Qualification de IONIC, instrument de recombinaison ...

tel-00010396, version 1 - 4 Oct 2005
2.2. QU’EST-CE QUE L’INTERFÉROMÉTRIE ASTRONOMIQUE? 21
Il faut encore faire la différence entre le champ instantané qui est celui vu par l’instru-
ment lors de la mesure, et le champ reconstructible qui lui ne dépend que de la couver-
ture et de l’échantillonnage des fréquences spatiales dans le plan de Fourier. Dans le cas
de l’interférométrie monomode le champ instantané maximum est limité à la tache d’Airy
d’une ouverture individuelle. Dans le cas multimode, la détermination de ce champ dépend
complètement du mode de recombinaison. Une recombinaison de type Fizeau donne un champ
égal à celui d’une ouverture individuelle, alors qu’une recombinaison de type Michelson où les
pupilles d’entrée et de sortie ne sont pas homothétiques réduit ce champ. Les recombinaisons
de type pupille densifiée qui utilisent une homothétie partielle (pour les bases mais pas pour
les diamètres) vont donner un champ intermédiaire entre les deux solutions précédentes.
Filtrage spatial et optique adaptative
La turbulence atmosphérique est certainement le facteur dégradant le plus les mesures
interférométriques, d’une part en diminuant le rapport signal à bruit et donc la qualité des
mesures, et d’autre part en introduisant des fluctuations de la phase et donc une perte de
cohérence diminuant la précision. Il est donc nécessaire d’essayer d’en corriger les effets.
Dans le cas de la recombinaison multimode, l’optique adaptative permet de corriger la
forme du front d’onde (mais attention, la correction ne fait pas de distinction entre une
déformation de la surface d’onde due à l’atmosphère de celle due à l’éventuelle étendue spatiale
de l’objet), et ainsi d’augmenter la part d’énergie cohérente dans l’image. On améliore ainsi
la sensibilité puisqu’il y a plus de flux au centre. La précision des mesures va elle dépendre de
la précision avec laquelle on est capable de mesurer l’estimateur de visibilité et donc dépendre
de la précision de la calibration. On peut également enregistrer simultanément avec le signal
interférométrique les informations fournies par l’analyseur de front d’onde. On connaît ainsi
la forme de la phase, et cette information peut être utilisée pour traiter les interférogrammes
a posteriori. Ces méthodes nécessitent par contre des systèmes d’optique adaptative avec
un grand nombre d’actionneurs pour avoir une bonne correction ou une bonne connaissance
de la phase. Elles sont donc difficiles à mettre en œuvre et la sensibilité des correcteurs est
diminuée par le nombre de sous-pupilles de mesure.
Le filtrage spatial permet de se mettre dans le cas monomode du point de vue de la
planéité du front d’onde. Il transforme les variations de la phase sur la pupille de chaque
ouverture en fluctuations d’intensité. En mesurant ces variations en temps réel, on peut ainsi
corriger les signaux interférométriques enregistrés simultanément. C’est ce que l’on appelle
dans la suite la calibration photométrique. Le filtrage peut être obtenu soit par un trou de la
taille de la tache de diffraction placé au foyer d’une optique, soit par un guide d’onde (fibre
ou optique intégrée).
Un trou est assimilé à un filtre passe-bas qui élimine les hautes fréquences dans la phase pour
ne garder que l’énergie cohérente. Le défaut de ce type de filtrage est sa taille fixe : la taille de
la tache de diffraction dépendant de la longueur d’onde, le filtrage ne sera pas équivalent pour