Institut national de recherche scientifique français Univerité Pierre et Marie Curie Université Paris Diderot - Paris 7

Les Tip-Tilt et Image Stabilizer fabriqués au LESIA

mercredi 3 décembre 2008, par Pierre Gigan

La perturbation des images la plus importante qu’introduit l’atmosphère est celle de "basculement du front d’onde" qui se traduit par un mouvement rapide du centre de gravitĂ© de l’image au foyer d’un tĂ©lescope. On confie en gĂ©nĂ©ral la correction de cette perturbation Ă  un miroir plan installĂ© dans une monture deux axes dite "Tip-Tilt", capable de s’orienter très rapidement.
Le LESIA s’est fait une spĂ©cialitĂ© du dĂ©veloppement de tels composants.

Historique

Dès la première expérience d’optique adaptative COME-ON en 1987 , nous avons été amenés à développer des montures "Tip-Tilt". Ce premier système expérimental d’optique adaptative comportait déjà deux montures, l’une était destinée à la stabilisation de l’image et l’autre permettait de pointer l’objet scientifique en offset autour de l’étoile de référence, c’était le sélecteur de champ. Ce concept de monture "Tip Tilt" à la cardan développé par notre collègue Charles Darpentigny du CNRS Bellevue était né.

Depuis, nous avons progressé dans l’adaptabilité des montures, petite dans PUEO, large lame transparente dans MegaCam, résolution et rapidité dans la monture NAOS, miroir déformable intégré dans MACAO. A chaque fois les performances se sont améliorées en terme de résolution angulaire et rapidité.

Tous les systèmes Tip-Tilt comprennent :

  • une monture deux axes,
  • une Ă©lectronique de proximitĂ© pour le conditionnement des capteurs
  • un tiroir de contrĂ´le.

Les performances des montures Tip Tilt résident dans le concept mécanique avec le respect de certains principes, dans le choix des capteurs haute résolution (capteurs FOGALE) et dans la mise en œuvre d’une électronique à très faible niveau de bruit.

Enfin, on notera que ces montures Tip-Tilt nĂ©cessitant une approche système intĂ©grant la mĂ©canique, l’électronique et l’optique, constituent de très bons exemples pĂ©dagogiques : elles ont Ă©tĂ© retenues comme sujet aux concours d’entrĂ©e des grandes Ă©coles 2001 dans les filières MP et PSI et ont donnĂ© lieu Ă  plusieurs stages de fin d’Ă©tude pour des Ă©lèves de l’ENSAM de Paris.

Les réalisations

Les outils

Les calibrations et tests de ces montures Tip-Tilt sont rĂ©alisĂ©s sur un banc Ă©quipĂ© d’une lunette auto-collimatrice de rĂ©solution 0,1 micro-radian.

Nous utilisons un analyseur de spectre HP35670A pour les qualifications dynamiques : bande passante, temps de rĂ©ponse, diaphonie entre axes et spectre de bruit.

Les intervenants

Le service des prototypes du CNRS Bellevue est Ă  l’origine des premières Ă©tudes et rĂ©alisations telles que ADONIS, PUEO, MegaCam, NAOS. François Rigaud du PĂ´le Instrumental du GEPI de l’Observatoire de Paris-Meudon a eu la responsabilitĂ© de l’étude des montures MACAO et de la monture pour le tĂ©lescope SUBARU. Claude Marlot a juste eu le temps de l’Ă©tude de la monture WIRCam et de la prĂ©-Ă©tude de la monture SESAME avant de partir Ă  la retraite en dĂ©cembre 2003. Cette Ă©tude a Ă©tĂ© terminĂ©e par Thierry Goeltzenlichter. Les mises au point, les mesures de performances ainsi que la documentation de la majeure partie de ces montures ont Ă©tĂ© rĂ©alisĂ©es par Florence Pouplard.

Depuis le dĂ©part Ă  la retraite de Pierre GIGAN en juillet 2008, Denis PERRET assure le dĂ©veloppement des montures au LESIA : Denis.Perret obspm.fr