Mesure de co-phasage pour miroirs segmentés

Co-phasing measurement for segmented mirrors

• Auteur / Autrice : Anne-Laure Cheffot
• Direction : Emmanuel Hugot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et sciences de la matière. Instrumentation
• Date : Soutenance le 05/10/2020
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Luc Beuzit
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Arthur Vigan, Samuel Lévêque
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Enrico Pinna, Maud Langlois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mesures optiques

Grands télescopes

Télescopes

Télescopes spatiaux

Mots clés libres

Télescopes segmentés

Analyseurs de front d'onde

Multi longueurs d'ondes

Co-Phasage

Segmented telescope

Co-Phasing

Wavefront sensors

Multiwavelength

Résumé

La prochaine génération de télescopes collectera la lumière avec des miroirs dont la surface équivaux à environ 82 copies sur papier A4 imprimé sur un seul coté du présent manuscrit ou 4,37.10 puissance 20 UA2 (si les unités astronomique vous parlent mieux). La fabrication et le transport d'un miroir fait d'une seule pièce de verre de cette dimension est un défi titanesque. Á l'heure de l'écriture de ces lignes, la seule solution est de recomposer ce miroir à partir de segments de miroirs plus petits, de l'ordre de 1,22m2 (soit environ 20 pages A4). En contrepartie il faudra déployer un système complexe de méthodes de mesures et d'ordinateurs, aussi appelé système de phasage, pour que le télescope produise des images de haute qualité. Ces méthodes doivent être capables de mesurer des variations plus petites que la taille du virus SARS-CoV-2 (soit environ 100nm). Un système de phasage optique est utilisé environ toutes les deux semaine. Il est difficile d'utiliser ce système plus souvent, car son utilisation perturbe les observations astronomiques. Ce doctorat traite des méthodes de mesures optiques, ou senseurs de phasage, qui ne troublent pas les observations. Ces senseurs seraient complémentaires des senseurs existants et permettraient un contrôle plus fréquent. Ce manuscrit fera d'abord l'état de l'art des méthodes optiques disponibles puis détaillera deux approches. L'état de l'art aborde les avancées des analyseurs phasage les plus populaires. Cette partie se conclut sur l'utilisation des méthodes optiques dans les télescopes segmentés présents et à venir, etc...

The next generation of telescopes will have light collecting surfaces that can be covered by about 82 A4 -paper single sided copies of the present work or 4,37.10 power 20 AU2 (if you prefer astronomical units). Producing and handling such a large, monolithic glass mirror would be a considerable challenge. So far, the only foreseen solution is to slice this surface into more manageable segments of roughly 1,22m2 (or 20 A4-pages). All these segments still need to behave like a single piece of glass for the telescope to deliver high quality images. This is achieved through a complex set of measurement devices and computers working together. The measurements need to be precise enough to detect variations below the size of SARS-CoV-2 (about 100nm). The system of computers and measurement devices are called a phasing system. The phasing system are used with a certain frequency to reduce the competition with observations for astronomy. This PhD is about exploring measurement devices or phasing sensors that do not compete with astronomy and allow more frequent non-intrusive controls for segmented telescope. The phasing sensors would be complementary of the already existing ones. After a brief description of the state of the art, the details and performances of two techniques are exposed. The state of the art gives an overview of some of the most popular phasing sensors. It also elaborates on their use in current and future segmented telescopes,etc...