Large synoptic survey telescope : distorsions électrostatiques dans les ccd

Large synoptic survey telescope : electrostatic distortions in the CCD

• Auteur / Autrice : Rémy Le Breton
• Direction : Pierre Antilogus, Nicolas Regnault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique de l'Univers
• Date : Soutenance le 25/09/2017
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Physique nucléaire et hautes énergies (Paris ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Pascal Vincent
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Céline Combet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Rémi Barbier, Jean-Charles Cuillandre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Capteurs CCD

Télescopes

Mots clés libres

Large synoptic survey telescope

Tree-Rings

Brighter-Fatter

Covariances

Projecteur de franges

Banc optique

Mire de Ronchi

Large synoptic survey telescope

Optical bench

Ronchi target

Résumé

La prise en compte et la correction des effets induits dans les images par les détecteurs du plan focal (CCD) a été identifié comme étant un point essentiel pour remplir les objectifs scientifiques de la collaboration LSST- Dark Energy Science Collaboration. Le groupe de travail SAWG a été crée, et des bancs optique ont été mis à contribution dans certains laboratoires de la collaboration (UC Davis, SLAC, BNL et LPNHE) afin d'adresser le problème. LSST fait partie d'une nouvelle catégorie de télescopes : les grands plans focaux. Depuis une dizaine d'années que ceux-ci sont équipés de CCD à haute résistivité, un certain nombre de nouveaux effets ont été identifiés. Une attention toute particulière est portée sur la compréhension des distorsions électrostatiques inhérentes aux propriétés du CCD qui ont un impact sur les mesures de science. Le travail de cette thèse est centré sur l'étude de l'effet brighter-fatter et des tree-rings. Il a été démontré qu'avec certains types d'illuminations, il était possible de caractériser ces effets avec précision. C'est dans le but de produire ces illuminations qu'un projecteur de franges a été développé sur le banc optique du LPNHE. Dans ce document sont ainsi présentés : une nouvelle méthode de caractérisation des tree- rings testée sur des simulations ; une nouvelle méthode de mesure de l'effet brighter-fatter basée sur la projection de profils de Ronchi ; une étude complète des différentes propriétés de l'effet brighter-fatter dans laquelle a été mis en place un modèle électrostatique simplifié. Enfin, l'efficacité d'une méthode de correction, dite de descrambling est évaluée.

The removal of the sensor signature in the science images has been identified by the LSST Dark Energy Science Collaboration as a mandatory path to fullfill its scientific goals. The SAWG working group has been put together to perform this task for the collaboration. It has access to optical benches in some of the laboratories of the collaboration (UC Davis, SLAC, BNL and LPNHE) for this purpose. LSST belongs to a new category of telescopes equiped with large focal planes. For the decade that they have been equipped with thick, high resistivity Charge Coupled Devices (CCD), new effects have been identified. A particular attention is given to the understanding of the electrostatic distortions that are inherent to the CCD properties. These electrostatic distortions have an impact on science measurements. My PhD work is centered on the study of the brighter-fatter effect and the tree-rings. It has been shown that with different kind of illuminations, it was possible to accurately characterize these effects. A fringe projector has been developed on the optical bench of the LPNHE in order to produce these particular illuminations. In this document, we present : a new method, tested on simulations, to characterize the tree-rings; a new method to measure the brighter-fatter effect based on the projection of Ronchi profiles; a complete study of the different properties of the brighter-fatter effect, where we developped a simplified electrostatic model. Finally, the efficiency of a correction method, called descrambling, is evaluated.