1 CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA Coronographe Interferentiel Achromatique principe, physionomie,...
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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
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2CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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
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3CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
principe_2
marche des faisceaux et effet coronographique "on-axis
incident "on-axis"
sortie constructive
sortie destructive
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4CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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
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5CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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
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6CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
assemblage
combinaison adherence moleculaire et collagesous controle interférométrique
chemins optiques (presque) figés
SiO2SiO2
CIA physionomie
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7CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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
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8CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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
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9CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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
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10CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
CIA banc d'essai : éléments fonctionnels _1
faisceau incident
source : corps noir 1500 K laser He Ne
planCIA
diaphragmmepupille sortie
diaphragmmebaffleur
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11CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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
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12CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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
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13CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
CIA banc d'essai : controle de superposition des pupilles
interf destructive
induitextinctionincomplète lunette de visée
source "à rebours" avec dépoli
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14CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
CIA banc d'essai : controles
faisceau incident
camera IR
camera visible
reflecteur clic-clac
controle pupilles puis controleon-axis et ddm (via franges)
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15CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
réponse spatiale en " live "
x,y
variation régulière du "off-axis"on déroule "y" dans le tempsavec le "winch"
winch "microcontrole"
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16CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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)
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17CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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
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18CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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)
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19CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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)
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20CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
optimisation de la ddm : interféromètre de Jamin
frange "noire"
franges "grises"
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21CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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
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22CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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)
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23CS ASHRA Gemini DIVA groupeNEC CIA
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