Caractérisation de composants de filtrage modal pour l'observation d'exoplanète par interférométrie annulante.

par Romain Grille

Thèse de doctorat en Physique pour l'instrumentation

Sous la direction de Pierre Kern.

Soutenue en 2009

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    L'interférométrie annulante permet l'étude d'exoplanètes dans l'IR (6-20 um) et la mesure de leur émission atmosphérique, reflet d'une possible activité biologique. Pour atteindre le contraste interférométrique nécessaire pour dissocier le signal planétaire du signal stellaire, les fronts d'onde issus des différents télescopes doivent se superposer parfaitement. La meilleure solution consiste à utiliser un guide d'onde monomode récupérant le flux planétaire indépendamment des aberrations optiques. Mon travail a consisté à caractériser de tels composants d'optique intégrée. J'ai mis en oeuvre pour cette étude trois méthodes : la distinction modale monochromatique par imagerie, la mesure de la plage de monomodicité par FTS et la mesure des performances de filtrage par interférométrie. Pour mener à bien ce travail, il a été nécessaire d'effectuer une analyse système de l'ensemble du banc optique, en particulier pour l'étude par interférométrie, dont les contraintes sur les vibrations, les flux lumineux ainsi que sur le positionnement des éléments optiques sont très fortes. L'étude porte sur des guides creux métalliques (HMW) et des guides diélectriques en halogénure d'argent (SH). Mon travail sur les HMW vient clore leur étude entreprise avant ma thèse. Les trois méthodes ont été utilisées pour caractériser des composants SH (guides plans et fibres optiques). Les HMW sont de bons filtres modaux mais nécessitent une fabrication très rigoureuse pour limiter les pertes en propagation. Les fibres SH nécessitent des longueurs plus conséquentes (avec des pertes linéiques plus faibles), pouvant être réduite par l'ajout de couche absorbante sur la gaine.


  • Résumé

    Nulling interferometry is considered for the study of exoplanets in the IR (6-20 um) and measuring their atmospheric emissions, reflecting a possible biological activity. To reach the interferometric contrast required to separate the planetary signal of the stellar signal, the wave fronts from the telescopes should overlap perfectly. The best solution consists of using a single mode waveguide collecting the planetary flux regardless of optical aberrations. My work was to characterize such integrated optics components. I have implemented for this study three methods: the monochromatic modal distinction by imaging, the measurement of the single-mode behavior spectral band by FTS and the measurement of the performance of filtering using interferometry. To carry out this work it was necessary to perform a system analysis of the entire optical bench, especially for the study by interferometry, in which the constraints on the vibration, the intensity balancing as well as the positioning of optical elements are very strong. The analyzed components were hollow metal waveguide (HMW) and dielectric silver halide material (SH). My work on the HMW closes their study started before my thesis. The three methods were used to characterize SH components (flat guides and optical fibers). The HMW are efficient modal filters but requires very rigorous manufacturing to limit the propagation losses. The fiber lengths of SH are longer (with lower losses per unit length), that can be reduced by the addition of absorbent layer on the cladding.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (140 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 70 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS09/GRE1/0299/D
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