Qualification de IONIC, instrument de recombinaison ...

tel-00010396, version 1 - 4 Oct 2005
60 - 3. OPTIQUE INTÉGRÉE
même composant. Ces étages difficiles à mettre en oeuvre en optique de volume lorsque le
nombre de télescopes augmente s’en trouvent grandement simplifiés, car ne nécessitant plus
ni alignements, ni réglages.
Je ne passerai pas plus de temps ici sur la présentation de cette application puisque
les tests de différentes fonctions de recombinaison aussi bien en laboratoire que sur le ciel
constituent la partie centrale de mon travail et sont présentés en détails dans les chapitres 5
et 6.
3.4.3 Senseur de franges
La longueur de cohérence dans les bandes astronomiques utilisées (15 µm en bande H,
24 microns en K) ainsi que les longueurs d’ondes de l’ordre de quelques microns rendent
tout instrument interférométrique très sensible à tous les effets instrumentaux ou extérieurs
pouvant engendrer des modifications de chemin optique (ddm) dans l’une ou l’autre des voies.
Une erreur dans le pointage des télescopes peut rapidement mener à l’apparition d’une
ddm différentielle entre les voies vu les grandes distances de propagation des faisceaux dans
un interféromètre. De la même façon, une erreur dans le suivi du déplacement de l’objet dans
le ciel par la ligne à retard aura le même effet. Cela entraîne une dérive de la position de
la ddm nulle qu’il va donc falloir compenser au fur et à mesure. La vitesse de la dérive sera
fonction de la position de l’objet dans le ciel.
Les déformations de l’un ou l’autre des éléments optiques ou mécaniques de l’interféromètre
en général (télescope, lignes à retard, recombinateur, . . . ) dues par exemple à des variations
de température vont également engendrer des ddm. Pour en limiter l’influence le transport
des faisceaux est le plus souvent fait sous vide (IOTA) ou en atmosphère contrôlée (VLTI).
Le piston atmosphérique amène une ddm aléatoire autour d’une position moyenne avec
un écart type de 10 à 20 µm (voir paragraphe 2.2.4). Ces variations se font avec des temps
caractéristiques donnés par le temps de cohérence de l’atmosphère (quelques dizaines de
ms). La variation de ddm est beaucoup plus rapide dans ce cas que dans les précédents. Le
résultat de variations trop rapides de la différence de chemin optique entre les voies sera un
brouillage des franges. Il faut alors enregistrer la totalité de l’interférogramme pendant le
temps de cohérence de l’atmosphère. Dans le cas d’une recombinaison co-axiale, il devient
alors également nécessaire de moduler la différence de marche sur une distance supérieure
à la longueur de cohérence dans la bande d’observation afin de pouvoir toujours enregistrer
tout le paquet de franges même si la position de l’enveloppe varie. Cela se traduit par une
augmentation du temps nécessaire à l’enregistrement de chaque interférogramme.
Ces phénomènes vont bien sûr se traduire par une diminution de la sensibilité de l’ins-
trument. Si on cherche à asservir la position des franges, on va donc pouvoir limiter l’in-
fluence des variations de chemin optique. On distingue deux cas d’asservissement : les systèmes
cohérenceurs et les cophaseurs. Les premiers vont chercher à stabiliser la position de l’enve-
loppe des franges en gardant la différence de marche dans la zone de cohérence. Ils sont donc