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
Generative AI for image reconstruction in Intensity Interferometry: a first attempt
本文首次探讨应用条件生成对抗网络(cGAN)解决强度干涉测量(II)中的图像重建问题,成功从稀疏采样的空间功率谱重建快速旋转恒星特征,为未来大阵列复杂系统重建提供了新思路。
2025-08-08 astro-ph.IM
Photon counting intensity interferometry in the blue at a 0.5 m telescope
本研究利用0.5米小型望远镜搭配快速单光子计数探测器,在蓝光B波段首次测得恒星光的聚束信号,验证了小型低成本望远镜开展强度干涉测量的可行性。
2023-10-25 astro-ph.IM
Very long baseline interferometry and observations of gravitational lenses using intensity fluctuations: an analysis based on intensity autocorrelation
最近推出了一种新型干涉测量技术,该技术使用二次探测器(天文学中常用的一种探测器)的电流波动光谱。它相对于经典干涉测量法具有很大的优势。它可以用来观察标准技术无法检测到的引力透镜。它可用于进行甚长基线干涉测量。虽然最初的理论分析,利用波的相互作用的影响,是严格的,它是不容易理解的。因此,本文进行了一个简单的分析,使用强度波动的自相关性,这是更容易理解的。它基于已发表的实验,这些实验是为了验证原始理论而进行的。自相关分析也验证了简单的数值技术,基于自相关,模拟源的角强度分布。自相关技术还允许更简单的信号检测。在实践中,引力透镜的应用是那些可以很容易地与目前可用的望远镜。我们描述了一个实际的例子,表明目前可用的VLBI射电天文数据可以用来观察macrolensed类星体的microlensingandmillilensing。它们可能提供透镜星系中暗物质亚结构的信息。
2014-02-28 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
A 3.9 km baseline intensity interferometry photon counting experiment
在过去的几年里,我们在不同的望远镜上运行了两个非常相似的超快光子计数光度计(Iqueye和Aqueye+)。用这些仪器对探测到的光子进行时间标记的绝对时间精度在几个小时的观测中是500 ps的量级,这使得我们能够获得例如光学望远镜的可见光中有史以来最精确的光变曲线。最近,我们调整了两个光度计一起工作的两个望远镜在Asiago(意大利),实现了Hanbury-Brown和Twiss强度干涉仪一样的实验与两个3.9公里远的望远镜。在本文中,我们报告的活动的状态和我们第一次尝试测量光子强度相关的非常初步的结果。
2018-10-02 astro-ph.IM
Simulations of astrometric planet detection in Alpha Centauri by intensity interferometry
最近的动力学研究表明,$α\;$ Cen A或B周围存在类地行星的可能性应该得到认真对待。这样一颗行星,如果存在的话,会对轨道天体测量造成$<10 \ μ\rm as$的扰动,这是两颗恒星之间距离的$10^{-6}$。我们评估的可行性,检测这种扰动使用地基强度干涉。我们模拟了一个专用的设置,包括四个40厘米的望远镜配备了光子计数器和时间分辨率$0.1\,\rm ns$,和一种匹配滤波器,通过孔径掩模实现。观测$α\;$ Cen AB一夜的天体测量误差为$\approx0.5\,\rm mas$。如果使用更长的观测时间和多个光谱通道,则误差减小,如$(\hbox{channels}\times\hbox{nights})^{-1/2}$。
2022-09-14 astro-ph.IM
The theory of intensity interferometry revisited
随着目前对天文强度干涉测量的兴趣的复苏,重新审视1950年代和1960年代发展的相关理论是很有意思的。本文认为,强度干涉测量可以理解为夫琅禾费衍射在非相干光中的推广。仍然产生干涉图案,但是它们是斑点状的并且是瞬态的,在称为相干时间的$1/Δν$(其中$Δν$是频率带宽)的时间尺度上变化。明亮的条纹平均每个相干时间小于一个光子,因此条纹在它们可以被观察到之前就改变了。但是非常偶然地,可以在相干时间内从干涉图案中检测到两个或甚至更多个光子。这些罕见的重合光子提供了关于潜在的瞬态干涉图案的信息,因此也提供了关于光源亮度分布的信息。从瞬态亚光子干涉图样的角度来考虑,就很容易理解为什么强度干涉测量法会有很大的光路容差,并且不受大气视宁度的影响。不寻常的信号噪声特性也变得明显。我们说明了不可观测的,但概念上有用的瞬态干扰模式,和它们的可观测的相关信号,与三个模拟的例子:(i)一个细长的源,如Achernar,(ii)一个三星系统,如大陵五,和(iii)一个新月形的源,大致模仿系外行星过境或可能的M87黑洞环境。其中,(i)和(ii)是当前计划设置的良好目标,而(iii)是长期思考的有趣目标。
2020-09-15 astro-ph.IM
Monte-Carlo simulation of stellar intensity interferometry
恒星强度干涉仪将利用未来伽马射线空气切伦科夫望远镜(ACT)阵列提供的大的光收集面积和宽的望远镜间距离,在光学波段实现十分之一毫角秒分辨率的恒星成像。到目前为止,表征使用ACT的强度干涉仪的能力的研究还没有考虑到现实的影响,如望远镜反射镜的延伸,详细的光电探测器的时间响应,过量的噪声和夜空污染。在本文中,我们提出了半经典量子光学蒙特卡罗模拟,我们开发,以调查这些实验限制。为了验证模拟算法,我们比较了我们的第一个结果的灵敏度和信号退化造成的镜面延伸,脉冲形状,探测器过量噪声,和夜空污染的模型。
2013-03-16 astro-ph.IM
A quantitative comparison of amplitude versus intensity interferometry for astronomy
天文成像大致可分为两类。第一种是振幅干涉测量法,包括传统的光学望远镜和甚大基线干涉测量法(VLBI)。第二种类型是强度干涉测量法,它依赖于Hanbury Brown和Twiss类型的测量。在光学频率下,直接相位测量是不可能的,振幅干涉法具有有效的数值孔径,其受到光子可以相干干涉的距离的限制。另一方面,强度干涉测量法仅关联光子通量,并且因此可以支持大得多的数值孔径,但是由于热光中每模式的低平均光子数而遭受降低的信号。在现实条件下,哪种方法更优越,至今还不清楚。在这里,我们给出了振幅和强度干涉测量的性能的比较分析,我们将其与在任何物理测量中可以实现的基本分辨率限制。使用确定两个远距离热点源之间的间隔的基准问题,例如,两个相邻的恒星,我们给出了一个简短的教程最佳估计理论,并将其应用到恒星干涉测量。我们发现,对于非常小的角间距的大基线实现强度干涉可以超过补偿降低的信号强度。我们还探讨了甚大基线强度干涉测量(VLBII)的实际实施方案。
2021-06-10 astro-ph.IM quant-ph
ESO White Paper on Intensity Interferometry: Cosmology, Fundamental Physics, Quantum Optics
Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Institut de Physique de Nice(尼斯物理研究所);Observatoire de la Côte d’Azur(蔚蓝海岸天文台);Laboratoire Lagrange(拉格朗日实验室);Université Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);IPAG(天体物理学与行星学研究所);Czech Technical University in Prague(布拉格捷克理工大学);Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences(捷克科学院物理研究所);Lund Observatory(隆德天文台);Lund University(隆德大学);Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg(埃尔朗根-纽伦堡大学);University of Zurich(苏黎世大学);University of Geneva(日内瓦大学);Observatorió Nacional / MCTI(巴西国家天文台/科技部);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);New York University(纽约大学);Flatiron Institute(平顿研究所);University of Washington(华盛顿大学);Stanford University(斯坦福大学);Perimeter Institute for Theoretical Physics(理论物理珀米特研究所);University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校)
ESO 白皮书探讨了强度干涉测量在宇宙学、基础物理和量子光学中的应用,包括宇宙膨胀率测量、暗物质探测及天体辐射的量子特性研究。
2026-02-13 astro-ph.IM
Towards Image Synthesis with Photon Counting Stellar Intensity Interferometry
本文介绍了基于光子计数恒星强度干涉测量(SII)进行图像合成的项目,核心工作包括优化极高光子率时间序列处理流水线、开发大型时间序列互相关算法及构建专用图像合成流水线。
2024-04-29 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
Intensity interferometry with more than two detectors?
最初的强度干涉仪是由Hanbury Brown和合作者在20世纪50年代和60年代建造的仪器,在没有光学质量反射镜的情况下,在可见光中实现了毫角秒的分辨率。他们利用了一种当时新颖的物理效应,在Hanbury Brown和Twiss的实验之后,现在被称为HBT相关性,现在被认为是量子光学的基础。现在,新一代的强度干涉仪正在设计中,提高了用三个或更多探测器测量强度相关性的可能性。量子光学预测了高阶HBT的一些有趣的特性。一个是HBT的相关性随着探测器的数量而增加。信噪比的考虑表明,多探测器HBT的相关性对于明亮的脉泽是可测量的,但对于热源是非常困难的。但是,对于明亮的恒星来说,更适度的三探测器HBT相关性似乎是可以测量的,并且可以提供标准HBT中不存在的图像信息(即双谱)。
2013-10-08 astro-ph.IM
I3T: Intensity Interferometry Imaging Telescope
我们提出了一种新的方法,基于汉伯里布朗和Twiss强度干涉,转换切伦科夫望远镜的等效光学望远镜。我们表明,基于使用从量子光学应用中借来的光子学组件,我们可以恢复所观察到的源的空间细节下降到切伦科夫望远镜的衍射极限,由其直径设置在平均观测波长。为此,我们建议应用孔径合成技术从成对和三重相关的子光瞳强度,为了重建的图像的天体源从其傅立叶模量和相位信息,尽管大气湍流。我们研究的方法,即限制幅度的灵敏度,其实施现有的或未来的高能量阵列切伦科夫望远镜。我们表明,尽管其光学质量差,非常大的光学望远镜正在建设中,切伦科夫望远镜可以提供衍射限制成像的天体源,特别是在可见光,下降到紫色波长。
2021-05-18 astro-ph.IM
Optical Intensity Interferometry through Atmospheric Turbulence
传统的地面天文观测由于受到大气湍流的影响而产生图像失真。通过选择适当的地理位置或采用自适应光学技术,可以将这种情况减少到最低限度,而通过使用大气层外的轨道平台,则可以完全避免这种情况。光强度干涉测量法的一个优点是不受大气引起的相位起伏的影响。通过对太阳光进行窄带光谱滤波和使用主动猝灭雪崩光子探测器(APD)进行时间强度干涉测量,直接测量太阳$g^{(2)}(τ)$特征。我们观察到一个平均光子聚束信号的$g^{(2)}(τ) = 1.693 \pm 0.003$从太阳,持续一整天,尽管波动的天气条件,云层覆盖和仰角。这证明了强度干涉测量技术对大气湍流和光机械不稳定性的鲁棒性,以及实现具有大基线和长积分时间的测量方案的可行性。
2015-12-29 astro-ph.IM quant-ph
Optical Multi-Channel Intensity Interferometry - or: How To Resolve O-Stars in the Magellanic Clouds
基于汉伯里布朗-特维斯效应(英语:Hanbury Brown-Twiss effect)的强度干涉测量法,是一种简单且廉价的微角秒角分辨率的光学干涉测量法;由于灵敏度低,其在天文学中的应用在20世纪70年代被放弃。最近的技术发展的动机,我们认为,大型现代强度干涉仪的灵敏度可以提高到约25,000倍,对应于11个光度星等,相比开拓纳拉布里恒星干涉仪。这是通过以下方式实现的:(i)使用雪崩光电二极管(APD)作为光检测器,(ii)将从光源接收的光分布在多个独立的光谱通道上,以及(iii)使用由多个大型光收集器组成的阵列。我们的方法允许建造大型(基线范围从几公里到洲际距离)光学干涉仪,成本(非常)长基线无线电干涉仪。现实的强度干涉仪的设计能够实现限制R波段的幅度高达14,足够的空间分辨观测的主序O型恒星在麦哲伦星云。多通道强度干涉仪可以处理各种各样的科学案例:㈠恒星的线性半径、有效温度和光度; ㈡致密恒星残余物的质量-半径关系; ㈢恒星旋转; ㈣恒星对流和恒星光球与磁场的相互作用; ㈤多颗恒星的结构和演变; ㈥星际距离的直接测量;(vii)气体在超大质量黑洞上的吸积物理学;(viii)通过提供校准星样本来校准振幅干涉仪。
2014-10-23 astro-ph.IM
Wide-spectrum optical synthetic aperture imaging via spatial intensity interferometry
使用越来越大的孔径和越来越短的波长来实现高分辨率成像。光学孔径合成是天文学中一种重要的高分辨率成像技术。传统的长基线振幅干涉测量易受不可控制的相位起伏的影响,并且技术难度随着波长的减小而迅速增加。受HBT实验启发的强度干涉测量法基本上对相位波动不敏感,但具有窄光谱带宽,这导致缺乏检测灵敏度。在这项研究中,我们提出了基于空间强度干涉的光学合成孔径成像。这不仅在Single Shot中实现了衍射受限的光学孔径合成,而且能够实现具有宽光谱带宽的成像。该方法对子孔径之间的光程差不敏感。仿真和实验表明,在光谱宽度为100 $nm$的可见光中,子孔径间最大光程差达到$69.36λ$,通过空间强度干涉实现了光学孔径合成衍射极限成像。该技术有望为光学波长下超长基线的光学孔径合成提供解决方案。
2022-12-02 astro-ph.IM physics.optics
Discrimination between cosmological and stellar phenomena by the intensity interferometry
本文提出了一种用强度干涉法区分具有相同色温但具有不同角谱的物体的定量理论。扩展角谱黑体图像的两点关联函数与窄角谱黑体图像的关联函数有显著差异。
2021-03-04 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
First Intensity Interferometry Measurements with the H.E.S.S. Telescopes
本研究在H.E.S.S.望远镜阵列上部署带电动校正的强度干涉装置,首次实现南天恒星的角直径测量与多星系统干涉性能验证,拓展了切伦科夫望远镜的高分辨观测能力。
2023-12-13 astro-ph.IM
Intensity Interferometry observations of the H$α$ envelope of $γ$ Cas with MéO and a portable telescope
我们报告的观察明亮的Be星$γ$ -Cas的扩展环境中使用强度干涉测量其H $α$发射线。这些观测是使用安装在1.54米MéO光学计量望远镜和便携式1米望远镜(T1 M)上的I2C强度干涉仪的改进版进行的。为了更好地限制H $α$包络的范围,对T1 M望远镜的两个不同位置进行了观测,这两个位置对应于中间基线和长基线,在这两个基线中,扩展区域被部分和完全分辨。我们发现观测数据与过去对$γ$ -Cas的干涉观测结果一致。这些观测表明,有能力为不同光学设计的光学望远镜配备强度干涉测量能力,并说明了将类似系统扩展到许多其他望远镜的潜力。
2023-01-12 astro-ph.IM astro-ph.SR
On-sky demonstration of an ultra-fast intensity interferometry instrument utilizing hybrid single photon counting detectors
本研究开发了一款用于1米级光学望远镜的超快单光子计数强度干涉仪,利用混合光子探测器和恒定分数鉴别器优化时间分辨率,成功测量了三颗明亮A型恒星的光子聚束现象,观测相干时间与预期及实验室值高度吻合,为高分辨率空间强度干涉测量提供了新途径。
2025-04-07 astro-ph.IM
Simultaneous Two Colour Intensity Interferometry with H.E.S.S
本文报道了利用升级后的 H.E.S.S. 望远镜装置首次实现同时双波段强度干涉测量,并给出四颗恒星在考虑临边昏暗效应后的角直径结果。
2024-11-25 astro-ph.IM
Optical intensity interferometry observations using the MAGIC imaging atmospheric Cherenkov telescopes
目前正在运行的成像大气切伦科夫望远镜(IACT)具有大反射镜和对光子产生的少数光电子信号的1纳秒级时间响应。这意味着它们非常适合光学干涉测量观测。由于它们对可见光波长的敏感性和长基线,使用IACT的光强干涉测量法可以达到几十到微弧秒的角分辨率。我们已经安装了一个简单的光学装置上的两个17米直径的MAGIC IACT的相机和观察相干波动的光子强度测量在两个望远镜的三个不同的恒星。其灵敏度比20世纪70年代Narrabri干涉仪所达到的灵敏度高出约10倍。
2019-11-14 astro-ph.IM astro-ph.SR
Intensity interferometry for observation of dark objects
我们分析了用两个面向远源的点状探测器进行的强度干涉测量(例如,星星),其可能被吸收性物体部分遮挡(例如,行星)。基于由于对象的存在而引起的观测到的协方差函数的扰动的这种测量可以提供与直接光强度测量互补的对象的信息。特别地,可以推断对象的瞬态轨迹的取向。我们确定了影响这种扰动的关键参数,并表明其幅度等于由同一物体引起的强度变化的幅度。在天文学应用中,该值可能非常小,因此可能需要差分测量。最后,我们讨论的信噪比,可以预期在这种类型的测量。
2013-10-31 astro-ph.IM physics.optics
High angular resolution imaging with stellar intensity interferometry using air Cherenkov telescope arrays
利用由近100台望远镜组成的空气切伦科夫望远镜阵列进行的恒星强度光学干涉测量,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。除了灵敏度问题之外,强度干涉测量中的图像恢复的主要限制是在测量过程期间相干的复杂程度的相位的损失。然而,已经开发了几种模型无关的相位重建技术。在这里,我们实现了一个基于Cauchy-Riemann的算法,从模拟数据中恢复图像。对于明亮的恒星(m_v~6)和几个小时的曝光时间,我们发现,尺度特征如直径、扁率和整体形状的重建具有百分之几的不确定性。更复杂的图像也被很好地重建,具有与原始图像的高度相关性。通过使用前向算法,结果得到进一步改善。
2011-08-23 astro-ph.IM astro-ph.SR
Radial Pulsations in Polaris: A Secondary Science Application of Cherenkov Telescopes via Intensity Interferometry
Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram(印度科学教育研究所特里凡得琅分校);Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences(阿亚帕塔观测科学研究机构);University of Zurich(苏黎世大学);Centurion University of Technology and Management(世纪科技与管理大学);Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics(大学间天文学与天体物理学中心)
本研究展示了通过强度干涉术利用切伦科夫望远镜在月光夜晚观测Polaris等径向脉动星,证明其在闲置期进行高分辨率光学天文学和精确表征明亮恒星的潜力。
2026-09-25 astro-ph.IM
The VERITAS-Stellar Intensity Interferometry (VSII) survey of Stellar Diameters
VERITAS成像空气切伦科夫望远镜(IACT)阵列在2019年增加了高速焦平面电子设备,以允许其用于恒星强度干涉测量(SII)观测。自2019年1月以来,VERITAS恒星干涉仪(VSII)在416 nm的有效光波长下对39颗不同的亮星和双星系统($m_V < 3.74$)进行了超过250小时的月光观测。这些观测结果测量了几颗恒星的直径,分辨率超过5%。本次演讲将描述VSII调查和分析的现状。
2021-08-22 astro-ph.IM astro-ph.SR
Intensity Interferometry at Calern and beyond: progress report
介绍了用于可见光波段恒星高角分辨率观测的I2C恒星强度干涉仪的现状。在这些会议记录中,我们介绍了最近对仪器的技术改进,并分享了使用小直径光学望远镜阵列进行的活动的结果。将倾斜-倾斜自适应光学单元集成到光学系统中以稳定光注入到光纤中。该装置在蓝色海岸天文台的Calern Plateau站点的几个设施上进行了成功测试。其中包括C2 PU天文台的1米直径望远镜之一,便携式1米直径望远镜,以及1.5米的MéO望远镜。为了更好地约束天空测量,在实验室中使用高分辨率摄谱仪表征仪器的光谱透射。还用VLTI的两台辅助望远镜对该系统进行了测试,成功地测量了三颗恒星的时间和空间相关性。
2022-09-06 astro-ph.IM
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
On the intensity interferometry and the second-order correlation function $g^{(2)}$ in astrophysics
天文学中的大多数观测技术都可以理解为利用一阶关联函数g^(1)的各种形式。然而,早在20世纪60年代,汉伯里·布朗和特维斯的纳拉布里恒星强度干涉仪就证明了这一点,这是第一个测量二阶关联函数g^(2)的实验,光可以携带更多的信息,而不仅仅是它的强度、光谱和偏振。自该实验以来,对光的非经典性质的理论和实验室研究已成为一个非常活跃的研究领域,即量子光学。尽管在这一领域取得了各种各样的成果,天体物理学仍然主要集中在一阶相干性上。本文研究了在宇宙源中观测到光的量子特性的可能性。我们提供了基本的数学成分的一阶和二阶关联函数,适用于现代天文观测的背景。对g^(2)的利用肯定比现代强度干涉仪所能带来的要丰富得多,而且对于非热光源来说尤其有趣。最后,我们简要介绍了为什么我们银河系中的微类星体及其河外母体可以成为观测非热光的光学/近红外波段的首选目标,并测试g^(2)在天体物理源中的应用。
2009-08-26 astro-ph.IM
The information content of optical intensity interferometry
Perimeter Institute for Theoretical Physics(Perimeter理论物理研究所);Institute for Advanced Study(普林斯顿高等研究院);University of Exeter(埃克塞特大学)
本文利用扩散模型先验,量化了光学强度干涉测量中无相位数据可恢复的信息,并证明下一代干涉仪的信噪比足以成像复杂恒星表面。
2026-09-09 astro-ph.IM
Imaging sub-milliarcsecond stellar features with intensity interferometry using air Cherenkov telescope arrays
最近提出了将成像空气切伦科夫望远镜阵列应用于恒星强度干涉测量(SII)的建议。特别感兴趣的是模型独立的图像恢复提供了良好的(u,v)平面覆盖这些阵列,以及相位恢复技术的最新发展的可能性。这些仪器作为SII接收器的能力已经探索了简单的恒星物体,这里的重点是重建恒星图像与非均匀的辐射分布。我们发现,热恒星(T > 6000 K)包含热和/或冷的局部区域(T \sim 500 K)小到\sim 0.1 mas可以在短波长(λ = 400 nm)成像。
2012-05-25 astro-ph.IM astro-ph.SR
Measuring Type Ia Supernova Angular-Diameter Distances with Intensity Interferometry
本文提出利用基于Hanbury Brown-Twiss效应的强度干涉法测量Ia型超新星角尺寸和距离,通过优化观测策略和多望远镜层析成像降低不确定性,并结合超新星哈勃图测量哈勃常数H0。
2025-04-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
Stellar intensity interferometry: Optimizing air Cherenkov telescope array layouts
千米级的光学成像器似乎可以通过强度干涉测量法来实现,使用望远镜主要用于测量伽马射线引起的切伦科夫光。计划中的阵列设想有50- 100台望远镜,分布在大约1- 4公里的$^2$上。虽然阵列布局和望远镜的大小将主要选择伽马射线观测,也可以优化其干涉性能。对不同阵列几何形状的恒星物体观测进行了数值模拟,得出了干涉仪$(u,v)$平面中源图像不同傅立叶分量的信噪比。模拟实际上提出了未来切伦科夫望远镜阵列的布局,并为子集只有一小部分的望远镜。所有大型阵列提供密集的采样的$(u,v)$ -平面由于纯粹的望远镜数量,无论其地理方向或恒星坐标。然而,为了改善$(u,v)$平面的覆盖范围和更广泛的基线(能够更好地重建图像),对于众多较小的望远镜,应避免精确的东西网格,对于少数大型望远镜,应避免重复的几何图案。稀疏阵列由于缺乏短基线而受到严重限制,为了覆盖可见光波长0.1- 3毫角秒之间的天体物理学相关尺寸,望远镜对之间的基线应覆盖30- 2000米的整个间隔。
2010-09-29 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
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
Intensity interferometry: Optical imaging with kilometer baselines
具有微弧秒分辨率的光学成像将揭示恒星表面内外的细节,但需要更大规模的干涉仪,无论是在地面还是在太空中都难以实现。强度干涉测量法,电子连接独立的望远镜,有一个噪音预算,涉及电子时间分辨率,规避大气湍流的问题。利用光学空气切伦科夫望远镜阵列(主要是为了伽马射线研究而建立的),几公里的范围正在变得现实,从而使无线电干涉仪阵列的光学等效物成为可能。由Hanbury Brown和Twiss开创,该技术的数字版本现在已经被证明,从数百个光学基线的实验室测量中重建衍射限制图像。这篇评论概述了从一开始的方法,描述了目前的实验,并勾勒出未来的观察前景。
2016-07-12 astro-ph.IM physics.optics
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
A Fiber Optic Based High Voltage System for Stellar Intensity Interferometry Observations
从2018年秋季开始,VERITAS高能伽马射线天文台(亚利桑那州阿马多)进行了升级,以便在明亮的月球条件下进行恒星强度干涉测量(SII)观测。该系统有可能使VERITAS能够以亚毫角秒角分辨率在可见光波段对恒星物体进行空间表征。本研究计画系为SII相机所使用之光电倍增管(PMT)建构高压电源。高压电源被设计为与所有其他电子设备(PMT除外)电隔离,以减少噪声拾取。高压电源在锂离子电池上运行,高压电平使用Arduino Yun微控制器生成的脉宽调制(PWM)信号远程编程,并通过光纤电缆分配。光纤控制系统的电气隔离抑制了通过接地回路拾取射频干扰。单独的光纤收发器对用于高压电源的通断控制。执行的测试表明,对于PWM信号的给定占空比,高电压电平可再现到1伏以内。此外,高电压输出电平被示出为相对于用于为高电压电源供电的输入电池电压的变化是稳定的。该高压系统目前正用于VERITAS的定期SII观测。这张海报将描述系统的详细设计和性能。
2019-08-08 astro-ph.IM
Towards the Intensity Interferometry Stellar Imaging System
即将推出的大型光收集器阵列部署,以利用大气切伦科夫辐射的伽玛射线天文学在超过100 GeV,激发了越来越多的兴趣,在天文学中的应用强度干涉测量。事实上,计划中的多达100台望远镜的阵列将提供近5,000个基线,范围从不到50米到超过1000米。最近和持续的信号处理技术的发展加强了这种兴趣。重新审视恒星强度干涉成像是很好的科学动机。它将填补振幅干涉仪留下的短波长(B/V波段)和高角分辨率(< 0.1mas)的空白。这也将是利用量子光学进行天文观测的第一步,也是重要的一步,从而为未来的天文台铺平道路。在本文中,我们概述了科学的情况下,技术方法和时间表的强度干涉仪的建设和操作在可见光使用伽玛射线天文学空气切伦科夫望远镜作为接收器。
2009-06-17 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Validating the Angular Sizes of Red Clump Stars with Intensity Interferometry
Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);Université Côte d’Azur, CNRS, Institut de Physique de Nice(尼斯大学,法国国家科学研究中心,尼斯物理研究所)
本文探讨利用强度干涉仪测量红团星的角直径,以验证其表面亮度-颜色关系,通过多波段观测和望远镜阵列减少观测时间,提高红团星校准样本的角直径精度。
2026-04-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Intensity Interferometry with Aqueye+ and Iqueye in Asiago
多年来,我们的团队一直致力于设计,建造和操作光学波段具有非常高的时间分辨率的仪器,用于量子天文学和更传统的天体物理学。建造了两台仪器来执行具有亚纳秒时间精度的光子计数。第一个是Aqueye+,定期安装在Asiago的1.8米哥白尼望远镜上,而第二个是Iqueye,安装在智利的ESO新技术望远镜和Roque(La Palma,加那利群岛)的William Herschel望远镜和Telescopio Nazionale Galileo。这两种仪器在光学脉冲星计时方面都提供了非常精确的结果。最近,Iqueye被转移到Asiago,安装在1.2米的伽利略望远镜上,与哥白尼望远镜一起,首次尝试在几公里的基线上进行光强度干涉测量实验(a` la Hanbury Brown和Twiss)。该应用程序是我们仪器开发的原始目标之一。为了进行这些测量,我们正在试验一种新的方法,通过中等孔径,低光衰减多模光纤与双包层设计的仪器耦合到望远镜。光纤安装在专用光学接口中,连接到1.8米望远镜(Aqueye+)的另一个仪器的焦点或1.2米望远镜(Iqueye)的Nasmyth焦点。这种软安装解决方案的优点是便于光子计数器的安装,将它们保持在受控的温度和湿度条件下(减少与变化的环境条件相关的潜在系统性),并减轻调度要求。在这里,我们将描述第一次成功实施的Asiago强度干涉仪和未来的计划,以改善它。
2016-09-05 astro-ph.IM
Astrophysical measurements with the VERITAS Stellar Intensity Interferometer
成像大气切伦科夫望远镜长期以来一直被视为潜在的光收集器,用于长基线光学强度干涉测量观测。切伦科夫望远镜的强度干涉测量法非常适合于在短光波长下研究O/B/A型恒星的空间结构。这种观测与目前这一代光学振幅干涉仪的观测相辅相成,后者通常限于较长的波长。自2018年10月以来,已为VERITAS天文台开发了专用的强度干涉测量仪器,并进行了工程测试和观测。在这里,报告了使用两台VERITAS望远镜的第一批结果。该系统已经扩展到另外两台望远镜,使所有四台VERITAS望远镜都能进行SII观测。
2019-08-09 astro-ph.IM astro-ph.SR
Intensity interferometry of P Cygni in the H$α$ emission line: towards distance calibration of LBV supergiant stars
我们目前的强度干涉测量的发光的蓝色变量P Cyg在其H $α$发射光进行1\,m级望远镜。我们比较测得的可见度点合成干涉测量数据的基础上CMFGEN物理建模的高分辨率光谱的P Cyg记录几乎同时与我们的干涉测量数据。通过调节天鹅座P的恒星参数和H的$α$线直径,我们估计天鹅座P的距离为$1.56\pm0.25$~kpc,这与最近公布的Gaia DR2星表中的$1.36\pm0.24$~kpc在$1σ$中是一致的。这两个值都明显小于文献中通常采用的规范值$1.80\pm0.10$~kpc。我们用来校准P Cyg距离的方法可以适用于我们星系和邻近星系中非常大质量和明亮的恒星,并且可以改善所谓的风动量光度关系,该关系可能适用于校准本地宇宙中的宇宙学蜡烛。
2020-03-02 astro-ph.IM astro-ph.SR
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: Imaging capabilities of air Cherenkov telescope arrays
可见光波段的亚毫角秒成像将为恒星天体物理研究提供新的视角。尽管恒星强度干涉测量在40多年前就被放弃了,但它能够成像,从而完成比以前认为的恒星直径测量更多的事情。各种相位恢复技术可以用来重建实际图像提供了足够的覆盖范围的干涉平面是可用的。计划中的大型切伦科夫望远镜阵列将提供数千个同时可用的基线,范围从几十米到一公里以上,从而使成像成为可能,具有前所未有的角分辨率。在这里,我们调查的阵列,如CTA或AGIS作为恒星强度干涉接收器的成像能力。这项研究利用了模拟数据,因为可以从这些阵列实际获得。基于Cauchy-Riemann的相位恢复允许图像的重建,其可以与针对其模拟数据的原始图像进行比较。这是第一次这样做的均匀盘星具有不同的半径和相应的各种曝光时间,我们发现,在重建半径的不确定性是几个小时的曝光时间后的百分之几。最后,更复杂的图像被认为是,在亚毫弧秒尺度的成像是可能的。
2010-09-28 astro-ph.IM astro-ph.SR
Towards a Polarisation Prediction for LISA via Intensity Interferometry
轨道周期为几个小时的紧凑的银河双星系统预计将由LISA或类似的飞行任务在引力波(GW)中探测到。目前,这些所谓的验证二进制文件提供了GW频率和幅度的预测。完整的偏振预测将提供一种新的方法来校准LISA和其他GW天文台,但需要解决天空中双星的方向,这是目前不可能的。我们提出了一种方法来确定难以捉摸的二元取向,从而预测GW偏振,使用公里级的光强度干涉。最有希望的候选者是CD-30 $^{\circ}$ 11223,由一个热氦亚矮星与$m_B = 12$和一个更暗淡的白矮星伴星组成,在一个接近边缘的轨道上,周期为70.5分钟。解决潮汐拉伸将提供二元取向。所需的解决办法远远超出了现有的任何文书,但并没有超出现有的技术。我们考虑的情况下,一系列的望远镜与公里尺度的基线和/或甚大望远镜(VLT)和极大望远镜(ELT)配备了最近开发的千像素亚纳秒单光子计数器和强度干涉测量。我们估计,VLT和ELT的组合可以在24小时观察中以2 $σ$置信度测量$\pm 1^{\circ}$的方向。
2020-08-26 astro-ph.IM gr-qc
A Butterfly's Eye Camera for Intensity Interferometry with Cherenkov Telescopes
切叶眼相机通过改进IACT的光学设计,显著提升了强度干涉术的灵敏度,并在天文成像中带来新的科学机遇。
2025-11-20 astro-ph.IM astro-ph.SR
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
Demonstration of stellar intensity interferometry with the four VERITAS telescopes
光学波段的高角分辨率观测为恒星天体物理学提供了有价值的见解,可以直接测量恒星的基本参数,探测恒星大气、星周盘、快速旋转恒星的伸长和造父变星的脉动。大多数恒星的角尺寸在1毫角秒或更小的量级,要在空间上分辨这种尺度的恒星盘和特征,需要使用基线在数百米量级的望远镜阵列的光学干涉仪。我们报告成功实施的恒星强度干涉测量系统的四个VERITAS成像大气切伦科夫望远镜。利用该系统测量了大犬座$β$和猎户座$ε$两颗亚质量恒星的角直径,测量精度优于5%。该系统利用离线的方法,在每个望远镜记录的星光强度波动相关后观察。该技术可以很容易地扩展到数十到数百个望远镜,提供了一种能力,已被证明在技术上具有挑战性的当代光学振幅干涉观测站。这项工作证明了用成像大气切伦科夫望远镜阵列作为强度干涉仪进行天体物理测量的可行性,以及在未来的天文台(如切伦科夫望远镜阵列)中集成强度干涉测量系统的前景。
2020-07-20 astro-ph.IM astro-ph.SR
Expanding Ejecta Method: II. Framework for Cosmological Distance Measurements via Intensity Interferometry
本文提出利用强度干涉测量和膨胀抛射物方法测量超新星角直径距离,并通过三类独立校准方案显著提升哈勃常数测定精度。
2025-05-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Towards measuring astrophysical third order correlation functions with the H.E.S.S. optical intensity interferometer
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg(埃尔朗根-纽伦堡大学);Erlangen Centre for Astroparticle Physics, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg(埃尔朗根天体粒子物理中心,埃尔朗根-纽伦堡大学);Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学);Institute de Physique de Nice, Université Côte d’Azur(尼斯物理研究所,蔚蓝海岸大学);Universität Zürich(苏黎世大学)
本文利用H.E.S.S.强度干涉仪首次测量了两颗恒星系统的第三阶相关函数,并通过实验室实验验证了提取闭合相位的方法。
2025-12-15 astro-ph.IM
Stellar Intensity Interferometry: Prospects for sub-milliarcsecond optical imaging
使用千米阵列的空气切伦科夫望远镜,强度干涉测量法可以提高光学天文学的空间分辨率一个数量级,使快速旋转的恒星的图像与结构在其拱星盘和风,或映射出模式的非径向脉动整个恒星表面。强度干涉测量法(由汉伯里·布朗和特维斯开创)仅通过电子方式将望远镜连接起来,实际上对大气湍流和光学缺陷不敏感,允许在长基线和大气团上进行观测,也可以在短光波长下进行观测。所需的具有非常快的探测器的大型望远镜正在以分布在几平方公里范围内的切伦科夫望远镜阵列的形式出现。数字信号处理使得能够合成非常多的基线,同时利用电子时间延迟跟踪恒星,从而在软件中合成光学干涉仪。模拟观测表明,在m(v)=8附近的极限星等,在紫色中达到约30微弧秒的分辨率。信噪比有利于高温源和发射线结构,并且与光学通带无关,无论是单个谱线还是宽光谱连续区。强度干涉测量提供了源图像的任何空间频率分量的模数(但不是相位);因此,图像重建需要相位恢复技术,如果干涉测量(u,v)平面的足够覆盖是可行的。实验正在进行中;试验望远镜已经架设,大型切伦科夫望远镜的连接试验也已进行。本文回顾了这种干涉测量方法,鉴于空气切伦科夫望远镜阵列提供的新的可能性,并概述了观测计划,应该成为现实已经在不久的将来。
2012-07-03 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.optics