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

42 Coronographie à couteau de phasede la figure de diffraction, et de surcroît, parfaitement symétrique.Pour résoudre cette difficulté technique, je suis parti du principe que les coronographesinterférentiels (CIA ou Masque de Phase) font interférer les deux moitiés de l’onde incidente,avec, en première approximation, une répartition d’énergie égale pour ces deux moitiés (dontune est déphasée de π). Une première idée est alors apparue : pourquoi ne pas déphaserde π la moitié de l’onde dans le plan image ? Cela présente l’avantage de ne pas présenterde dépendance géométrique par rapport au déphasage. Pour l’anecdote, c’est lors du retourd’une réunion à l’OHP, et sur un parking tard dans la nuit que Farrokh Vakili et moi-même avonssimulé numériquement ce cas. Le résultat est illustré sur la Figure 4.1, où j’ai représenté lapartie réelle de l’amplitude complexe associée à l’onde dans le plan image, et la distributiond’intensité résultante dans un plan pupille conjugué (le passage de l’un à l’autre pouvant êtreobtenu par transformée de Fourier).(a) (b) (c) (d)Figure 4.1. (a) Pupille d’entrée, (b) représentation de l’amplitude complexe de l’onde dans le plan imagedéphasée de π selon un axe, (c) distribution d’intensité dans le plan pupille conjugué et (d)image coronographique finale (plan image), après avoir appliqué un diaphragme de Lyot dansla pupille figurée en (c). L’extinction n’est ici que de l’ordre de 10.Lorsqu’on place un diaphragme de Lyot dans le plan pupille (Figure 4.1c) et qu’on formel’image finale, on met en évidence l’effet destructif de l’interférence au centre de l’image selonl’axe du déphasage initial (Figure 4.1d). Cependant, le rapport d’intensité "pic-à-pic" parrapport à la tache de diffraction sans coronographe n’est que de l’ordre de 10.Dans ces circonstances, on peut penser qu’une succession de masques de phase linéaires(que j’appellerai "couteaux de phase" par la suite) ne peuvent pas produire d’extinction plusélevée qu’un facteur 10 à chaque fois. Il n’en est rien car tout dépend de la disposition descouteaux de phases les uns par rapport aux autres. Une fois le premier déphasage effectué,on s’aperçoit qu’en plaçant un second couteau de phase avec une orientation perpendiculaireà celui de l’image de la Figure 4.1b, la distribution d’intensité dans la pupille conjuguée faitapparaître un effet d’interférence extrêmement destructif exactement sur le support de cettepupille. Quasiment toute l’énergie est concentrée dans les coins d’un carré circonscrit à laforme de la pupille (Figure 4.2b).