Mikä on interferometri?

Interferometri on laite, jota käytetään mittaamaan aaltoja häiriökuvioiden avulla. Interferometria on prosessi, jossa kaksi aaltoa yhdistetään, jotta niitä voidaan tutkia kuvioiden erojen suhteen. Opintoalueita, joilla käytetään interferometriaa, ovat tähtitiede, fysiikka, optiikka ja valtamerenopetus.
Tähtitieteessä interferometrit ovat itse asiassa kaksi tai useampia teleskooppeja ja peilejä, jotka toimivat yhdessä tarjoamaan korkean resoluution kuvia avaruudessa olevista esineistä. Teleskoopit sijaitsevat yleensä tuhansien kilometrien päässä toisistaan. Prosessi toimii sijoittamalla kaukoputken peililinssit toisiinsa suunnitelluin väliajoin. Maan ilmakehän ulkopuolelta tuleva valo pomppii pois linssistä kuten heijastavassa kaukoputkessa ja yhdistetään interferometriksi radioaalloina. Radioaaltoja mitataan sitten korkean resoluution kuvan tuottamiseksi.

Erityinen observatorio, joka tunnetaan nimellä Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), on omistettu yksinomaan gravitaatioaaltojen havaitsemiselle. Tämä observatorio käyttää tutkimustaan ​​havaitakseen tähtitieteellisiä tapahtumia, kuten gammasäteitä ja mahdollisia törmäyksiä maapallolle. Supernovien, mustien aukkojen ja neutronitähtien painovoima -aaltoja havaitaan ja mitataan tutkimuksen ja ymmärryksen saamiseksi siitä, miten ja milloin ne muodostivat.

Fysiikassa ja optisessa interferometriassa sekä tähtitieteessä Michelson-interferometriä käytetään gravitaatioaaltojen havaitsemiseen ja optisen differentiaalivaihtosiirtymäavaimen (DPSK) demodulaattorin luomiseen. DPSK muuntaa vaihekoodatun signaalin intensiteettikoodatuksi signaaliksi. Tämä mahdollistaa signaalin vahvistamisen ja parantaa sekä lähetettävän datan laatua että määrää.

Michelson -interferometri toimii siten, että kaksi peiliä on asetettu 90 asteen kulmaan. Kolmas, osittain hopeoitu peili asetetaan niiden väliin 45 asteen kulmassa. Kun valo liikkuu osittain hopeoidun peilin läpi, se jakaa valonsäteen ja jokainen säde kulkee eri reittiä. Tämä erillisten aallonpituuksien aiheuttama häiriö muunnetaan aallonpituusreitiksi, jonka interferometri havaitsee. Signaali vahvistuu, kun se palaa yhteen, mikä parantaa lähetyksen laatua.

Merentutkimuksessa käytetään interferometrisiä tietoja valtameren aktiivisuuden tilan määrittämiseen. Interferometri tunnistaa aallonpituudet käyttämällä algoritmia, joka tunnetaan nimellä parametrinen hakualgoritmi (PRA). PRA pystyy hyödyntämään AT-InSAR (Inter-Track Interferometric Synthetic Aperture Radar) -radalta kerättyjä tietoja tuulitietojen kanssa ja muuntaa ne sääkeskuksille hyödyllisiksi tiedoiksi. Tiedot, kuten aaltojen korkeus, aaltojen pituus ja aaltojen suunnat, ovat hyödyllisiä sääolojen ja mahdollisen merenpohjan toiminnan määrittämisessä.