| Resumé |
J'ai travaillé pendant ma thèse dans le domaine de l'imagerie à haut contraste et à haute résolution angulaire (HRA) pour l'étude des protoplanètes. Ce cas scientifique est intéressant en ce qu'il permet d'étudier les mécanismes de formation planétaire et se caractérisent par la présence de raies d'émission dans leur spectre. Celle qui nous intéresse est la raie Ha et le contraste du système est alors plus faible à ces longueurs d'onde et donc plus accessible. L'instrument Fibered Interferometer foR a Single Telescope (FIRST) utilise le concept de réarrangement de pupille fibré dans le visible, intégré sur le banc d'optique adaptative extrême Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics (SCExAO) du télescope Subaru. Son principe est de sous-divisé la pupille d'entrée en sous-pupilles dont les faisceaux sont injectés dans les fibres optiques monomodes. Celles-ci ont le double intérêt d'appliquer un filtrage spatial du front d'onde supprimant ainsi les aberrations optiques à l'échelle des sous-pupilles, en même temps que le réarrangement des sous-pupilles. Les interférogrammes résultant de l'interférence des faisceaux de ces dernières sont ensuite mesurés. FIRST a démontré qu'il permettait l'imagerie de binaires stellaires à une résolution en-deçà de la limite de diffraction du télescope avec ce concept. La réplique d'une nouvelle version de cet instrument (FIRSTv2) a été construite en laboratoire afin de permettre les développements de la technologie d'optique intégrée. Mon travail de thèse est d'évaluer ses performances et sa faisabilité pour l'imagerie HRA, dans le but d'améliorer les performances en contraste de l'instrument. La recombinaison de chaque paire de sous-pupilles est ainsi codée sur une sortie de la puce photonique avant d'être dispersée et imagée sur quelques pixels de la caméra, permettant d'augmenter la sensibilité. L'échantillonnage des franges se fait par modulation temporelle des chemins optiques des faisceaux par les segments du miroir déformable. De plus, j'ai continué le développement du banc de test, aussi bien au niveau du montage optique que du logiciel de contrôle, de mettre au point une procédure spécifique d'acquisition des données et de développer un programme de traitement et d'analyse de données. Cette analyse des données s'effectue via le calcul de la phase différentielle spectrale, qui est une observable auto-étalonnée des perturbations atmosphériques et instrumentales. Pour cela, les mesures de phase des visibilités complexes de chaque base sont étalonnées par le signal du continuum mettant en évidence un possible signal dans la raie d'intérêt. Ainsi, à partir d'un simulateur de source protoplanétaire que j'ai intégré sur le banc, j'ai pu démontrer que FIRSTv2 pouvait détecter un compagnon de type protoplanètaire à une séparation équivalente à 0.7 l / B de la source centrale, avec un contraste d'environ 0.5. Enfin, j'ai participé à l'intégration et à la première lumière de FIRSTv2 sur le banc SCExAO pour laquelle le logiciel développé en laboratoire a été déployé. Les tests et les données acquises lors de quelques nuits d'observations montrent qu'une isolation des fibres optiques sur le banc est nécessaire et que la méthode d'acquisition des interférogrammes par modulation temporelle doit probablement être changée pour une modulation dans la puce en changeant la technologie de recombinaison pour une ABCD. |