Etalonnage d'un nouveau type de détecteur bolométrique pour l'instrument PACS de l'observatoire spatial Herschel

par Nicolas Billot

Thèse de doctorat en Physique. Astronomie et instrumentations associées

Sous la direction de Marc Sauvage.


  • Résumé

    La mission Herschel est un des projets phare du programme scientifique de l’agence spatiale européenne (ESA). Son objectif est d’explorer le ciel dans l’une des régions du spectre électromagnétique les moins connues à ce jour : l’infrarouge lointain. De nombreux instituts de recherche ont participé à l’élaboration de ce projet ambitieux, notamment le CEA qui a développé un nouveau type de détecteur bolométrique pour le photomètre de l’instrument Herschel/PACS. Durant ma thèse de doctorat, ma tâche a consisté d’une part à développer une procédure de caractérisation adaptée aux nouvelles matrices de bolomètres du CEA, et d’autre part à réaliser l’étalonnage du photomètre PACS et à optimiser ses performances dans les différents modes d’observation ouverts à la communauté astronomique. Dans ce manuscrit, je présente les grandes lignes de l’astronomie infrarouge de la découverte du rayonnement infrarouge par William Herschel à la réalisation de l’observatoire spatial Herschel. Je décris également les développements d’hier et d’aujourd’hui dans le domaine de la bolométrie refroidie afin de mettre en perspective les innovations apportées par le CEA. J’expose ensuite le principe de fonctionnement des matrices de bolomètres, étape nécessaire pour comprendre la problématique de la procédure de caractérisation que nous avons mis au point. Puis je présente et j’analyse en détail les résultats obtenus lors de la campagne d’étalonnage du photomètre PACS qui s’est achevé en juin 2007. Enfin, je traduis les mesures réalisées en laboratoire en termes de performances « observationnelles » du photomètre PACS.

  • Titre traduit

    Calibration of a novel type of bolometer arrays for the Herschel space observatory


  • Résumé

    The Herschel mission is a major project at the core of the European Space Agency (ESA) scientific program. The space telescope will perform observations of the universes in the far-infrared regime of the electromagnetic spectrum, which still remains little-knowm today. Among the many research institutes involved in the development and exploitation of this challenging observatory, the CEA designed a novel type of bolometric detectors to equip the photometer of the PACS instrument on-board the Herschel satellite. During my thesis, my task was twofold, I developed a characterisation procedure that takes advantage of unique features of CEA filled bolometer arrays and I applied it to calibrate the PACS photometer and optimize its performances in the various observing modes open to the scientific community. In this manuscript, I present the basics of infrared astronomy from its very beginning in 1800 to the European Space Agency’s Herschel Space Observatory. Then, I describe past and present developments in cryogenic bolometers, emphasising new concepts introduced by CEA. I follow with an explanation of the working principles of CEA bolometer arrays, a prerequisite to grasp the strategy of the characterisation procedure that we developed. Then I expose and analyse thoroughly the results that we obtained during the calibration campaign of the PACS photometer. Finally, I express detector performances in terms of “observational” performances that future PACS users can comprehend.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (XX-267 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 180-202

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2007)328
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.