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
Mobile Intensity Interferometer for Stellar Observations (MI$^2$SO)
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg(埃尔朗根-纽伦堡大学);Nice Institute of Physics, National Center for Scientific Research(法国国家科学研究中心尼斯物理研究所)
用于恒星观测的移动强度干涉仪通过紧凑设计实现高精度空间相干测量,成功测量了天狼星的角直径。
2026-01-16 astro-ph.IM
Design of an Ultra-Wideband Antenna Feed and Reflector for use in Hydrogen Intensity Mapping Interferometers
针对氢强度映射干涉仪,本文设计并优化了5.5:1带宽的Vivaldi馈源与带椭圆套环的深抛物面反射面,以抑制散射和交叉耦合等系统效应。
2023-11-02 astro-ph.IM
Practical study of optical stellar interferometry
本文提出一种光学恒星干涉观测与分析方法,利用不同基线研究三颗亮星干涉图,量化大气湍流、孔径参数对条纹可见度的影响并估计 Fried 参数 r0,服务于研究生实践教学。
2023-09-13 astro-ph.IM
EON-SII: Design of a transportable picosecond stellar intensity interferometer for compact-star astrophysics
Max Planck Institute for Physics(马克斯·普朗克物理研究所);Department of Astronomy, University of Geneva(日内瓦大学天文学系)
EON-SII是一款双望远镜可移动皮秒恒星强度干涉仪,针对致密星天体物理设计,可将SII技术扩展至V星等8.5-10.7的目标,具备高集光与分光性能,弥补现有设备的观测局限。
2026-08-19 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
Development of a Digital Astronomical Intensity Interferometer: laboratory tests with thermal light
我们提出了测量的二阶空间相干函数的热光源使用Hanbury-Brown和Twiss干涉与数字相关。我们证明了正交偏振之间的强度波动,或在检测器的分离大于源的空间相干长度,是不相关的,但可以用来减少系统噪声。这里进行的工作可以很容易地应用到现有的和未来的成像空气切伦科夫望远镜作为恒星强度干涉测量(SII)的星光收集器,以测量天文物体的空间特性。
2017-08-18 astro-ph.IM physics.optics
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
Comparing Different Approaches for Stellar Intensity Interferometry
恒星强度干涉仪在其相干时间内关联光子,可以克服现有振幅干涉仪的基线限制。强度干涉仪不依赖于光学元件的相位相干性,因此在没有高级光学器件和光组合延迟线的情况下起作用。然而,用实际的光学滤波器带宽(> 0.1 nm)观察到的星光的相干时间通常比检测系统的时间分辨率(> 10 ps)小得多,导致相关信号大大降低。在合理短的测量时间内达到高信噪比可以通过不同的方式实现:通过增加时间分辨率,这增加了相关信号高度,或者通过增加光子速率,这降低了测量的统计不确定性。我们目前的实验室测量采用这两种方法,并直接比较它们的信噪比。将为中小型光学望远镜设计的高时间分辨率干涉测量装置与计划安装在碟形直径大于10米的切伦科夫望远镜上的能够测量高光子率的装置进行比较,前者是为中小型光学望远镜设计的,因此光子率较低(直径小于数米)。我们使用氙灯作为模拟星光的普通光源。这两种设置都测量预期的相关信号,并在10 min和23 h之间的测量时间内在统计不确定性的预期散粒噪声限值下工作。我们讨论了定量的测量结果的差异,并给出了一个合适的操作制度的概述,为每个干涉仪的概念。
2022-01-25 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
A Simple Miniaturized Stellar Interferometer: Measuring the Angular Diameter of Venus with a Masked Telescope
Sonoma State University(索诺玛州立大学)
本文提出一种简易小型化恒星干涉仪,利用带双孔掩膜的望远镜测量金星角直径,类比1921年迈克尔逊-皮斯实验,提供直观教学演示。
2026-09-24 astro-ph.IM physics.ed-ph
Performance of the upgraded VERITAS Stellar Intensity Interferometer (VSII)
VERITAS成像大气切伦科夫望远镜阵列(IACT)于2019年通过高速焦平面电子设备进行了增强,以创建新的恒星强度干涉测量(SII)观测能力(VERITAS-SII或VSII)。VSII在明亮的月亮期间运行,使用空闲望远镜时间在B测光带提供高角分辨率观测(< 1 mas)。VSII已经展示了在416 nm处测量两颗B星(Bet CMa和Eps Ori)直径的能力,精度< 5%,使用相对较短的曝光时间(5小时)。VSII仪器最近得到改进,以提高仪器灵敏度和观测效率。本文介绍了升级的VSII仪器和文件的VSII灵敏度正在进行的改进。该报告描述了VSII在将SII测量扩展到较暗星等恒星以及将VSII角直径测量分辨率提高到优于1%方面的进展。
2022-09-07 astro-ph.IM astro-ph.SR
First measurements and upgrade plans of the MAGIC intensity interferometer
这两台MAGIC 17米直径成像大气切伦科夫望远镜也可以作为一台强度干涉仪使用,它具有无死区、4通道、基于GPU的实时相关器。在大约之间的基线操作。40和90米的MAGIC干涉仪能够在400-440纳米波长范围内测量0.5-1质量的恒星直径,其灵敏度比20世纪70年代Narrabri恒星强度干涉仪的灵敏度高出约10倍。此外,主动镜像控制允许将主镜像拆分为子镜像。这使得可以同时进行零基线相关性的校准测量,或者同时收集17米以下几乎任意方向的六条基线,对应的角度尺度约为10米。1-50马斯我们计划在明年进行测试观测,增加附近的切伦科夫望远镜阵列(CTA)LST-1 23米直径望远镜。所有三对望远镜将同时进行关联。添加LST-1预计将增加灵敏度至少1 mag,并显着改善u-v平面覆盖。如果成功的话,所提出的相关器设置是可扩展的,足以实现完整的CTA阵列。
2022-09-29 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
The influence of laser relative intensity noise in the Laser Interferometer Space Antenna
本文研究了LISA任务中六台激光器的相对强度噪声(RIN)在时延干涉测量(TDI)中的传播与影响,基于现有任务架构计算表明,严格的技术设计要求可将RIN从约8.7 pm/rtHz降至亚1 pm/rtHz,并强调了平衡探测的重要性。
2023-01-04 astro-ph.IM gr-qc
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
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
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
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
Observations with the Southern Connecticut Stellar Interferometer. I. Instrument Description and First Results
我们讨论了一种新的强度干涉仪的设计,建造和操作,根据南康涅狄格州立大学在纽黑文,康涅狄格州的校园。虽然本文将侧重于与原来的两个望远镜配置所采取的观测,目前的仪器包括三个便携式0.6米多布森望远镜与单光子雪崩二极管(SPAD)探测器位于每个望远镜的牛顿焦点。每个站点检测到的光子都带有时间戳,并使用定时相关器读出,该相关器可以提供精确到48 ps的定时互相关。我们详细介绍了我们的观察到目前为止的系统,这已经成功地在我们的大学在16个晚上的观察。该仪器的组件也被部署在洛厄尔天文台,在那里帕金斯和霍尔望远镜被用作强度干涉仪。我们详细描述了仪器的性能。总的来说,观测结果表明,当观测未分辨的恒星时,在6.76-sigma的水平上检测到相关峰,并且当在足以分辨恒星的基线上观测时,与部分或没有检测到相关峰的一致性。利用这些测量结果,我们得出结论,大角星的角直径大于15质量,织女星的角直径在0.8和17质量之间。虽然在这一点上的不确定性很大,但这两个结果都与基于振幅的长基线光学干涉仪的测量结果一致。
2021-12-14 astro-ph.IM astro-ph.SR
Interference of Light in Michelson-Morley Interferometer: A Quantum Optical Approach
我们研究如何在一个迈克尔逊-莫雷干涉仪(MMI)的光的时间相干干涉特性,只使用一个单光子探测器,可以理解的量子光学框架中的一个简单的和教学的方式。为此,我们利用基本的量子场论和Glaubers理论的光子探测,以计算预期的干涉图案的MMI。如果在MMI本地振荡器端口中使用热参考源与信号端口中的热源组合,则由这种强度测量揭示的干涉图案显示出对两个源的温度差的显著依赖性。因此,MMI可用于执行温度测量。实际上使用了一种相关方法对COBE卫星上的宇宙微波背景辐射进行了高精度测量。理论框架允许我们考虑任何初始量子态。作为确定与单光子参考脉冲干涉的单光子脉冲的角峰值频率的工具的单光子干涉例如是,考虑了对相干激光脉冲的类似考虑导致检测器中的不同响应。因此,MMI实验装置在某种意义上是光学设备的一个例子,其中人们可以仅使用强度测量来展示经典光和量子力学光之间的差异。
2011-03-02 astro-ph.IM quant-ph
Extended-Path Intensity Correlation: Microarcsecond Astrometry with an Arcsecond Field of View
本文提出改进强度干涉仪的 EPIC 可调光路方案,使地基阵列可在角秒视场内对多颗亮致密源实现微角秒级差分天体测量,并阐明其理论、技术要求与多类天体物理应用。
2023-07-13 astro-ph.CO astro-ph.IM astro-ph.SR
Performance and first measurements of the MAGIC Stellar Intensity Interferometer
本研究介绍了升级后的MAGIC-SII系统,证实IACT经最小硬件改造可作为有竞争力的光学强度干涉仪,测得22颗恒星直径,并提出整合未来切伦科夫望远镜阵列望远镜以提升性能的可行方案。
2024-02-07 astro-ph.IM astro-ph.SR
On-Sky Single-photon Time resolution of 35 ps with White Rabbit synchronization: towards the measurement of the size of a White Dwarf star
Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学);CNRS, Institut de Physique de Nice(法国国家科学研究中心尼斯物理研究所);Instituto de Ciencias Físicas (ICIFI, UNSAM - CONICET)(物理科学研究院(ICIFI,UNSAM-CONICET));Universite Cote d’Azur, Observatoire de la Cote 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)
IC4Stars项目利用强度干涉测量白矮星天狼星B的直径,通过White Rabbit协议同步两台TDC,实现了35 ps RMS的星上时间分辨率,并开发了数据采集与二阶相关函数算法。
2026-09-02 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.ins-det
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
Calibrating CHIME, A New Radio Interferometer to Probe Dark Energy
加拿大氢强度测绘实验(英语:Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment,CHIME)是一个凌日干涉仪,目前正在加拿大不列颠哥伦比亚省彭蒂克顿的自治领射电天体物理观测台(英语:Dominion Radio Astrophysical Observatory,DRAO)建造。我们将用CHIME在400 - 800 MHz频率范围内对半个天空的中性氢进行测图,测量红移在0.8 - 2.5之间的重子声学振荡(BAO),以探测暗能量。我们已经部署了CHIME的探路者版本,它将对BAO功率谱产生约束,并为我们的校准方案提供测试平台。我将讨论CHIME校准要求,并描述我们正在开发的仪器,以满足这些要求。
2014-06-09 astro-ph.CO 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
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
Optical Intensity Interferometry with the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)具有前所未有的夜空观测集光面积,在光学恒星天文学方面也具有巨大的潜力,特别是作为一种多元件强度干涉仪,实现亚毫角秒角分辨率成像。光学天文学所达到的空间分辨率的这种数量级的增加将揭示旋转扁平恒星的表面及其周盘和风的结构,或近距离双星之间的气体流动。从光的二阶相干性来重建图像是可行的,光的二阶相干性被测量为不同望远镜中记录的光子之间到达时间的时间相关性。这种技术(曾经由汉伯里·布朗和特维斯开创)只通过电子信号连接望远镜,实际上对大气湍流和望远镜光学系统的缺陷不敏感。探测器和望远镜的要求与成像空气切伦科夫天文台的要求非常相似,主要区别在于信号处理(计算成对望远镜中单个相机像素之间的互相关)。对较亮恒星的观测不受天空亮度的限制,允许在明亮的月亮时期有效地使用CTA。虽然已经提出了其他概念来实现常规振幅(相位)类型的千分之一级光学干涉仪,无论是在空间还是在地面上,它们的复杂性使它们比CTA更远,因此可能成为天文学中第一个千分之一级光学成像仪。
2012-04-16 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Expanding Ejecta Method: I. Mapping Supernova Morphology with Intensity Interferometry
本文提出膨胀抛射物方法(EEM)作为经典膨胀光球面方法的稳健替代,利用未来强度干涉仪对超新星进行高信噪比观测,以约2%精度测量角直径距离,为宇宙距离阶梯校准提供几何锚点。
2025-04-28 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Probing $H_0$ and resolving AGN disks with ultrafast photon counters
本文研究用配备超快光子计数器的长基线光学强度干涉仪观测明亮活动星系核,证明其能高信噪比解析吸积盘并空间分辨宽线区,结合反响映射几何测定角直径距离,直接测量哈勃常数以解决哈勃张力问题。
2024-03-23 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc