孔径掩模干涉术

凯克望远镜]]的次镜前的孔径掩模图。实心黑色形状表示子孔径（掩模中的孔）。凯克主镜段布局的投影被叠加。

孔径掩模干涉术（英语：Aperture masking interferometry或Sparse aperture masking）是一种散斑干涉术，允许从地面望远镜（如凯克望远镜和甚大望远镜）进行衍射限制系统成像，是詹姆斯·韦伯太空望远镜上的高对比成像模式。这项科技使地面望远镜能够达到最大可能的分辩率，使大口径的地面望远镜能够产生比哈伯太空望远镜高得多的分辩率。望远镜上放置了一个掩模，只允许光线穿过少数孔。这个孔阵列就像一个微型天文干涉仪。因为掩模会丢弃从天文源接收到的大部分光，该科技的主要局限性在于它仅适用于相对明亮的天体。该方法是由约翰·E·鲍德温和卡文迪许天体物理学小组合作者在剑桥大学于1980年代末期开发的。

说明

在孔径掩模科技中，双谱分析（斑点掩模）方法通常应用于通过掩模孔径拍摄的影像数据，其中大部分孔径被遮挡，光只能穿过一系列小孔（子孔径）。孔径掩模通过使用闭合量从这些量测中去除大气噪声，使双谱的量测速度比未掩模孔径更快。

为简单起见，孔径掩模通常放置在次镜前方（如图希尔等人，2000年）或放置在重新成像的孔径平面内（如哈尼夫等人，1987年；杨等人，2000；鲍德温等人，1986年），如图1.a)所示。遮罩通常分为非冗余或部分冗余。非冗余掩模由小孔阵列组成，其中没有两对孔具有相同的分离向量（相同的“基线”：参见孔径合成）。

每对孔在影像平面中以独特的空间频率提供一组条纹。部分冗余掩模通常被设计为在最小化间距冗余和最大化输送量和所研究的空间频率范围之间提供折衷（哈尼夫和布舍尔 1992；哈尼夫等人1989）。图1.b)和1.c) 展示了彼得·图希尔及其合作者在凯克望远镜次镜前使用的孔径掩模示例；图1.b)是非冗余掩模，而图1.c)是部分冗余掩模。

尽管孔径掩模可以提高高光照水准下散斑掩模观测的信噪比，但对于光子噪声受限的探测器来说，最微弱的极限幅度无法得到显著改善（见布舍尔和哈尼夫 1993）。

詹姆斯·韦伯太空望远镜的干涉量测

孔径掩模干涉量测可在詹姆斯·韦伯太空望远镜上使用，这是该科技（或任何形式的干涉量测）在太空中的首次应用。这是通过一个带有七个孔（子孔径）的非冗余掩模实现的，该掩模作为精细制导感测器和近红外成像仪和无缝光谱仪（NIRISS）的一种模式嵌入。

相关条目

• 可见光和红外波长天文干涉仪列表

参考资料

• Peter Tuthill's PhD thesis on aperture masking (PostScript) （页面存档备份，存于互联网档案馆） (PDF （页面存档备份，存于互联网档案馆）)
• Baldwin et al. (1986) （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Buscher & Haniff (1993) （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Haniff et al. (1987) （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Haniff et al., 1989 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Buscher et al. 1990 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Haniff & Buscher, 1992 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Tuthill et al. (2000) （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Young et al. (2000)

进阶读物

• NIRISS Aperture Masking Interferometry （页面存档备份，存于互联网档案馆）

外部链接

• Old method brings life to new stars （页面存档备份，存于互联网档案馆） – ABC Science Online
• Examples of high-resolution time-lapse movies produced with aperture masking （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Peter Tuthill awarded Eureka award for aperture masking work 互联网档案馆的存档，存档日期2011-04-14.