Optique théorique et appliquée
Le banc HOMER
L'optique adaptative et la multi-conjugaison
L'Optique Adaptative : voir plus loin, plus petit
L'optique adaptative (OA) est une technique aujourd'hui largement répandue dans la communauté astronomique. Elle permet de corriger en temps réel les dégradations dues à la turbulence atmosphérique sur les images fournies par un télescope. La figure 2 rappelle le schéma de principe d'une OA et ses éléments clés. Une description plus détaillée se trouve sur le site consacré à
NAOS, le système d'OA qui équipe les très grands télescopes (VLT) du Chili, et auquel l'ONERA a participé.
Figure 1 : Schéma de principe de l'optique adaptative
L’OA équipe aujourd’hui la plupart des grands télescopes terrestres. Cependant, le concept original d’OA ne permet la correction que d’une faible zone du champ : lorsqu'on s'éloigne de la source d'analyse, les performances du système se dégradent. Il s'agit du phénomène d'anisoplanétisme lié à la différence entre les volumes turbulents analysé et corrigé. La figure 1 illustre ce problème.
Figure 2 : Schéma représentatif du phénomène d'anisoplanétisme. On remarque bien que le trajet emprunté par la lumière analysée et celui pour la correction est différent. Une partie de la turbulence est non vue et ne peut donc être corrigée. (Remerciements à E. Marchetti, ESO)
.jpg)
Figure 3 : Image du centre galactique prise avec NAOS sur le VLT. On voit sur cette image l'effet de l'anisoplanétisme qui dégrade les images lorsqu'on s'éloigne du centre, où la boucle d'OA a été fermée.
La multi-conjugaison :
accroître le champ observé
Pour pallier cet effet, le concept d'optique adaptative multi-conjuguée (OAMC) a été proposé par Dicke puis repris par Beckers (cf figure 4). Pour augmenter le champ de correction, on estime et corrige la turbulence dans un volume en utilisant plusieurs directions d'analyse et plusieurs miroirs déformables conjugués optiquement à différentes altitudes. Ce concept permet une augmentation notable du champ corrigé, typiquement de quelques arcs secondes à des champs de l’ordre de la minute d’arc. Ainsi il est particulièrement intéressant pour de nombreux programmes astrophysiques.
Figure 4 : Schéma du concept d'OAMC. Ici 3 ASO permettent d'analyser le flux provenant de 3 directions d'analyse. La correction est réalisée par deux miroirs déformables conjugués à des altitudes équivalentes.
Figure 5 : Image du centre galactique en l'absence d'anisoplanétisme. Les étoiles dans le champ sont alors bien résolus et non déformées.
