Imagerie Directe en Interférométrie

Le banc d’imagerie SIRIUS

Fabien Patru - OCA Gemini2ème année de thèseavec Denis Mourard

Journée des étudiants 2005 2

Contexte de l’étude

SIRIUS : Système Interférométrique de Recombinaison pour l’Imagerie sur l’Univers Stellaire

R&D

Hypertélescopes VLTI – 2ème génération

VIDA : VLTI Imagingwith a Densified Array

Utiliser le potentiel de grands réseaux de télescopesen interférométrie pour faire de l’Imagerie Haute Résolution

Journée des étudiants 2005 3

SIRIUS : Objectifs

• Etudier les spécifications techniques :– Fibres optiques : Filtrage spatial, Flexibilité– Cophasage : /10– Photométrie, Polarisation, Chromatisme

• Comparer les performances d’imagerie entre différents modes de recombinaison :– Synthèse d’ouverture– Imagerie directe

• Fizeau• Densifiée

(Michelson)

Monolithique MichelsonFizeau

Imageau foyer

Journée des étudiants 2005 4

SIRIUS : Recombinaison Fizeau

CCDSource

Front d’onde

Pistons (/50)

CCD

ASO

Source

WFS Calibrations:– Dark– Photométrie– Echantillonnage– Front d’onde

Image

Densité Spectrale

CLEAN

Journée des étudiants 2005 5

ASO

MasqueFizeau

CCD

Sourcefibrée SIRIUS

Journée des étudiants 2005 6

Schémas Optiques d’un Densifieur

Michelson

Zoom

Do

Di

= Do/Di

Do

Di

= Do/Di

Fibres

Bo

Bi

= Bi/Bo

Bo

Bi

= Bi/Bo

Fibres

Journée des étudiants 2005 7

Images Densifiées (Simu)

PSF 4UTsFizeau

PSF 4UTsDensifié

PSF 4UTs+4ATs

Densifié

Intensification

² ( x 32)Do = . Di

PSF « Fleur »Densifié

(CoefficientRemplissage)

PSF « Fleur »Densifié

(CoefficientRemplissage)

Gain :Signal/Bruit (x 4)

Strehl (x 2)

Journée des étudiants 2005 8

Redéfinition de la sous-pupille

Rayon Ro du diaphragme ?

Compromis :- Densification- Transmission

Ro = 0.4 0

Ro = 2 0

Influence d’une Fibre Optiquesur l’Imagerie Directe

0

63%Energie

Distribution d’intensité gaussienne en sortie

Ro = 1.1 0

Ro

73%

Journée des étudiants 2005 9

SIRIUS : Densifieur de Pupille

= Do/Di

Fi AT

Fi UT

Dp

up

Di U

TD

i AT

Fo

Do

Ff

MasqueFizeau

Système defocalisation

Moduled’injection

Modulede sortie

Lentille

Fibre optique monomodeà maintien de polarisation

Positionneur PZTde tête de fibre

Bafflage

Diaphragme

Lentille

Pupilleinterchangeable

(fonction de )

Positionneur PZTde tête de fibre

Ligne à retarddans l’air

TZ

TXTYTZ

CophaseurPZT fibré

Ligne à retardfibrée

TXTYTZ

OPDOPD

Journée des étudiants 2005 10

Module d’Injection (étude mécanique)

Journée des étudiants 2005 11

Ligne à Retard & Cophaseur Fibrés

IRCOMLimoges

Journée des étudiants 2005 12

Objectifs à venir

• Fizeau– Validation des calibrations– Conditions de mesures: Piston, Photométrie, Bande spectrale– Objets: Etoile résolue, Binaire

• Densifieur Fibré– Réalisation & Intégration (fin 2005)– Exploitation (2006)– Traitement d’Images (CLEAN, déconvolution)– Corrélation Simulations - Expériences

• Cibles Astrophysiques en Imagerie Directe– Apport de l’Imagerie Directe vs Synthèse d’Ouverture – Surface et Environnement Stellaire

• Configurations des Réseaux d’Hypertélescopes

Journée des étudiants 2005 13

Perspectives

Un Coronographeau foyer densifié ...

... une Pupille reconfigurable

dans l’espace ...

... des images d’Exoplanètes ...