THESE de DOCTORAT Lyu ABE Imagerie à Haute Dynamique ...

Principes de coronographie 37La coronographie interférentielle utilise les propriétés de cohérence du front d’onde afin deproduire une interférence la plus destructive possible pour un objet situé sur l’axe de visée.L’idée générale de ce principe peut être illustrée par la Figure 3.2, sur laquelle j’ai tenté dereprésenter le coronographe "idéal". Sur ce schéma, les amplitudes complexes associées auxdeux ondes provenant d’un objet central brillant et d’un compagnon voisin faible, sont représentéesdans un plan image pour plus de clarté, mais le principe peut s’appliquer dans n’importequel plan, pourvu que l’effet recherché soit obtenu !A ce jour, il existe plusieurs types de coronographes exploitant cette propriété et qui tententde mettre en oeuvre cette idée a priori simple, mais comme nous allons le voir, deux difficultésapparaissent clairement : la ’chromaticité’ du dispositif de déphasage, et l’action localisée del’interférence destructive qui ne doit se produire que sur l’objet central.En premier lieu on peut citer le Coronographe Interférentiel Achromatique (ou CIA) quiproduit une recombinaison dans un montage de type interféromètre de Michelson.3.4.2 Le coronographe interférentiel achromatique (CIA)Après une séparation d’amplitude (Figure 3.3), on opère un déphasage achromatique deπ dans un des bras de l’interféromètre. Ce déphasage, par passage au foyer (phénomène deGouy), inverse le front d’onde incident de manière centro-symétrique. La seconde moitié del’amplitude reste inchangée. Lors de la recombinaison, les deux fronts d’onde interfèrent demanière destructive pour un objet se trouvant sur l’axe. Un objet hors de l’axe, pourvu qu’il nese trouve pas trop près de celui-ci (≥ 0,3 λ/D), n’est pas, ou peu affecté par le phénomène interférentieljusqu’à une fraction de la tache de diffraction de l’instrument. En revanche, l’image decet objet donnée par le coronographe est dédoublée, à cause de l’effet de centro-symétrisationévoqué plus haut. De plus, du fait du montage de type Michelson, chaque point de l’image neconcentre qu’un quart de l’énergie associée aux objets du champ.Cet instrument (Gay 1996 [52], Baudoz 1999 [16]) recombine donc les amplitudes dansun plan pupille, et le déphasage affecte la globalité du front d’onde et surtout, de manièreachromatique. Dans la pratique, ce montage reste de type ’interféromètre’, et nécessite un trèsbon contrôle de la métrologie dans les deux bras de l’instrument. La réalisation du CIA et sonfaible encombrement ont permis de l’installer sur le télescope CHF à Hawaï afin de le validersur le ciel. Bien que les résultats soient encourageants (Baudoz et al. 2000 [17], Figure 3.4),le résultats ne sont pas encore suffisants pour produire des résultats astrophysiques originaux.Parmi les limitations aux performances du CIA compact, on peut notamment signaler cellesliées aux détecteurs qui ne permettent pas encore de cumuler sensibilité et rapidité de lecture,tout au moins dans l’IR (pour les longueurs d’onde visibles, je renvoie le lecteurs à la partie surles détecteurs à comptage de photon rapides, chapitres 7 et suivants).