Optimisation et cophasage d'un dispositif d'imagerie directe à haute résolution et haut contraste : l'hypertélescope temporel

• Main Author: Bouyeron, Laurent
• Language: fra
• Published: Université de Limoges 2013
• Subjects: [SDU:ASTR:IM] Sciences of the Universe/Astrophysics/Instrumentation and Methods for Astrophysic; [SDU:ASTR:IM] Planète et Univers/Astrophysique/Instrumentation et méthodes pour l'astrophysique; [PHYS:ASTR:IM] Physics/Astrophysics/Instrumentation and Methods for Astrophysic; [PHYS:ASTR:IM] Physique/Astrophysique/Instrumentation et méthodes pour l'astrophysique; imagerie haute résolution; imagerie haut contraste; hypertélescope; interférométrie; cophasage; asservissement; algorithme génétique; diversité de phase
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00870029; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/87/00/29/PDF/these_bouyeron.pdf; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/87/00/29/ANNEX/pres_these.odp; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/87/00/29/ANNEX/psf_RCP.avi; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/87/00/29/ANNEX/psf_exp.avi; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/87/00/29/ANNEX/simu_100tel.avi

Les hypertélescopes, grâce à leur capacité d'imagerie directe à haute résolution, constituent une voie prometteuse pour le développement de nouveaux instruments dédiés à l'astrophysique. Il reste cependant à démontrer expérimentalement leur faisabilité et notamment à trouver une solution au difficile problème du cophasage. C'est dans cette optique qu'ont été réalisés les travaux présentés dans cette thèse. Le banc de test THT, développé au laboratoire XLIM de Limoges, est le prototype entièrement fibré d'une version particulière d'hypertélescope, appelée hypertélescope temporel. L'historique ainsi que le concept de cet instrument constitué d'un réseau de huit télescopes sont présentés dans le premier chapitre de ce manuscrit. Une étude des défauts expérimentaux intrinsèques à l'instrument a été réalisée afin d'évaluer ses capacités théoriques d'imagerie. Dans un second temps, un dispositif de cophasage a été mis en place. Il est basé sur l'utilisation couplée d'un algorithme génétique et de la technique de diversité de phase. Son efficacité a été validé expérimentalement grâce à l'acquisition en laboratoire d'une image d'un système binaire d'étoiles présentant un écart en magnitude de 9,1 nécessitant un contrôle de tous les chemins optiques avec une résolution d'environ 3 nm. Nous avons ensuite testé cette méthode dans le cas d'un fonctionnement en régime de comptage de photons. Les résultats expérimentaux obtenus démontrent que même dans ces conditions difficiles, les qualités d'imagerie du dispositif sont conservées. Finalement, le dernier chapitre de ce document donne différentes pistes de développement et propose une ébauche d'un projet spatial réalisable à moyen terme.