개구 차폐 간섭법
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1. 개요
개구 차폐 간섭법은 차폐된 개구를 통해 촬영한 이미지 데이터에 적용하는 기술로, 빛이 일련의 작은 구멍을 통해서만 통과하도록 하여 대기 노이즈를 제거한다. 이중 스펙트럼 분석을 통해 개구 마스크가 없는 경우보다 빠르게 측정할 수 있다. 개구 마스크는 비중복 또는 부분 중복으로 분류되며, 제임스 웹 우주 망원경의 NIRISS 기기에서 사용되었다.
개구 차폐 간섭법에서 이중 스펙트럼 분석 (스펙클 마스킹) 방법은 일반적으로 차폐된 개구를 통해 촬영한 이미지 데이터에 적용된다. 이때 대부분의 개구는 차단되고 빛은 일련의 작은 구멍(하위 개구)을 통해서만 통과할 수 있다. 개구 마스크는 폐쇄량을 사용하여 이러한 측정에서 대기 잡음을 제거하므로, 이중 스펙트럼을 차폐되지 않은 개구보다 더 빠르게 측정할 수 있다.
제임스 웹 우주 망원경에서 개구 차폐 간섭법을 사용할 수 있으며, 이는 이 기술(또는 임의의 간섭법 형태)이 우주에서 처음으로 실행된 사례이다. 이는 NIRISS 기기의 모드로 내장된 7개의 구멍(부분 구경)을 가진 비중복 마스크에 의해 가능해졌다.
2. 설명
개구 마스크는 간단하게 하기 위해, 일반적으로 부경 앞에 놓이거나(예: Tuthill 등 2000), 재형상화된 개구 평면에 배치된다(예: Haniff 등 1987; Young 등 2000; Baldwin 등 1986).
2. 1. 마스크의 종류
개구 마스크는 크게 비중복 마스크와 부분 중복 마스크로 나뉜다. 각 마스크에 대한 자세한 설명은 해당 하위 문단을 참조하면 된다.
2. 1. 1. 비중복 마스크
비중복 마스크는 어느 두 쌍의 구멍도 동일한 분리 벡터(동일한 기준선, 개구 합성 참조)를 갖지 않는 작은 구멍의 배열로 구성된다. 각 구멍 쌍은 이미지 평면에서 고유한 공간 주파수에서 일련의 간섭 무늬를 제공한다.
2. 1. 2. 부분 중복 마스크
부분 중복 마스크는 공간의 중복성을 최소화하면서도 처리량과 조사되는 공간 주파수 범위를 최대화하는 균형점을 찾도록 설계된다. 이러한 설계 방식은 Haniff & Buscher (1992)와 Haniff 등 (1989)의 연구에서 구체적으로 제시되었다. Peter Tuthill과 동료들이 켁 망원경의 부경 앞에 사용한 개구 마스크(그림 1.c)는 부분 중복 마스크의 실제 적용 사례이다. (그림 1.b는 비중복 마스크의 예시이다.)
2. 2. 신호 대 잡음비
개구 마스크를 사용하면 고광도 수준에서 스펙클 마스킹 관측의 신호 대 잡음비를 개선할 수 있다. 그러나 광자 잡음 제한 검출기를 사용하는 경우에는 가장 희미한 천체를 관측하는 한계가 크게 개선되지 않는다(Buscher & Haniff 1993 참조).
3. 제임스 웹 우주 망원경 (JWST)에서의 활용
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