Setting of an adaptive optics system with partial correction at visible wavelenght
Mise au point d'une optique adaptative à correction partielle dans le visible
Résumé
Adaptive optics are now installed on many giant telescopes around the
world, but they remain costly systems and time-consuming to implement.
Several years ago a project started to equip the interferometer GI2T of the
Calern Observatory (France) with an adaptive optics assuming partial correction
and working in the visible wavelenghts. The specifications led us to the
realization of a system of 31 sub-pupils with a sampling frequency of 2500Hz. To
respect our budget we developed a new curvature wavefront sensor far cheaper
than habitually used equipment.
Preliminary studies were done for the choice of the various elements, and we
present in this thesis the tests of characterization. After the description and
characterization of the system we present the different steps of the tuning
of the system which brought about the working of our new wavefront sensor.
The real-time calculator was inherited from a development made by ONERA and the
Shaktiware company. We have had to modify the controler to make it work
with 31 sub-pupils. We propose a study of the transfer function of our system
and the possible optimizations for the choice of the algorithms of control.
Our adaptive optics is not limited to its use in the framework of the
GI2T interferometer and we completed a study and began its installation on the
Laser-Lune telescope of 1.5 meters in the Calern Observatory.
The series of laboratory tests has shown the good working of our system,
but we haven't assessed the performances of the servo loop control at high
frequency. Simulations predict a Strehl ratio of 0.15 at 635nm for a
telescope of 1.5 meter in average conditions.
world, but they remain costly systems and time-consuming to implement.
Several years ago a project started to equip the interferometer GI2T of the
Calern Observatory (France) with an adaptive optics assuming partial correction
and working in the visible wavelenghts. The specifications led us to the
realization of a system of 31 sub-pupils with a sampling frequency of 2500Hz. To
respect our budget we developed a new curvature wavefront sensor far cheaper
than habitually used equipment.
Preliminary studies were done for the choice of the various elements, and we
present in this thesis the tests of characterization. After the description and
characterization of the system we present the different steps of the tuning
of the system which brought about the working of our new wavefront sensor.
The real-time calculator was inherited from a development made by ONERA and the
Shaktiware company. We have had to modify the controler to make it work
with 31 sub-pupils. We propose a study of the transfer function of our system
and the possible optimizations for the choice of the algorithms of control.
Our adaptive optics is not limited to its use in the framework of the
GI2T interferometer and we completed a study and began its installation on the
Laser-Lune telescope of 1.5 meters in the Calern Observatory.
The series of laboratory tests has shown the good working of our system,
but we haven't assessed the performances of the servo loop control at high
frequency. Simulations predict a Strehl ratio of 0.15 at 635nm for a
telescope of 1.5 meter in average conditions.
L'optique adaptative équipe de plus en plus de grands télescopes à travers le
monde, mais reste un système coûteux et long à mettre en oeuvre. Il y a
quelques années commençait le projet d'équiper l'interféromètre GI2T de
l'observatoire de Calern (France) d'une optique adaptative à correction
partielle fonctionnant dans le visible. Les spécifications ont conduit à la
réalisation d'un système à 31 sous-pupilles analysant avec une fréquence
d'échantillonnage de 2500Hz. Pour respecter l'enveloppe budgétaire il a été
développé un nouvel analyseur de front d'onde à courbure d'un coût bien
inférieur aux analyseurs habituellement utilisés.
Des études préliminaires avaient été faites pour les choix des différents
éléments du système et nous présentons dans ce mémoire les tests de
caractérisation. Après avoir décrit et caractérisé le système, nous présentons
les mises au point nécessaires au démarrage du système de contrôle concluant au
bon fonctionnement du nouvel analyseur de surface d'onde.
Le calculateur en temps réel a été hérité d'un développement conjoint de l'ONERA
et de la société Shaktiware. Nous avons dû apporter un certain nombre de
modifications à ce contrôleur pour le faire fonctionner avec 31 sous-pupilles.
Nous proposons une étude de la fonction de transfert de notre système et des
optimisations envisageables pour le choix des algorithmes de contrôle.
Notre optique adaptative n'est pas limitée à une utilisation sur
l'interféromètre GI2T et nous avons étudié et commencé son installation sur le
télescope de 1,5 mètre du Laser-Lune de l'Observatoire de Calern.
La série de tests en laboratoire a pu montrer le bon fonctionnement de notre
système, mais nous n'avons pu évaluer les performances de l'asservissement à
haute fréquence. Des simulations nous prédisent cependant des corrections
permettant d'obtenir un rapport de Strehl de 0,15 à 635nm pour un télescope
de 1,5 mètre dans des conditions moyennes.
monde, mais reste un système coûteux et long à mettre en oeuvre. Il y a
quelques années commençait le projet d'équiper l'interféromètre GI2T de
l'observatoire de Calern (France) d'une optique adaptative à correction
partielle fonctionnant dans le visible. Les spécifications ont conduit à la
réalisation d'un système à 31 sous-pupilles analysant avec une fréquence
d'échantillonnage de 2500Hz. Pour respecter l'enveloppe budgétaire il a été
développé un nouvel analyseur de front d'onde à courbure d'un coût bien
inférieur aux analyseurs habituellement utilisés.
Des études préliminaires avaient été faites pour les choix des différents
éléments du système et nous présentons dans ce mémoire les tests de
caractérisation. Après avoir décrit et caractérisé le système, nous présentons
les mises au point nécessaires au démarrage du système de contrôle concluant au
bon fonctionnement du nouvel analyseur de surface d'onde.
Le calculateur en temps réel a été hérité d'un développement conjoint de l'ONERA
et de la société Shaktiware. Nous avons dû apporter un certain nombre de
modifications à ce contrôleur pour le faire fonctionner avec 31 sous-pupilles.
Nous proposons une étude de la fonction de transfert de notre système et des
optimisations envisageables pour le choix des algorithmes de contrôle.
Notre optique adaptative n'est pas limitée à une utilisation sur
l'interféromètre GI2T et nous avons étudié et commencé son installation sur le
télescope de 1,5 mètre du Laser-Lune de l'Observatoire de Calern.
La série de tests en laboratoire a pu montrer le bon fonctionnement de notre
système, mais nous n'avons pu évaluer les performances de l'asservissement à
haute fréquence. Des simulations nous prédisent cependant des corrections
permettant d'obtenir un rapport de Strehl de 0,15 à 635nm pour un télescope
de 1,5 mètre dans des conditions moyennes.