Qualification de IONIC, instrument de recombinaison ...

tel-00010396, version 1 - 4 Oct 2005
2.2. QU’EST-CE QUE L’INTERFÉROMÉTRIE ASTRONOMIQUE? 15
le concept instrumental égal à la fonction cos ou sin ; sin par exemple avec une recombinatrice
en optique de volume, et cos avec une recombinaison OI par jonction Y (paragraphe 3.3.1).
On retrouvera l’une ou l’autre de ces fonctions suivant les déphasages induits par les différents
éléments optiques, et suivant la méthode de recombinaison. Le terme δ(t) correspond à la
modulation temporelle de différence de marche (notée ddm dans la suite) entre les voies.
Lorsque l’on utilise par exemple une recombinatrice en optique classique, si le train optique
est le même dans les deux voies, la symétrie du système fait qu’à la position de la ddm nulle,
les deux sorties de la recombinatrice sont identiques et reçoivent le même flux (αP1 + βP2) ;
cela donne donc finst = sin dans l’équation ci-dessus. Si on utilise maintenant une jonction Y
en optique intégrée, à la ddm nulle on est cette fois en condition d’interférence constructive
sur la sortie interférométrique ; il faut donc dans ce cas avoir un maximum pour la ddm nulle
et cela donne finst = cos.
Le terme φ a les mêmes origines que dans le cas multi-axial. Il est donc également
dépendant du temps. Si ce déphasage varie au cours de l’acquisition des signaux, la figure
d’interférence sera également brouillée. Pour une valeur fixe de la ddm on a une intensité
stable sur le détecteur puisque l’on mesure un état d’interférence donné. On peut donc se
contenter d’un détecteur monopixel. Par contre pour pouvoir enregistrer toute la figure d’in-
terférence, il va falloir moduler la ddm dans l’un des bras de l’interféromètre. La modulation
des franges est obtenue temporellement en déplaçant une optique dans l’un des bras. A λ
donnée, on va donc enregistrer un signal sinusoïdal en fonction de la ddm dont la période
est donnée par la longueur d’onde. En large bande, la somme des sinusoïdes de périodes
différentes (correspondants aux longueurs d’onde du spectre) ne va donner des franges que
dans une zone correspondant à la longueur de cohérence de la source. Si la valeur du piston
est supérieure à la longueur de la modulation on n’obtiendra alors plus de franges.
Cohérences spatiale et temporelle
Dans le paragraphe suivant (2.2.3), on va montrer qu’un interféromètre permet de mesu-
rer le degré spatial de cohérence de la source, aussi bien en mode co-axial que multi-axial.
De la même façon, tout interféromètre est sensible à la cohérence temporelle de la source
(Born & Wolf, 1964). La longueur de cohérence est directement liée à la bande spectrale
d’observation :
, (2.3)
∆λ
où λ est la longueur d’onde centrale du spectre et ∆λ sa largeur.
lc = λ2
Dans le cas de la recombinaison co-axiale, cette cohérence temporelle se traduit direc-
tement par l’enveloppe de l’interférogramme qui correspond à la transformée de Fourier du
spectre de la source observée. La figure 2.3 montre le principe de formation du signal in-
terférométrique dans ce cas. Le nombre de franges à mi-hauteur est donné par :
N = λ
. (2.4)
∆λ