กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

เฟส ปิด (closure phase ) เป็นปริมาณที่สังเกตได้ในการถ่ายภาพ ทางดาราศาสตร์ด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตรี ซึ่งทำให้สามารถใช้ อินเตอร์เฟอโรเมตรีกับฐานเส้นยาวมากได้ มันเป็นพื้นฐานของ วิธี...

ระยะปิด

เฟสปิด (closure phase ) เป็นปริมาณที่สังเกตได้ในการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์ด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตรีซึ่งทำให้สามารถใช้อินเตอร์เฟอโรเมตรีกับฐานเส้นยาวมากได้มันเป็นพื้นฐานของ วิธี การปรับเทียบตัวเองในการถ่ายภาพ ด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตรี ปริมาณ ที่สังเกตได้ซึ่งมักใช้ในการสังเกต "เฟสปิด" ส่วนใหญ่คือปริมาณเชิงซ้อนที่เรียกว่าผลคูณสามเท่า (หรือไบสเปกตรัม ) เฟสปิดคือเฟส ( อาร์กิวเมนต์ ) ของปริมาณเชิงซ้อนนี้

ประวัติศาสตร์

โรเจอร์ เจนนิสันได้พัฒนาเทคนิคใหม่นี้เพื่อใช้ในการหาข้อมูลเกี่ยวกับเฟสการมองเห็นในอินเตอร์เฟอโรเมตรเมื่อมีข้อผิดพลาดด้านความล่าช้าเกิดขึ้น แม้ว่าการวัดเฟสปิดในห้องปฏิบัติการครั้งแรกของเขาจะทำที่ความยาวคลื่นแสง แต่เขามองเห็นศักยภาพที่ยิ่งใหญ่กว่าของเทคนิคนี้ในอินเตอร์เฟอโรเมตรีวิทยุในปี 1958 เขาได้สาธิตประสิทธิภาพของเทคนิคนี้ด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตรีวิทยุ แต่เทคนิคนี้เริ่มใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับอินเตอร์เฟอโรเมตรีวิทยุแบบฐานยาวในปี 1974 เท่านั้น วิธีนี้ต้องใช้เสาอากาศอย่างน้อยสามต้น วิธีนี้ถูกใช้สำหรับ การวัด VLBI ครั้งแรก และรูปแบบที่ดัดแปลงของวิธีการนี้ ("การปรับเทียบด้วยตนเอง") ยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบัน วิธี "เฟสปิด" หรือ "การปรับเทียบด้วยตนเอง" ยังใช้เพื่อกำจัดผลกระทบของการมองเห็นทางดาราศาสตร์ในการสังเกตการณ์ทางแสงและอินฟราเรดโดยใช้อินเตอร์เฟอโรเมตรีทางดาราศาสตร์ด้วย

คำนิยาม

เครื่องรับสัญญาณกล้องโทรทรรศน์วิทยุสามเครื่อง

เสาอากาศอย่างน้อยสามต้นสำหรับการวัดเฟสปิด ในกรณีที่ง่ายที่สุด คือใช้เสาอากาศสามต้นเรียงกันเป็นเส้นตรง โดยมีระยะห่างระหว่างกันเท่ากับและ a2 ดังแสดงในแผนภาพด้านขวา สัญญาณวิทยุที่ได้รับจะถูกบันทึกไว้ในเทปแม่เหล็กและส่งไปยังห้องปฏิบัติการ เช่นVery Long Baseline Arrayฐานเส้นที่มีประสิทธิภาพสำหรับแหล่งกำเนิดที่ทำมุมหนึ่งθ{\displaystyle \theta }จะเป็นx1=เอ1คอสθ{\displaystyle x_{1}=a_{1}\cos \theta },x2=เอ2คอสθ{\displaystyle x_{2}=a_{2}\cos \theta }, และx3=(เอ1+เอ2)คอสθ{\displaystyle x_{3}=(a_{1}+a_{2})\cos \theta }เมื่อผสมสัญญาณจากเสาอากาศสองตัว (โดยชดเชยความล่าช้าเนื่องจากมุม)θ0{\displaystyle \theta _{0}}) สังเกตพบสัญญาณรบกวนที่มีเฟสx(θ)x(θ0).{\displaystyle x(\theta )-x(\theta _{0}).} เมื่อพิจารณาว่าสัญญาณอาจมาจากหลายแหล่ง สัญญาณรบกวนที่ซับซ้อนจึงเป็นการแปลงฟูริเยร์พี{\displaystyle P}โดยพิจารณาจากความหนาแน่นของพลังงานของแหล่งกำเนิด

เฟสของความสามารถในการมองเห็นที่ซับซ้อนของแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุที่สอดคล้องกับฐานเส้นa , a และa จะถูกระบุด้วยϕ1{\displaystyle \phi _{1}},ϕ2{\displaystyle \phi _{2}}และϕ3{\displaystyle \phi _{3}}ตามลำดับ เฟสเหล่านี้จะมีข้อผิดพลาดที่เกิดจากε และε ในเฟสสัญญาณ เฟสที่วัดได้สำหรับเส้นฐานx , x และx จะแสดงด้วยψ1{\displaystyle \psi _{1}},ψ2{\displaystyle \psi _{2}}และψ3{\displaystyle \psi _{3}}จะเป็น:

ψ1=ϕ1+อีบีอีซี{\displaystyle \psi _{1}=\phi _{1}+e_{B}-e_{C}}
ψ2=ϕ2อีบี{\displaystyle \psi _{2}=\phi _{2}-e_{B}}
ψ3=ϕ3อีซี{\displaystyle \psi _{3}=\phi _{3}-e_{C}}

เจนนิสันได้นิยามค่าสังเกตO (ปัจจุบันเรียกว่าเฟสปิด ) สำหรับเสาอากาศทั้งสามไว้ดังนี้:

โอ=ψ1+ψ2ψ3{\displaystyle O=\psi _{1}+\psi _{2}-\psi _{3}}

เนื่องจากเงื่อนไขข้อผิดพลาดหักล้างกัน:

โอ=ϕ1+ϕ2ϕ3{\displaystyle O=\phi _{1}+\phi _{2}-\phi _{3}}

เฟสการปิดจะไม่ได้รับผลกระทบจากข้อผิดพลาดของเฟสที่เสาอากาศใดๆ เนื่องจากคุณสมบัตินี้ จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการสร้างภาพด้วยการสังเคราะห์รูรับแสงใน การวัด ด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตรีทางดาราศาสตร์สำหรับแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดโอ{\displaystyle O}คือ 0; ดังนั้นโอ{\displaystyle O}บรรจุข้อมูลเกี่ยวกับการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของแหล่งกำเนิด ในขณะที่|พี(x)|{\displaystyle |P(x)|}สามารถวัดได้โดยตรง และเฟสของพี(x){\displaystyle P(x)}ไม่สามารถหาค่าเฟสได้จาก VLBI ที่ใช้เสาอากาศ 2 ตัว แต่หากใช้เสาอากาศ 3 ตัว จะสามารถหาค่าเฟสได้พี(x1)พี(x2)พี*(x1+x2).{\displaystyle P(x_{1})P(x_{2})P^{*}(x_{1}+x_{2}).}

ในการสังเกตการณ์จริงส่วนใหญ่ ค่าความมองเห็นที่ซับซ้อนจะถูกคูณเข้าด้วยกันเพื่อสร้างผลคูณสามเท่าแทนที่จะเป็นการบวกเฟสความมองเห็นเข้าด้วยกันเฉยๆ เฟสของผลคูณสามเท่าคือเฟสปิด

ในการวัดด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตรีเชิงแสง เฟสปิดถูกนำเสนอครั้งแรกโดยการวัดด้วยสเปกเคิลแบบไบสเปกตรัมซึ่งหลักการคือการคำนวณเฟสปิดจากค่าการวัดเชิงซ้อนแทนที่จะใช้เฟสโดยตรง:

บี123=ซี12ซี23ซี13*{\displaystyle B_{123}=C_{12}C_{23}C_{13}^{*}}

จากนั้นจะคำนวณเฟสการปิดเป็นอาร์กิวเมนต์ของไบสเปกตรัมนี้:

โอ=เอจี(บี123){\displaystyle O=arg(B_{123})}

วิธีการคำนวณนี้มีความทนทานต่อสัญญาณรบกวนและช่วยให้สามารถทำการหาค่าเฉลี่ยได้แม้ว่าสัญญาณรบกวนจะมีอิทธิพลเหนือสัญญาณเฟสก็ตาม

ตัวอย่าง: แม้ว่าการกระจายกำลังของแหล่งกำเนิดจะสมมาตรก็ตาม ดังนั้นพี(x){\displaystyle P(x)}เป็นเรื่องจริง วัดได้|พี(x)|{\displaystyle |P(x)|}ยังคงเหลือสัญญาณที่ไม่ชัดเจนอยู่ ขั้นตอนการปิดตัวช่วยให้ค้นพบสัญญาณของพี(x1+x2){\displaystyle P(x_{1}+x_{2})}เมื่อมีสัญญาณของพี(x1){\displaystyle P(x_{1})},พี(x2){\displaystyle P(x_{2})}เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ตั้งแต่พี(x){\displaystyle P(x)}เป็นผลดีสำหรับขนาดเล็กx{\displaystyle x}เราสามารถกำหนดแผนที่แสดงการเปลี่ยนแปลงของเครื่องหมายได้อย่างสมบูรณ์ และคำนวณได้พี(x){\displaystyle P(x)}.

การใช้งานกล้องโทรทรรศน์เดี่ยว

โดยทั่วไปมักใช้ หน้ากากรูรับแสงกับกล้องโทรทรรศน์เดี่ยวเพื่อช่วยในการแยกเฟสปิดจากภาพ เฟสเคอร์เนลสามารถมองได้ว่าเป็นการขยายความของเฟสปิดสำหรับอาร์เรย์ที่ซ้ำซ้อนในกรณีที่ข้อผิดพลาดของหน้าคลื่นต่ำพอ

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

เฟส ปิด (closure phase ) เป็นปริมาณที่สังเกตได้ในการถ่ายภาพ ทางดาราศาสตร์ด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตรี ซึ่งทำให้สามารถใช้ อินเตอร์เฟอโรเมตรีกับฐานเส้นยาวมากได้ มันเป็นพื้นฐานของ วิธี...

ประวัติศาสตร์

โรเจอร์ เจนนิสัน ได้พัฒนาเทคนิคใหม่นี้เพื่อใช้ในการหาข้อมูลเกี่ยวกับเฟสการมองเห็นในอินเตอร์เฟอโรเมตรเมื่อมีข้อผิดพลาดด้านความล่าช้าเกิดขึ้น แม้ว่าการวัดเฟสปิดในห้องปฏิบัติการครั้งแรกของเขาจะทำที่ความยาวคลื่นแสง...

คำนิยาม

เสาอากาศอย่างน้อยสามต้นสำหรับการวัดเฟสปิด ในกรณีที่ง่ายที่สุด คือใช้เสาอากาศสามต้นเรียงกันเป็นเส้นตรง โดยมีระยะห่างระหว่างกันเท่ากับ และ a2 ดัง แสดงในแผนภาพด้านขวา สัญญาณวิทยุที่ได้รับจะถูกบันทึกไว้ในเทปแม่เหล็กและส่งไปยังห้องปฏิบัติการ เช่น Very Long...

การใช้งานกล้องโทรทรรศน์เดี่ยว

โดยทั่วไปมักใช้ หน้ากากรูรับแสง กับกล้องโทรทรรศน์เดี่ยวเพื่อช่วยในการแยกเฟสปิดจากภาพ เฟสเคอร์เนล สามารถมองได้ว่าเป็นการขยายความของเฟสปิดสำหรับอาร์เรย์ที่ซ้ำซ้อนในกรณีที่ข้อผิดพลาดของหน้าคลื่นต่ำพอ