切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 305阅读
    • 0回复

    [技术]天文光干涉仪 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    在线infotek
     
    发帖
    5431
    光币
    21335
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 06-05
    [D_s`'tg  
    简介 ( we)0AxF'  
    MmQ"z_v  
    天文光干涉仪能够实现恒星和星系的高角分辨率的测量。首次搭建的天文光干涉仪分别由菲索(1868)和迈克尔逊(1890)提出。迈克尔逊恒星干涉仪于1920年成功地测出参宿四的直径。现如今,恒星干涉仪可用于前沿研究,如外行星识别和恒星的超高分辨率(4豪弧秒)成像。在本文中,一种经典的迈克逊恒星干涉仪将会在FRED里面进行设计和分析。 8@A}.:  
    Ym|%ka  
    恒星干涉仪设计 GW,RE\Q:  
    zw[ #B #  
    系统的几何结构如图1所示。干涉仪由四个反射镜、一对小孔、一个正透镜和一个探测仪组成。 x,M8NTb*  
    >0E3Em<(}l  
    7&&3@96<*#  
    图1 迈克尔逊恒星干涉仪的几何结构。反射镜M1和M2由可变的距离d分开。另一组反射镜使光线转向通过不透明掩膜上的一对小孔上。一个平凸透镜放置在掩膜的后面,相应的具有吸收的探测器平面放置在透镜的焦平面处。 i+ICgMcd  
    GUn$IPOM  
    考虑恒星的测量。恒星由一个多色光光源模拟,它在一个小的角度范围内照射干涉仪,这对应于它的角直径。正常入射在两个路径P1和P2之间没有光程差。然而,进入到干涉仪中光线的光程差会随着角度的增大而增大。探测器上生成的干涉图样的一些例子如图2所示。 K(r@JW  
    ToR@XL!%rP  
    图2 左:角度范围为1弧秒的恒星在探测器上的白光干涉图样,白光的中心波长为0.55um,半带宽为0.1um。干涉仪的小孔半径为1mm,反射镜距离为50mm。右:增加反射镜间距到100mm的干涉图样,此干涉图的能见度降低了。 sWv!ig_  
    Z;~7L*|  
    全局变量的脚本 !xvAy3  
    ~yiw{:\  
    条纹可见度是光源角度范围、光谱含量、小孔半径和两个外反射镜(M1和M2)之间的距离d的函数。在实际中,改变反射镜间距可以获得预期的未知值:光源的角度范围。为了观察干涉图样上这些变量每个的影响,使用FRED内置的BASIC脚本环境,可以写入带有全局变量的嵌入式脚本。这些变量如图3所示。全局变量允许用户对脚本化FRED模型进行调整,而不需要直接编辑脚本本身。 O;+ sAt  
    {4eI} p<  
    图3 迈克尔逊恒星干涉仪的全局脚本变量
    D6,Ol4d  
    嵌入式脚本可以用于产生具有合适波长和角距的光源,来代表恒星对象。实现这个目的的一种方法是产生一对相干的平面波光源:一个光源就位于M1之前,另一个就位于M2之前。每个光源都有基于光源光谱的合适的波长和相对功率,并且在提供的角度直径内的任意方向传播。一旦所有的光源创建好,相干光线追迹就会执行。在探测器平面上的辐照度和彩色图会得到计算并显示出来。为了模拟迈克尔逊恒星干涉仪的运行,额外的循环可以添加到脚本中,它会在每一步扫描反射镜间距并计算条纹可见度。条纹可见度的第一个极小值会出现在d=λ0/(2θ)处,其中λ0是恒星(发光)的中心波长,θ是以度为单位的角距。 ^C'{# p"  
    i5cK5MaD  
    [1] “Astromomical Interferometer.” Wikipedia. September 16, 2015. Accessed December 15, 2015. suHi sc*  
    |.;*,bb|3  
    [2] “Michelson Stellar Interferometer.” Wikipedia. June 15, 2014. Accessed December 15, 2015. QD^q\9U[  
    46U*70  
    [3] “Measurement of Stellar Diameters.” Brown, R. H. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, vol. 6, p.13. 1968
     
    分享到