Etude d`un nouveau concept d`analyse de front d`onde en

Etuded'unnouveauconceptd'analysedefrontd'ondeenplanfocalappliquéàl'optique
adaptativeenastronomie.
CédricPLANTET
L’avènementdesExtremelyLargeTelescopes(ELT)estimminent.Cettenouvellegénérationdetélescopes
ouvriralavoieversdesobservationsastronomiquestoujoursplusfines.Lesfutursinstrumentsnécessitentdesoptiques
adaptativesdeplusenplussophistiquéespourcorrigerleseffetsdelaturbulenceetatteindrelesperformances
requises.L’analysedefrontd’ondeestunélémentfondamentaldel’optiqueadaptative.Lesanalyseursrequièrentun
fluxrelativementélevépourêtreefficaces,notammentlorsdel'estimationdehautsordres,quisontnécessairespour
obtenirunebonnecorrection.Commelecielestpauvreenétoilesbrillantes,onutilisesouventdesétoileslaser,
produitesparexcitationd’unvolumedesodiumdanslahauteatmosphère.Malheureusement,onnepeutpasestimer
correctementuntip/tiltaveccesétoilesartificielles.Deplus,lefocusmesuréestbiaiséàcausedel'instabilitéen
altitudedelacouchedesodium.Lamesuredecestroisaberrationsdoitdoncpouvoirêtrefaitesuruneétoilenaturelle
detrèsfaibleluminosité.Onpeutalorssedemanderquellestratégieadopterpourl'analysedesbasordresàfaibleflux.
Demanièreplusgénérale,lestechniquesd'analysedefrontd'ondesontenpleineévolutionpourrépondreaux
nouveauxbesoinsdel'optiqueadaptative.Ilestdoncimportantdecomparerlesstratégiesd'analyseentermede
sensibilitéetdedynamique.
Lathèses’appuiesurunnouveauconceptd’analyseurdesurfaced’onde:LIFT(LInearizedFocal‐plane
Technique).Cetanalyseurpermettrad’estimerletip/tiltetlefocussuruneétoilenaturellefaible,afindecompléter
l’analysefaitesurlesétoileslasers,defaçonplusefficacequ’aveclesmoyensactuels.
Lepremierbutdelathèseestd'optimiseretdevaliderLIFTexpérimentalement.Pourcela,j'aid'abordétudié
lespropriétésdeconvergencedel'algorithmeetlapropagationdubruitafindedéterminerlesparamètresoptimaux.
J'aiensuitetestéleconceptdeLIFTenlaboratoiresurdesphasesstatiques,puissurlecielgrâceausystèmed'optique
adaptativedutélescopeGeminiSud,GeMS.Lalinéaritédel'estimationmalgrélaprésencedehautsordresrésiduels,
dusàlacorrectionimparfaitedel'optiqueadaptative,aétévalidéeenboucleouverte,etnouspouvonsmaintenant
envisagerunevalidationfinaleenintégrantLIFTdansunebouclefermée.
Dansundeuxièmetemps,j'aiétudiélapropagationdubruitdansunanalyseurdérivédeLIFT,leShack‐
HartmannLIFTé.Cetanalyseurdiviselapupilleàl'aidedemicro‐lentillesastigmatiques,etuneestimationparLIFTest
faitedanschaquesous‐pupille.Ilpermettrauneestimationdehautsordresplusprécisequ'avecunShack‐Hartmann
classique.
Ledernierobjectifestdecomparerlesanalyseursexistantspourl'estimationsurétoilenaturelledesbasordres
d'unepart,casd'applicationdeLIFT,etdeshautsordresd'autrepart,danslecasd'uneoptiqueadaptativeextrêmepar
exemple.Cetteétudepermettrademotiverl'utilisationdeLIFTetduShack‐HartmannLIFTédansdessystèmes
d'optiqueadaptative.
Lundi29septembre2014à14h00
Amphithéâtredubâtiment18‐ObservatoiredeParis,sitedeMeudon
5,placeJulesJanssen
92195Meudon
Compositiondujury:
SimoneEsposito,INAF......................................RapporteurSylvieRoques,LATT........................................Rapporteur
GérardRousset,LESIA.......................................Examinateur BenoîtNeichel,LAM.......................................Examinateur
MichelTallon,CRAL...........................................ExaminateurThierryFusco,Onera......................................Directeurdethèse
SergeMeimon,Onera.......................................Co‐directeurdethèse
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