station。GLT目前有一个低温恒温器，其中包含三个双极化接收器，覆盖84-96 GHz，213-243 GHz和271-377 GHz频段。氢脉泽频率源与高频合成器一起用于产生接收机的本振基准。每个接收机的中频输出覆盖4-8千兆赫，并外差到基带，以便在一组ROACH-2单元内进行数字化，然后格式化，以便记录在Mark-6数据记录器上。一组独立的ROACH-2单元并行运行，提供了实时光谱分析的自相关功能。由于干涉测量对仪器稳定性的严格要求，设计中加入了诊断测试系统。将上述所有设备连接在一起的是光纤系统，该系统设计用于在低温环境下运行，并可扩展以适应Summit Station控制模块和望远镜之间的更大距离。将提供上述电子仪器系统的进展报告。
2018-06-20 astro-ph.IM
Astrometry with Extended-Path Intensity Correlation
本文提出扩展光程强度相关器（EPIC），通过在探测器光路中加入可调光程扩展产生主干涉条纹，突破传统强度干涉测量的窄视场限制，实现微角秒级地面天体测量，可用于探测类日恒星周围的类地行星。
2023-07-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
