Caractérisation et optimisation de la réjection

d'un interféromètre à frange sombre et en bande

largeApplication à la mission Application à la mission DarwinDarwin

Nice, le 30- 09 - 2005

Christophe BuissetChristophe Buisset

Directeur de thèse: Yves RABBIADirecteur de thèse: Yves RABBIA

Tuteur Alcatel Alenia Space: Xavier REJEAUNIERTuteur Alcatel Alenia Space: Xavier REJEAUNIER

La mission DARWINLa mission DARWIN

Le banc de test MAIILe banc de test MAII

Travail de thèseTravail de thèse

Caractérisation et optimisation de la Caractérisation et optimisation de la réjection d'un interféromètre à frange réjection d'un interféromètre à frange

sombresombre

La mission DARWINLa mission DARWIN

Projet E.S.A. (2015 - 2020)Projet E.S.A. (2015 - 2020) 4 satellites :4 satellites :

3 télescopes3 télescopes 1 recombineur1 recombineur

Point de Lagrange L2Point de Lagrange L2

ObjectifsObjectifs Détecter directement et étudier des planètes de type terre Détecter directement et étudier des planètes de type terre

(distance < 20 pc).(distance < 20 pc).

Détecter une activité biologique à la surface d’une planète Détecter une activité biologique à la surface d’une planète

(distance < 20 pc).(distance < 20 pc).

Imager des objets astrophysiques dans l’I.R. thermique.Imager des objets astrophysiques dans l’I.R. thermique.

5.10 9 7.10 6

Détection directe: défis à releverDétection directe: défis à relever

Atténuer l’énergie émise par l’étoileAtténuer l’énergie émise par l’étoile

à à λλ ≈ 10 ≈ 10 mm

Séparer angulairement le couple étoile-planèteSéparer angulairement le couple étoile-planète

100 mas pour le couple Terre-Soleil à 10 pc100 mas pour le couple Terre-Soleil à 10 pc

Détecter un flux très faibleDétecter un flux très faible

~ 1 photon m~ 1 photon m-2-2 s s-1-1 dans toute la bande 6-20 dans toute la bande 6-20 mm

Eétoile collectée

Eétoile résiduelle < 10-6

Détection directe: défis à releverDétection directe: défis à relever

Comment Comment ??

La planète apparaît !!!La planète apparaît !!!

L’étoile disparaît,L’étoile disparaît,

+Recombinais

on

T1 T2

L’interférométrie annulante

La qualité du « nulling » est mesurée La qualité du « nulling » est mesurée par le par le taux de réjectiontaux de réjection ρρ : :

min

maxI

I

But : ρ ≈ 106 sur toute la bande spectrale

Comment Comment ??

L’interférométrie annulante

Démontrer expérimentalement l’efficacité de

l’interférométrie à frange sombre.

→ Performances

→ Stabilité

Détecter directement des planètes de type terre

Obtenir ρ > 106 pour 6 μm < λ < 18 μmEtude théorique insuffisante !!!

Evaluer les performances sur banc de test

Etudes préliminaires à Etudes préliminaires à DarwinDarwin

L’interféromètre MAII CaractéristiquesCaractéristiques

Domaine spectral: Domaine spectral: λλ ≈ 1,55 ≈ 1,55 μμm (technologies télécoms).m (technologies télécoms). Largeur spectrale: Largeur spectrale: ΔΔλλ = 80 nm. = 80 nm. 2 pupilles.2 pupilles. Déphasage : lames dispersives.Déphasage : lames dispersives. lignes à retard: coin de cubelignes à retard: coin de cube

ObjectifsObjectifs Obtenir Obtenir ρρ ≈≈ 10 1066

Grande largeur spectrale.Grande largeur spectrale. Stabilité.Stabilité.

Acquérir le savoir faire en vue de la réalisation d’un banc Acquérir le savoir faire en vue de la réalisation d’un banc cryogénique.cryogénique.

L’interféromètre MAII

L’interféromètre MAII

L’interféromètre MAII

L’interféromètre MAII

Simulateur d’étoile

Lignes à retardLignes à retard

APS

L’interféromètre MAII

Le simulateur d’étoile

Fibre optiqueCollimateur

λλ = 1,55 = 1,55 μμmm

ΔλΔλ = O,08 = O,08 μμmm

L’interféromètre MAII

Les lignes à retard

Particularité: coin de cube.Particularité: coin de cube.

Permet d’ajuster la différence de marche (OPD) entre les 2voiesPermet d’ajuster la différence de marche (OPD) entre les 2voies

L’interféromètre MAII

coin de cube

Le déphaseur : Lames dispersives

L’interféromètre MAII

Travail de thèse

ObjectifsObjectifs ComprendreComprendre les causes de limitation des performances. les causes de limitation des performances. AméliorerAméliorer les performances actuelles de MAII : les performances actuelles de MAII :

Obtenir Obtenir ρρ ≈≈ 10 1066 (stable). (stable).

à ce jour ...à ce jour ... Etudes des différents sous-systèmes :

Source. Recombinaison + filtrage modal.

Réalignement complet du banc (Juillet – Aout 2005) : Nouvelles procédures. Nouvelle configuration.

Mesures de nullingMesures de nulling (MAII, dernière config.) (MAII, dernière config.)

ρ ≈ 105 (λ = 1,55 μm, Δλ = 0,08 μm)Meilleure réjection: 1,15.105

Derniers résultats(Septembre 2005 )