Was ist ein Interferometer?
Ein Interferometer ist ein Instrument zur Messung von Wellen durch Interferenzmuster. Interferometrie ist der Prozess, bei dem zwei Wellen kombiniert werden, um Unterschiede in ihren Mustern zu untersuchen. Die Forschungsgebiete, in denen Interferometrie angewendet wird, sind Astronomie, Physik, Optik und Ozeanographie.
In der Astronomie sind Interferometer zwei oder mehr Teleskope und Spiegel, die zusammenarbeiten, um eine hohe Auflösung von Bildern von Objekten im Raum bereitzustellen. Die Teleskope befinden sich in der Regel Tausende von Kilometern voneinander entfernt. Der Prozess funktioniert, indem die gespiegelten Linsen des Teleskops in geplanten Intervallen beabstandet werden. Das Licht von außerhalb der Erdatmosphäre wird wie in einem Spiegelteleskop von den Linsen reflektiert und als Radiowellen zu einem Interferometer kombiniert. Die Radiowellen werden dann gemessen, um ein Bild mit hoher Auflösung zu erzeugen.
Ein spezielles Observatorium, das als Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorium (LIGO) bekannt ist, ist ausschließlich der Detektion von Gravitationswellen gewidmet. Dieses Observatorium nutzt seine Forschung, um astronomische Ereignisse wie Gammastrahlenausbrüche und mögliche Kollisionen mit der Erde zu erfassen. Gravitationswellen von Supernovas, Schwarzen Löchern und Neutronensternen werden beobachtet und gemessen, um zu erforschen und zu verstehen, wie und wann sie sich gebildet haben.
In der Physik und der optischen Interferometrie sowie in der Astronomie wird das Michelson-Interferometer zum Erfassen von Gravitationswellen und zum Erzeugen eines optischen DPSK-Demodulators (Differential Phase Shift Keying) verwendet. Ein DPSK wandelt das phasencodierte Signal in ein intensitätscodiertes Signal um. Dies ermöglicht die Verstärkung des Signals und erhöht sowohl die Qualität als auch die Menge der Daten, die übertragen werden können.
Das Michelson-Interferometer arbeitet mit zwei Spiegeln, die in einem Winkel von 90 Grad angeordnet sind. Ein dritter, teilweise versilberter Spiegel befindet sich in einem Winkel von 45 Grad zwischen ihnen. Während sich das Licht durch den teilweise versilberten Spiegel bewegt, teilt es den Lichtstrahl und jeder Strahl nimmt einen anderen Weg. Diese Interferenz aufgrund getrennter Wellenlängen wird in einen Wellenlängenpfad umgewandelt, der vom Interferometer erfasst wird. Das Signal wird verstärkt, wenn es wieder zusammenkommt, was die Qualität der Übertragung erhöht.
In der Ozeanographie werden interferometrische Daten verwendet, um den Zustand der ozeanischen Aktivität zu bestimmen. Das Interferometer erfasst Wellenlängen mithilfe eines Algorithmus, der als parametrischer Abrufalgorithmus (PRA) bekannt ist. PRA kann Informationen aus AT-InSAR (Along-Track Interferometric Synthetic Aperture Radar) mit Winddaten verwenden und in Informationen konvertieren, die für Wetterzentren nützlich sind. Informationen wie Wellenhöhe, Wellenlänge und Wellenrichtung sind hilfreich, um Wettermuster und mögliche Aktivitäten auf dem Meeresboden zu bestimmen.