Objetivos
Aumentar la resolución angular de un colector, limitada por la
difracción.
Para ello se utilizan los haces de varios colectores.
Requisitos previos
Difracción e interferencias. La noción de
coherencia espacial
es necesaria para entender las técnicas de interferencia.
Principio
Los haces de dos colectores apuntando el mismo objeto están combinados con el fin de interferir de
manera coherente.
Definición
Método de observación que consiste en observar un objeto con varios colectores de
manera simultánea. Si la distancia (línea de base) entre dos colectores es
, la resolución angular de la mancha imagen de los haces interfiriendo al tamaño de
onda
vale
.
Por ejemplo, en el infrarrojo cercano, con una base de 100m:
.
Ejemplos de recombinación: interferómetros de tipo Michelson o Fizeau.
Hacia la alta resolución angular
La interferometría se desarrolló primero en el dominio radio. En este dominio, la
detección coherente
permite la recombinación de la señal de una manera mucho más sencilla que en el dominio óptico. Como
en radio se puede grabar la fase de la señal, la recombinación no tiene por qué estar hecha
en tiempo real. De cualquier manera, en los rangos de gran longitud de onda, sólo la
interferometría puede procurar resolución angular: el tamaño de la
mancha de difracción
a grandes longitudes de onda induce una resolución espacial mediocre, aún con grandes
colectores.
Hoy, la interferometría se desarrolla hasta el dominio visible. Como no existen pupilas de
gran tamaño, la interferometría nos permite realizar observaciones con alta resolución
espacial.
Técnica de observación
Nos interesamos en las interferencias entre pares de colectores. El problema es entonces similar
a la experiencia de los agujeros de Young (siendo los agujeros los colectores).
El tamaño de coherencia del haz (que proviene del objeto astronómico) es limitado. Entonces, realizar
interferencias no se resume a sumar intensidades luminosas. Para observar franjas de interferencia, se
requiere igualar los
caminos ópticos de los dos colectores antes de combinarlos (con una precisión
de algunas longitudes de onda). Para realizar eso, se utilizan
líneas de retraso óptico
.
En la observación de las franjas en la experiencia de Young, el parámetro pertinente es la
distancia
entre los dos agujeros. Es lo mismo en astronomía, sólo que nos interesamos en más de una dirección
espacial. Entonces, es importante saber cómo está orientada la base de observación sobre el plano de
onda. Una observación en un momento dado dará la medida de la visibilidad de la franjas de
interferencia en un véctor angular dado
.
La
curva de visibilidad
depende del tamaño angular del objeto observado (desde que éste es lo suficientemente grande para
estar resuelto por el interferómetro). Cuanto más extenso es el objeto, más borradas estarán la franjas
cuando se mira lejos de la dirección de la óptica geométrica.