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Téléphone : 0492076339
Durée : 5 mois
Lieu : valrose
Financement : Demande de financement au laboratoire
Domaine : Instrumentation
Niveau d’études : Master 2

Désignation du projet : Optimisation et développement de composants optiques diffractifs complexes
Résumé : L’objectif majeur de l’imagerie très haute dynamique (ITHD) est l’imagerie directe de planètes matures habitables en orbite autour d’étoiles du voisinage solaire. En 2013 nous avons démarré une R&D spécifique à l’implémentation de l’ITHD sur les très grands télescopes (futurs très grands télescopes - ELT), avec des visées également spatiales (post-JWST). Cette R&D, développée au sein du projet SPEED [Segmented Pupil Experiment for Exoplanet Detection, Martinez et al. 2015, Martinez et al. 2016], est focalisée sur l’ITHD à très faible séparation angulaire. Dans ce contexte, nous développons deux systèmes innovants : (1) la Self-Coherent Camera-Phasing Sensor (SCC-PS, Janin-Potiron et al. 2016) pour permettre le phasage d’une pupille segmentée par analyse plan image pouvant fonctionner directement sur imagerie coronographique. Cet analyseur de cophasage permet un phasage efficace et rapide, mais également un contrôle et une correction fine en cours d’observation, (2) le Phase Induced Amplitude Apodization Complex Mask Coronagraph (PIAACMC, Guyon et al. 2014) est un coronographe qui permet d’approcher les limites théoriques de détection et qui peut s’accomoder d’une pupille complexe (télescope sur axe, obstruction centrale, segmentation, etc.)

Le sujet de stage répond à un besoin commun à ces deux systèmes : l’optimisation et le développement de solutions innovantes de masques focaux diffractifs complexes. Les visées sont différentes mais complémentaires : correction des discontinuités de phase introduites par la segmentation du miroir primaire (SCC-PS) et correction des discontinuités d’amplitude introduites par la segmen- tation du miroir primaire et par la présence du miroir secondaire (PIAACMC). Les masques focaux des deux développements étant semblables en terme de complexité, ils vont requérir une étude poussée sur leur optimisation numérique (géométrie, structure, matériaux), sur la technique utilisée (e.g., lithographie par faisceau d’électron), sur les fournisseurs potentiels, les méthodes de métrologie et de caractérisation (e.g. microscopie à force atomique). Par ailleurs, nos efforts vont s’orienter vers le domaine des composants diffractifs (complexes ou non), et l’opportun ité et l’intérêt des composants périodiques sub-lambda (e.g., métamateriaux) sera considérée. L’objectif (1) consiste donc à proposer et développer des masques focaux diffractifs (de phase ou d’amplitude) à géométrie et structure innovantes pour permettre un contrôle précis et efficace de la localisation spatiale et de l’amplitude du champ complexe diffracté.
L’objectif (2) consiste donc à optimiser, développer, et tester des masques focaux complexes diffractifs (de phase et d’amplitude) innovants qui permettent un haut contraste à faible séparation angulaire sur une bande spectrale et s’accommodant d’une pupille segmentée et obstruée.