PBL: Profileur de turbulence à haute résolution pour le Dôme C

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

PBL: Profileur de turbulence à haute résolution pour le Dôme C

Erick Bondoux, Julien Borgnino, Cécile Combier, Jean-Baptiste Daban,

Caroline Daire, Richard Douet, Jérôme Maire, François Martin,

Carolyn Robert, Alex Robini, Andrei Tokovinin, Aziz Ziad

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Implications of atmospheric turbulence parameters on HAR

techniques Specification of AO systems:

• Number of lenslets & actuators (r0)

• Correction band-pass (0)

• DM stroke (r0,L0)

• Need of a tip/tilt system (r0,L0)

Interferometry:• Fringe excursion (r0,L0)

• Isopistonic Angle (r0,L0,0)

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Multi-Conjugate AO

Specifications: Number & positions of DMs WFS specifications

(lenslets, actuators & bandpass)

Stroke of DMs Need of tip/tilt

Need of profilers: Cn

2(h)

L0(h) v(h)

Sources

Turbulent layer 2

Turbulent layer 1

Deformable Mirror 1

Command module

Deformable Mirror 2

WFS WFS

Telescope

Cn2(h)

Wavefront sensors

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010 MOSP at Dome C

MOSP: Monitor of Outer Scale Profile

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Image Plan

Telescope

Lunar limb

Alt.

0

CCD

Turbulent layer

Atm

osp

he

re

h

2nC (h), L0(h)

Exposure time=2ms

Freq. Acquis.=33Hz

MOSP: Experimental Devise

( C (h)=cst D=0.6m h=5000m)2n

AA transverse structure function :

L0 =

2)()()( rrD

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Comparison MOSP & SCIDARMauna Kea, 2005

Simultaneous extraction of CN

2(h) and L0(h)

Excellent agreement with Scidar data

Similar resolution in the ground layer

SCIDAR * MOSP

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

High resolution CN2 profiler: PBL*

This profiler is a DIMM observing the moon limb

* Profileur Bord Lunaire

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

High resolution CN2 profiler: PBL

PBL optical devise:

Moon limb images on the CCD:

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

PBL: High Resolution Profiler PBL is a differential monitor (vibrations):

)()()()()( 02010201 C

12

),,()( hBdhKC

For the whole atmopshere:

The Kernel K is function of spatial covariances:

)()()(2),,( hBChBChChBK

Spatial covariance triplet for one turb-ulent layer

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Etat d’avancement du projet PBL

Télescope et monture ont été durcis pour fonctionner dans les conditions du Dôme C:

Modification du tube en Invar Reprise de la fixation du tube

sur les cellules portant les optiques

Dégraissage et regraissage avec une graisse basse température

Collage des miroirs primaire et secondaire avec une colle basse température+ pièce antiflopping en PTFE

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Montage Opto-mécanique PBL

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Mécanique PBL

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Mécanique PBL

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Mécanique PBL

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Thermalisation PBL

Thermalisation de l’instrument:• Isolation

• Installation des sondes thermiques (moteurs, optique, CCD+platine focus, chercheur)

• Installation des résistances chauffantes (moteurs, boitier optique, boitier CCD+platine focus, chercheur, masque)

• Evaluation de la puissance nécessaire

• Boitier de régulation

• Câbles+Connecteurs

• Alimentations (moteurs, résistances, régulateurs…)

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Thermalisation instrument PBL

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Boitier de thermalisation PBL

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Tests au froid

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Logiciel d’acquisition et de suivi PBL

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Financement du projet PBL INSU: 30Keuros ASHRA: 12,5Keuros Contrat ELT-DS: 11Keuros BQR Fizeau: 6Keuros BQR OCA: 8Keuros PPF OPERA: 3,2 Keuros

Total=70,7Keuros

Dépenses: Monture AP3600 Télescope Meade M16 Caméra PixelFly Optiques Platines Mcontrôle PC d’acquisition+Disques de

sauvegarde Câbles Électronique Mécanique Missions Salaire Erick Bondoux

Total=65,5Keuros

Campagne d’observation à Paranal 5-20 Août 2011: 5,2Keuros

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Calendrier prévisionnel Décembre-Janvier: Installation et mise en œuvre du PBL sur le

site du Dôme C

Novembre/Mars: Finalisation d’une copie de PBL

Avril/juin: Tests au Mt Gros

Juillet: Envoi à Paranal

Août: Campagne d’observation à Paranal avec le MASS-DIMM (Tokovinin & Sarazin)

Septembre/novembre: Traitement des données de Paranal

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Fin

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

* Flat & Dark field

* Median Filter

* Image gradient: convolution by Prewitt Filter:-1 -1 -1

0 0 0

1 1 1

Limb detection by centroid method:

Processing of differential angular covriance Angular transverse between the two moon limbs (2000 images ~1min)

Lunar Limb Data Processing

Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

Besoins en informatique

Maintenant:• Logiciel de suivi de l’instrument

Partir de l’existant: MOSP & ASTEP Intégré dans le logiciel d’acquisition

• Automatisation du réglage du contrasteCommande de la platine portant la caméra

Plus tard:• Pre-traitement des données:

Extraction des fluctuations du bord lunaire

• Traitement des données:Recuit-simulé pour l’extraction aux profils de CN

2 et L0