Un spectrographe à intégral de champ par disséqueur

d’image pour SNAP

Pierre-Élie CROUZET

Directeur de thèse :

Anne EALET

Avec

Cédric CERNA, Eric PRIETO

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

Plan

• L’énergie noire

• Le projet SNAP

• Le spectrographe

• Le démonstrateur de spectrographe

• Le détecteur infrarouge H2RG

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

L’énergie noire

• 1998 : observations de Supernovae -> expansion accéléré de l’Univers due à l’Énergie noire .

•On ne connaît pas la nature physique de cette énergie !

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

SNAP (SuperNova Acceleration Probe) • Déterminer la nature de l’Énergie noire par

l’observations de supernovae (SN) et de mesure de cisaillement gravitationnel.

• SN lointaines • Peu de flux : télescope de 2m• Décalage en longueur d’onde (z=1.7) : domaine

infrarouge (IR) ->spatial

• Courbes de lumières des SN• Imageur visible et IR

• Caractérisations des SN lointaines • Spectrographe basse résolution ->

» Spectre de la galaxie et de la SN ->Spectrographe à intégrale de champ

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

Le spectrographe•Identification des SN

•Peu de flux basse résolution R=100

•Spécification faible sur le pointage

•Spectre de la SN et de la galaxie simultanément

•Instrument compact et léger Technologie SLICER

•Calibration spectro-photométrique au 1%Compact et léger (20x30x10 cm)Permet de prendre une SN et la galaxie hôte en même temps

Entrance

point

Pupil & slit

mirrorSlicer

Prism

DetectorCamer

a

Collimator

Construction d’un démonstrateur (instrument complet) pour valider les performances optiques

hyperspectroscopie

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

Démonstrateur

Detector

Offner relay

Steering mirror

Spectro unit

H2RG IRdetecteur SNAP

slicer (5 slices)

Slicer unit

But : reproduire exactement le concept optique du spectrographe

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

Démonstrateur :

• Premières lumières (visible) il y a 1 semaine

• Aligné au CPPM mécaniquement à 10µm près

• Tests visible en cours• Tests en IR d’ici fin septembre

Détecteur IR : Fabriqué par Rockwell (U.S.A)

- Technologie HgCdTe

- 2048*2048 pixels

- 18*18µm² par pixel

- Haute efficacité quantique >90%

- Lecture non destructive

Capacité

Vout

Vreset

Dsub

Détecteur

MUX

Unit cell

Accord U.S.A France : réception détecteur IR mars 2007, intégration en septembre

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

Calibration du démonstrateur• But : calibration photométrique au pour 1%• Contrôler les performances optiques

– Le démonstrateur, comme le spectrographe de SNAP est sous échantillonné fente du spectro imagé sur 1 pixel

Connaître les performances du détecteur :

•Gain de conversion •Bruit de lecture•Réponse intrapixel du détecteur

Réponse intra-pixel : • Analyse des données prisent à l’Université de Michigan,

Ann Arbor (USA) sur le détecteur H2RG#40 de Rockwell :

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

Gain de conversion g (e/ADU)

• Facteur qui relie les e- reçus

aux ADU de l’électronique. • Basé sur une statistique de

Poisson• Correction avec la capacité

inter-pixel (IPC).

Gain avec IPC 1,89 e /adu

Gain sans IPC

2,97 e/adu •Analyse des données prises en Février 2007 à l’Université de Michigan

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

Bruit de lecture

Bruit de lecture de 36 adu

Bruit de lecture calculé seul de 35 adu

Basé sur une statistique de Poisson :

Travaille en cours : • Test du détecteur H2RG

– Banc de test cryogénique à l’IPNL (Lyon)

testé avec un H1RG – Électronique de lecture développée à l’IPNL– Électronique dupliquée et testée au CPPM

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

DAQ LabView du démonstrateur monochromator

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

Perspectives :

• Analyse des données H2RG de l’IPNL

• Intégration H2RG à Marseille (software et hardware)

• Prise des données IR d’ici fin septembre 2007 suivi de l’analyse

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

SNAP SPECTRO DEMONSTRATOR FIRST LIGHTS30/05/2007

•source : halogen lamp•three PSFs flat fielded over 5 slices

•source : HeNe laser•sum of PSFs over 5 slices

•source : HeNe laser•one PSFs over 5 slices

slice 1 slice 2 slice 3 slice 4 slice 5

PSF 1 PSF 2 PSF 3

632 nm line

PRELIMINARY

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

SPARES

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

HAWAII-2RG• HgCdTe• Astronomy• Wide • Area • Infrared• Imager with • 2K*2K resolution,• Reference and • Guide mode

Capacité inter-pixel (IPC)Sous estimation de la variance à cause de la capacité inter

pixel donc sur estimation du gain de conversion.

Nouvelle estimation de la variance (Moore and all) :

k

l

D[k,l]

CROUZET Pierre-élie 15/06/07 Première année

L’imageur :

• 36 détecteurs infrarouge de 2k x 2k en HgCdTe; taille d’un pixel 18µm

• 36 détecteurs CCD

• Température 140K

Détecteurs infrarouge

Détecteurs visible