Интерферометр интенсивности
Интерферо́метр интенси́вности (также корреляционный интерферометр) — устройство, измеряющее коэффициент корреляции интенсивности излучения двумя пространственно разнесёнными приёмниками. Используется обычно для определения угловых размеров астрономических объектов.
Общие сведения[править | править код]
Интерферометр интенсивности обычно используется для определения угловых размеров астрономических объектов, например, звёзд, которые не могут быть измерены путём прямого наблюдения. Принцип его работы предложен Р. Х. Брауном в 1949 году в ходе решения задачи измерения угловых размеров двух внеземных радиоисточников, Лебедя А и Кассиопеи А[1]:159—161. Позже, в 1954 году, теория устройства получила математическую модель, сформулированную Р. Х. Брауном и Р. К. Твиссом (англ. R. G. Twiss)[2].
Созданный первоначально для нужд радиоастрономии, в этой области метод интерферометрии интенсивности получил ограниченное применение. Причиной явилось требование превышения измеряемого сигнала над фоновым шумом. Однако в оптической астрономии, где эти условия выполнимы, использование интерферометра интенсивности обеспечило большую практическую отдачу, позволив преодолеть проблемы атмосферной турбулентности.
Принцип работы[править | править код]
Принцип работы интерферометра интенсивности основан на использовании идеи корреляции флуктуаций интенсивности принимаемого сигнала на двух близких приёмниках, направленных на исследуемый объект. С этим связано второе название этого прибора — корреляционный интерферометр. Уменьшение такой корреляции при увеличении расстояния между приёмниками позволяет рассчитать угловой размер исследуемого объекта[3].
Практические результаты[править | править код]
Впервые идея успешно опробована в 1950 году для измерения углового размера Солнца в обсерватории Джодрелл-Бэнк с применением интерферометра, работающего на частоте 125 МГц.[4] В 1956 году интерферометр интенсивности из двух параболических зеркал диаметром 1,56 м и с переменной базой до 14 м был впервые использован для измерения углового диаметра Сириуса[5]. Каждое из зеркал в отдельности давало размытое изображение, проецируемое на катод фотоумножителя. Полученные сигналы усиливались и их амплитуды перемножались. Мерой корреляции между флуктуациями интенсивности света на двух зеркалах было среднее за несколько часов значение указанного произведения. Угловой диаметр Сириуса, вычисленный по падению корреляции с увеличением базы, оказался с хорошей точностью равным значению, предсказанному теоретической астрофизикой[1].
Современное состояние[править | править код]
В настоящее время крупнейший интерферометр интенсивности построен и эксплуатируется с 1990 года в обсерватории института астрономии Сиднейского университета. Современное оборудование и настраиваемая от 5 м до 160 м база разнесения приёмников позволяют исследовать объекты до 8 звёздной величины. Одновременно проведены подготовительные работы для увеличения настраиваемой базы до 640 м. Однако из-за невостребованности пока наукой достигаемых при этом результатов, а именно, достигаемого размера в 0,2 угловой миллисекунды, проект временно заморожен[6].
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 Стюард И. Г. Введение в фурье-оптику: Пер. с англ.-М.: Мир, 1985. − 182 с. Дата обращения: 27 ноября 2015. Архивировано 8 декабря 2015 года.
- ↑ Hanbury Brown R., Twiss R. G. A new type of interferometer for use in radio astronomy. Phil. mag., 45, 663—682, 1954.
- ↑ Hanbury Brown R., Twiss R. G. Interferometry of the Intensity Fluctuations in Light. I. Basic Theory: the Correlation between Photons in Coherent Beams of Radiation, in: Proceedings of the Royal Society of London Band 242, S. 300ff, 1957
- ↑ Стюард И. Г. Введение в фурье-оптику: Пер. с англ. — М.: Мир, 1985. — 182 с. — с. 160. Дата обращения: 27 ноября 2015. Архивировано 8 декабря 2015 года.
- ↑ Hanbury Brown R. A Test of a new Type of Stellar Interferometer on Sirius, in: Nature Band 178, S. 1046ff, 1956
- ↑ Звёздный интерферометр Сиднейского университета // Официальный сайт Сиднейского университета. Дата обращения: 27 ноября 2015. Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 года.
 |
|---|
