Imagens Coerentes com Lanternas Fotônicas

Resumo Lanternas fotônicas (PLs) são guias de onda cônicos que transitam gradualmente de uma geometria de fibra multimodo para um feixe de fibras monomodo (SMFs). Elas podem acoplar eficientemente a luz do telescópio multimodo em uma entrada de fibra multimodo no plano focal e convertê-la em vários feixes monomodo. Assim, cada SMF amostra seu modo único (modo principal da lanterna) da luz do telescópio na pupila, análogo a subaperturas na interferometria de máscara de abertura (AMI). A imagem coerente com PLs pode ser ativada pela interferência das saídas de SMF e pela aplicação de modulação de fase, que pode ser alcançada usando um combinador de feixes em chip fotônico no backend (por exemplo, o combinador de feixes ABCD). Neste estudo, investigamos o potencial da imagem coerente pela interferência das saídas de SMF de uma PL com um único telescópio. Demonstramos que as visibilidades que podem ser medidas a partir de uma PL são intensidades mútuas incidentes na pupila ponderadas pela correlação cruzada de um par de modos de lanterna. A partir de modos principais de lanterna simulados numericamente de uma PL de 6 portas, encontramos que observáveis interferométricos usando uma PL se comportam de maneira semelhante a visibilidades de abertura separada para modelos simples em pequenas escalas angulares (< λ / D), mas com maior sensibilidade a simetrias e capacidade de quebrar degenerescências de ângulo de fase. Além disso, apresentamos observações simuladas com erros de frente de onda (WFEs) e as comparamos com AMI. Apesar da redundância causada por modos principais de lanterna estendidos, a filtragem espacial oferece estabilidade aos WFEs. Nossas observações simuladas sugerem que as PLs podem oferecer benefícios significativos no regime limitado pelo ruído de fótons e na resolução de pequenas escalas angulares no regime de baixo contraste.