Slides - indico in2p3

Design du démonstrateur
Entrance Pupil
Collimated Beam
Collimator
SLICER IMAGER
Slicer
Pupil Mirrors
Slits Mirrors
Prism
Collimator
Focus
Mirror
Large Imager
Mirror
Small Imager
Mirror
Folding
Mirror
OFFNER RELAY
SPECTROMETER
Detector Plane
NEW :
Folding Mirror Steering mirror (tilt variable)
• contourne le problème pour parcourir tout le plan du slicer
(champ limité initialement par l’ouverture du collimateur)
• Angle d’incidence sur le slicer + grand  aberrations?
27 Mai 2005
M-H Aumeunier
Steering
Mirror
DEMONSTRATEUR
Etat des devis
Devis slicer- miroirs pupilles et fentes
 En attente de la réponse de SESO
Devis des miroirs
 définition des miroirs: 5 miroirs sphériques, 1 prisme, 1 miroir
plan (voir doc « Request of quotation : optical reflective surfaces for an IFU
design »)
 premier contact avec Winlight System (P.Karst)
Procédure d’alignement
DEMONSTRATEUR
Module
d’illumination
Faisceau collimaté
Module slicer
Module spectro
Module re-imageur
Détecteur
Alignement des modules indépendamment
des uns par rapport aux autres
PROTO 0
Simulation du système optique
Design Optique
ZEMAX
Calcul de la position du point image et des aberrations
associées (Zernike) dans les plans images du système pour
un nombre fini de points du plan objet (x0,y0)
PAW
Interpolation par réseau de neurones
IDL
Simulation de la diffraction et des aberrations
PROTO 0
Modélisation du système optique Proto0
Dans chaque plan image, on calcule:
Aperture Plane
Field of view of one slice
• les distorsions (optique géométrique)
• les aberrations (Coeff. de Zernike)
5 points on y per slice
• la diffraction (optique de Fourier)
Entrance Pupil
y
Pupil Mirrors
24 points on x
x
Slicer
5 active slices
Image Plane
Pupil Plane
Slit Mirrors
PROTO 0
ZEMAX: Calcul des aberrations et distorsions du champ
2 sous système réalisés indépendamment (autant de sous système que de plan
image)
Sous système 1: Ouverture
Plan Objet: Ouverture
Plan Pupille: Aperture Mirror
Plan Image:Slicer
Sous système 2: Slicer
Plan Objet: Slicer
Plan Pupille: Miroirs pupilles
Plan Image: Miroir fente
OUTPUT: grilles décrivant le plan objet et le plan image et les aberrations
associées pour chaque sous système
PROTO 0
PAW: Interpolation par réseau de neurones
Prédiction de la position de la PSF et des aberrations associées pour
n’importe quel point dans le plan objet
Première Etape: Apprentissage par un Réseau de Neurones (NN) à 2 couches
Structure du NN choisie:
•Sous système « ouverture »: 2 7 7 1
(2 param. d’entrée (x0,y0), 7 neurones par couche, 1 param. de
sortie(xi, yi et {ai}1≤i≤28)
• Sous système « slicer »: 3 10 10 1
Enrichissement du NN pour le sous système « slicer » pour résoudre
des problèmes de convergence (extension à 3 paramètres d’entrée:
x0, y0, numéro slice).
IDL : Simulation de la diffraction
Surface diffractante pourvue
d’aberrations
PG xo , yo   Pxo , yo  eikW  xo , yo 
yo
Source ponctuelle (SN)
Plan Image
yi
di
Tache de
diffraction
z
xi
xo
Optique de Fourier
Amplitude dans le plan Objet
U o xo , yo 
TF
Amplitude dans le plan Image
Uixi, yi  1 TFUoxo, yo PGxo, yo 
di
28
Terme de déphasage du aux aberrations:
W x0, y 0,  ;  ,     ai  x0, y 0,   Z i  ,  
i 1
Coeff. de Zernike
Polynôme. de Zernike
PROTO 0
PSF dans le plan du slicer à 1.7 µm
Pupille d’entrée elliptique (rx=1.3 mm, ry=0.65 mm)
1
Projection
suivant y
2
3
épaisseur
d’une slice
4
5
Projection
suivant x
PROTO 0
PSF dans le plan du slicer à 1.7 µm
Pupille d’entrée circulaire (Φ=0.2 mm)
1
Projection
suivant y
2
3
épaisseur
d’une slice
4
5
Projection
suivant x
PROTO 0
Déplacement de la PSF sur la slice et mesure d’efficacité
Pupille d’entrée: pupille circulaire Φ=0.2 mm
PSF sur les slices non découpée à 1.7 µm
n°slice
1
2
Centre du slicer
Pt image décalé
7%
3
81 %
4
10 %
3%
54%
42 %
5
Efficacité total sur 3 slices: 98%
Efficacité total sur 3 slices: 97%
Résumé de la Simulation du
spectrographe
1- Calcul de la position du point image et des aberrations associées
dans chaque plan image
Optique Géométrique
+ Modélisation des aberrations par les Zernike
 Zemax
2- Interpolation du plan objet%plan image et des coefficients de Zernike
Réseau de neurones
 PAW
3- Calcul de la diffraction par les pupilles
Optique de Fourier
 IDL