1 CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA Coronographe Interferentiel Achromatique principe, physionomie, contraintes et spécificités état des lieux : banc

1CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA

Coronographe Interferentiel Achromatique

principe, physionomie, contraintes et spécificités

état des lieux : banc de test

actions pour futur immédiat

perspectives


principe_1

fondement : focus crossing propertydephasage achromatique de pi par passage au foyer

CIA = nuller; réjection sur l'axe par interférences destructives

A

A

A

Aperture

Split

-Rotate and -phase shif t

Recombine

Skyopd adjust

A

AA

A

A

Aperture

Split

-Rotate and -phase shif t

Recombine

Skyopd adjust

A

A

)(.. ieA .)('. .. ii eeAF

flat-flat

cat's eyeinput

bright output nulled

output


principe_2

marche des faisceaux et effet coronographique "on-axis

incident "on-axis"

sortie constructive

sortie destructive


principe_3

off-axis / on-axis : to be or not to be ( in image plane)

0.5

4 2 0 2 4

1

0

Airy radius

field coordinate (unit: Airy radius)

spat

ial r

espo

nse

réponse spatialeoucarte de transmission

profil radialsymetrie circulaire


principe_4

splitphase shiftpupil rotation

ffce

"ce" pour cats'eye"ff" pour flat flat

un peu plus sur les fronts d'onde et les amplitudes complexes

recorded intensity

+recombination

input pupil output pupil


assemblage

combinaison adherence moleculaire et collagesous controle interférométrique

chemins optiques (presque) figés

SiO2SiO2

CIA physionomie


interféro- coronographes : contraintes

ddm nulle (et stable)

pas de déséquilibre photometrique voie 1 / voie 2

pas de polarisation differentielle voie 1 / voie 2

CIA : contrainte supplémentaireamplitude complexe entrante : centro-symetrique contrainte induite par retournement de pupille

OPD = 0

OPD

I ( ,OPD)

image ofcompanion

weighted contributionof on-axis source

OPD

I ( ,OPD)

image ofcompanion

weighted contributionof on-axis source

OPD


CIA : spécificités

)(.. ieA .)('. .. ii eeAFprocessus achromatique

de déphasage

s'accorde facilementà toute pupille

symetrisation des imagesdouble image du compagnon (avantage astrometrique)

0.5

4 2 0 2 4

1

0

Airy radius

field coordinate (unit: Airy radius)sp

atia

l res

pons

e

sondage proche (close sensing) IWA < AiryInner Working Angle first Airy dark ring

companion


état des lieux ou CIA aujourd'hui, ou status report

CIA est monté sur banc d'essai pour phase de qualification

objectifs :

1. optimisationatteindre la réjection maximale theorique permisepar les paramètres du montage (ou les performances des OptAdapt.)

2. modélisationbien identifier et comprendre les causes de limitations de performances et spécifier les remèdes

3. qualificationopération en conditions standards pour évaluer le K detectable reproductible


CIA banc d'essai : éléments fonctionnels _1

faisceau incident

source : corps noir 1500 K laser He Ne

planCIA

diaphragmmepupille sortie

diaphragmmebaffleur


CIA banc d'essai : éléments fonctionnels _ 2

faisceau incident

camera IR (0.9 –2.6 m)

camera visible

filtre IR

collimateur

reflecteur clic-clac

bafflesdivers


CIA banc d'essai : réglages de base

source : étoile on-axis/off-axis laser He Ne

planCIA

diaphragmme

x,y

x,y

superpositiondes 2 voies

optimisation ddm


CIA banc d'essai : controle de superposition des pupilles

interf destructive

induitextinctionincomplète lunette de visée

source "à rebours" avec dépoli


CIA banc d'essai : controles

faisceau incident

camera IR

camera visible

reflecteur clic-clac

controle pupilles puis controleon-axis et ddm (via franges)


réponse spatiale en " live "

x,y

variation régulière du "off-axis"on déroule "y" dans le tempsavec le "winch"

winch "microcontrole"


rejection et capacité de detection_1

réjection : deux modesenergie intégrée ou "bright speckle"

mode 1 : énergie integréeR1 = energie sans effet corono / résidu non extinction

résidu = energie residuelle integrée dans toute l'image

mode 2 : "bright speckle"R2 = energie sans effet corono / résidu max local

max local = energie integrée sur le speckle le plus brillant

energie sans effet corono ? : energie dans les deux images (notre choix)ou energie incidente sur CIA (facteur 2 mieux)


rejection et capacité de detection_2

la rejection évalue la qualité du montage

plus important pour l'exploitation est la capacité de détection, selon le "off-axis" du compagnon

elle s'évalue au moyen d'une source binairesimulant "étoile + compagnon"avec puissance et "off-axis" controlables


resultats à la date

progression réguliere de la rejection depuis le débutdes testsactuellement 85 +- 10, reproductible en standardpas de divergence entre modes "integré" et "bright speckle" (pic à 109 obtenu avec very-very fine-tuning)bande 2.2 –2.4 micron, diamètre pupille : 6 mm

notes :notre rejection cible serait plutôt 1000, maisperformance Opt Adapt en K correspond à une réjection de 100 (?)(appel aux spécialistes pour commenter)

le pic à R = 109 correspond à la limite théorique permise par les conditions actuelles du montage (coherence de la source et residu de desequilibre photometrique)


actions immédiates en cours

stabiliser le zero de la ddmpriorité max conditionne d'autres optimisations

cohérence spatiale de la source (diametre trou source)réglage fin de centrage " on-axis"

équilibrage photometrique des deux voies

réduction bruit de fond camera (filtre et porte-filtre à refroidir)

mise en place d'un compagnon artificiel

élargissement de la bande spectrale (filtre K)


optimisation de la ddm : interféromètre de Jamin

frange "noire"

franges "grises"


perspectives

élaboration d'un programme d'observationà partir des performances obtenues ET reproductibles en conditions standards

mise en place de collaborations pour accès à grands telescopes équipés d'Optique Adaptative

développement logiciel pour l'exploitation de l'observation simultannée en deux canaux spectraux

études pour un CIAXE spatialisable ?collab.Sup Opt, St Etienne


groupe NEC (Nulling et Coronographie)

Jean Gay Astronome émériteYves Rabbia (resp) Astronome Jean Pierre Rivet CNRS (1. Cassiopée/ 2. Gemini)

Christophe Buisset doctorant_3; BDI (cnrs/alcatel, Y Rabbia)Nulling Interferometrie, banc MAII

François Fressin doctorant_3; ( IAS/OCA, A. Leger / J. Gay)Corot, A-Step

Matthieu Conjat doctorant_3; (OCA, J. Gay) DIPP (Detecteur Interferentiel Panoramique de Pollution)


un peu de bibliographie

pour les "accros" de CIA

Baudoz P., thèse , Nice, 1999

Baudoz P et al., A.&A. Suppl., 141,319-329

Baudoz, P.et al., 2000b, A.&A. Suppl., 145, p. 341-350

Gay J. & Rabbia Y., 1996, C. R. Acad. Sci. Paris, t. 322, Série II b, p.265-

271

Gay J. et al., 2003, EAS publi., Astron High Contrast Imaging, pp. 245-

257

Gay J. et al., 2005, C. R. Acad. Sci. Paris, pp. 1169-1175

Gay J. et al., 2006, proc.of IAU colloquium, C 200, pp 473-477

Rabbia Y. et al., 1998, Proc. NGST colloq., ESA-SP 429, pp.279-284

Rabbia, Y. et al., 2001, Proc ESO workshop, VLT/VLTI, pp 273-278

Rivet J.P. et al., 2006, proc. IAU colloquium C200, pp.487-489

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