ETUDE DE LA CORRECTION PARTIELLE EN OPTIQUE ADAPTATIVE PDF Download
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Author: Jean-Marc Conan Publisher: ISBN: Category : Imaging systems in astronomy Languages : fr Pages : 341
Book Description
L'OPTIQUE ADAPTATIVE CORRIGE EN TEMPS REEL LES EFFETS DE LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE ET PERMET D'OBTENIR DES IMAGES A HAUTE RESOLUTION AVEC DES INSTRUMENTS ASTRONOMIQUES DE GRANDES DIMENSIONS. APRES UNE ANALYSE THEORIQUE DE L'EVOLUTION TEMPORELLE DES FRONTS D'ONDE TURBULENTS, NECESSAIRE A UNE BONNE MODELISATION DU SYSTEME D'OPTIQUE ADAPTATIVE, J'ETUDIE LA QUALITE DES IMAGES DONNEES PAR UN TEL SYSTEME ; LA CORRECTION DEVIENT PARTIELLE POUR LES FAIBLES LONGUEURS D'ONDE D'IMAGERIE OU LORSQUE LES CONDITIONS DE TURBULENCE SONT PARTICULIEREMENT SEVERES. UNE SIMULATION NUMERIQUE RIGOUREUSE DU SYSTEME D'OPTIQUE ADAPTATIVE PERMET D'ILLUSTRER LES RESULTATS THEORIQUES. JE COMPARE ENSUITE LE RAPPORT SIGNAL A BRUIT DE L'IMAGERIE LONGUE POSE ET DES TECHNIQUES SPECKLES EN PRESENCE DE CORRECTION PAR L'OPTIQUE ADAPTATIVE. JE MONTRE QUE CES DERNIERES SONT PARTICULIEREMENT ADAPTEES AUX CAS DE CORRECTIONS TRES PARTIELLES ALORS QUE L'IMAGERIE LONGUE POSE DOIT ETRE PLUTOT RESERVEE AUX CAS DE BONNES CORRECTIONS. QUELLE QUE SOIT LA TECHNIQUE UTILISEE, LA RESTITUTION D'UN OBJET A UNE RESOLUTION PROCHE DE LA DIFFRACTION NECESSITE UN TRAITEMENT D'IMAGE A POSTERIORI. JE DISCUTE ESSENTIELLEMENT DES TECHNIQUES DE DECONVOLUTION APPLICABLES AUX IMAGES LONGUE POSE OBTENUES EN OPTIQUE ADAPTATIVE: DECONVOLUTION EN AVEUGLE, OU UTILISANT UNE ESTIMATION DE LA FONCTION D'ETALEMENT DE POINT A PARTIR DES DONNEES DE L'ANALYSEUR DE FRONT D'ONDE OU D'UNE IMAGE D'ETOILE DE CALIBRATION. DE CES RESULTATS OBTENUS EN IMAGERIE A UN TELESCOPE JE DEDUIS LES PERFORMANCES D'UN INTERFEROMETRE CONSTITUE DE GRANDS TELESCOPES EQUIPES DE SYSTEMES D'OPTIQUE ADAPTATIVE. J'ESTIME NOTAMMENT LE RAPPORT SIGNAL A BRUIT SUR LES VISIBILITES MESUREES EN LONGUE POSE OU EN TECHNIQUE SPECKLE
Author: Jean-Marc Conan Publisher: ISBN: Category : Imaging systems in astronomy Languages : fr Pages : 341
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L'OPTIQUE ADAPTATIVE CORRIGE EN TEMPS REEL LES EFFETS DE LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE ET PERMET D'OBTENIR DES IMAGES A HAUTE RESOLUTION AVEC DES INSTRUMENTS ASTRONOMIQUES DE GRANDES DIMENSIONS. APRES UNE ANALYSE THEORIQUE DE L'EVOLUTION TEMPORELLE DES FRONTS D'ONDE TURBULENTS, NECESSAIRE A UNE BONNE MODELISATION DU SYSTEME D'OPTIQUE ADAPTATIVE, J'ETUDIE LA QUALITE DES IMAGES DONNEES PAR UN TEL SYSTEME ; LA CORRECTION DEVIENT PARTIELLE POUR LES FAIBLES LONGUEURS D'ONDE D'IMAGERIE OU LORSQUE LES CONDITIONS DE TURBULENCE SONT PARTICULIEREMENT SEVERES. UNE SIMULATION NUMERIQUE RIGOUREUSE DU SYSTEME D'OPTIQUE ADAPTATIVE PERMET D'ILLUSTRER LES RESULTATS THEORIQUES. JE COMPARE ENSUITE LE RAPPORT SIGNAL A BRUIT DE L'IMAGERIE LONGUE POSE ET DES TECHNIQUES SPECKLES EN PRESENCE DE CORRECTION PAR L'OPTIQUE ADAPTATIVE. JE MONTRE QUE CES DERNIERES SONT PARTICULIEREMENT ADAPTEES AUX CAS DE CORRECTIONS TRES PARTIELLES ALORS QUE L'IMAGERIE LONGUE POSE DOIT ETRE PLUTOT RESERVEE AUX CAS DE BONNES CORRECTIONS. QUELLE QUE SOIT LA TECHNIQUE UTILISEE, LA RESTITUTION D'UN OBJET A UNE RESOLUTION PROCHE DE LA DIFFRACTION NECESSITE UN TRAITEMENT D'IMAGE A POSTERIORI. JE DISCUTE ESSENTIELLEMENT DES TECHNIQUES DE DECONVOLUTION APPLICABLES AUX IMAGES LONGUE POSE OBTENUES EN OPTIQUE ADAPTATIVE: DECONVOLUTION EN AVEUGLE, OU UTILISANT UNE ESTIMATION DE LA FONCTION D'ETALEMENT DE POINT A PARTIR DES DONNEES DE L'ANALYSEUR DE FRONT D'ONDE OU D'UNE IMAGE D'ETOILE DE CALIBRATION. DE CES RESULTATS OBTENUS EN IMAGERIE A UN TELESCOPE JE DEDUIS LES PERFORMANCES D'UN INTERFEROMETRE CONSTITUE DE GRANDS TELESCOPES EQUIPES DE SYSTEMES D'OPTIQUE ADAPTATIVE. J'ESTIME NOTAMMENT LE RAPPORT SIGNAL A BRUIT SUR LES VISIBILITES MESUREES EN LONGUE POSE OU EN TECHNIQUE SPECKLE
Author: Thierry Fusco Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 307
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La correction partielle et l'anisoplanétisme sont les deux limitations fondamentales des systèmes d'Optique Adaptative (OA). Le but de cette thèse est l'étude de techniques permettant de s'affranchir de ces limitations. Dans un premier temps une étude statistique du phénomène d'anisoplanètisme et de la correction partielle est effectuée. Pour s'affranchir du flou résiduel dans l'image, des méthodes de traitement d'images a posteriori sont mises en œuvre. Elles sont d'abord développées dans le cadre d'images isoplanétiques. Elles se basent sur une approche probabiliste du problème qui permet d'obtenir des précisions tant photométriques qu'astrométriques bien supérieures aux algorithmes de déconvolution classiquement utilisés en astronomie. Une extension de ces techniques à l'imagerie anisoplanétique est ensuite proposée. Une expression théorique de la dégradation de la FEP dans le champ est calculée puis intégrée dans un algorithme de traitement d'images de champs stellaires. La technique reste cependant limitée par la chute du rapport signal à bruit pour les grands angles. Pour augmenter ce rapport signal à bruit et donc accéder à des champs plus importants, on doit alors modifier les systèmes d'OA en prenant en compte les effets d'anisoplanétisme. C'est le concept d'OA multiconjuguée (AOMC). Une OAMC se compose de plusieurs miroirs déformables. L'étude proposée dans la thèse porte sur le problème de la reconstruction de front d'onde à grand champ et de la commande spatiale des miroirs déformables. Des méthodes d'inversion sont développées en tenant compte de la statistique de la phase turbulente pour régulariser le problème et permettre une reconstruction optimale. (...)
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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. 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 à 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 mètres du Laser-Lune de l'Observatoire de Calern. La série de tests en laboratoire à pu montrer le bon fonctionnement de notre système et 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 mètres dans des conditions moyennes.
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L'optique adaptative corrige en temps réel les effets de la turbulence atmosphérique et permet d'atteindre des images à haute résolution avec des instruments astronomiques. Cependant, la qualité de correction est limitée à de petits champs d'observation par le phénomène d'anisoplanetisme. Cet effet se produit, par exemple, lorsque l'objet astronomique observé est séparé angulairement de la source de référence du système d'optique adaptative. Une analyse théorique générale des fonctions de corrélation permet une bonne modélisation des différentes variétés d'anisoplanetisme. J'étudie la qualité des images données par le système d'optique adaptative en considérant la projection modale des surfaces d'onde sur la base des polynômes de Zernike. De ces résultats, je déduis les performances des grands télescopes équipés d'une étoile guide artificielle. Je discute des techniques de correction de l'image en astronomie solaire en utilisant une estimation des fonctions de transfert optique à large champ après correction du système. J'applique notamment ces résultats au cas particulier du magnétographe Thémis. Je montre que la stabilisation de l'image est particulièrement adaptée aux cas des corrections à grand champ d'observation avec une résolution de l'image moyenne alors que la correction des modes d'ordre élevé permet d'obtenir une résolution de très haute qualité au prix d'un champ d'observation très réduit. Finalement, les résultats obtenus sur le site astronomique du Cerga avec l'expérience atlas pour mesurer les effets d'anisoplanetisme avec une étoile guide artificielle sont présentés.
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L'OPTIQUE ADAPTATIVE CORRIGE EN TEMPS REEL LES EFFETS DE LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE ET PERMET D'ATTEINDRE DES IMAGES A HAUTE RESOLUTION AVEC DES INSTRUMENTS ASTRONOMIQUES. CEPENDANT, LA QUALITE DE CORRECTION EST LIMITEE A DE PETITS CHAMPS D'OBSERVATION PAR LE PHENOMENE D'ANISOPLANETISME. CET EFFET SE PRODUIT, PAR EXEMPLE, LORSQUE L'OBJET ASTRONOMIQUE OBSERVE EST SEPARE ANGULAIREMENT DE LA SOURCE DE REFERENCE DU SYSTEME D'OPTIQUE ADAPTATIVE. UNE ANALYSE THEORIQUE GENERALE DES FONCTIONS DE CORRELATION PERMET UNE BONNE MODELISATION DES DIFFERENTES VARIETES D'ANISOPLANETISME. J'ETUDIE LA QUALITE DES IMAGES DONNEES PAR LE SYSTEME D'OPTIQUE ADAPTATIVE EN CONSIDERANT LA PROJECTION MODALE DES SURFACES D'ONDE SUR LA BASE DES POLYNOMES DE ZERNIKE. DE CES RESULTATS, JE DEDUIS LES PERFORMANCES DES GRANDS TELESCOPES EQUIPES D'UNE ETOILE GUIDE ARTIFICIELLE. JE DISCUTE DES TECHNIQUES DE CORRECTION DE L'IMAGE EN ASTRONOMIE SOLAIRE EN UTILISANT UNE ESTIMATION DES FONCTIONS DE TRANSFERT OPTIQUE A LARGE CHAMP APRES CORRECTION DU SYSTEME. J'APPLIQUE NOTAMMENT CES RESULTATS AU CAS PARTICULIER DU MAGNETOGRAPHE THEMIS. JE MONTRE QUE LA STABILISATION DE L'IMAGE EST PARTICULIEREMENT ADAPTEE AUX CAS DES CORRECTIONS A GRAND CHAMP D'OBSERVATION AVEC UNE RESOLUTION DE L'IMAGE MOYENNE ALORS QUE LA CORRECTION DES MODES D'ORDRE ELEVE PERMET D'OBTENIR UNE RESOLUTION DE TRES HAUTE QUALITE AU PRIX D'UN CHAMP D'OBSERVATION TRES REDUIT. FINALEMENT, LES RESULTATS OBTENUS SUR LE SITE ASTRONOMIQUE DU CERGA AVEC L'EXPERIENCE ATLAS POUR MESURER LES EFFETS D'ANISOPLANETISME AVEC UNE ETOILE GUIDE ARTIFICIELLE SONT PRESENTES
Author: Caroline Dessenne Publisher: ISBN: Category : Imaging systems in astronomy Languages : fr Pages : 296
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L'OPTIQUE ADAPTATIVE EST UNE TECHNIQUE QUI PERMET DE CORRIGER LES EFFETS DE LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE EN TEMPS-REEL ET D'OBTENIR DES IMAGES ASTRONOMIQUES A TRES HAUTE RESOLUTION PROCHES DE LA LIMITE DE DIFFRACTION. CEPENDANT LA CORRECTION N'EST SOUVENT QUE PARTIELLE, EN PARTICULIER PARCE QUE LA BANDE PASSANTE DES SYSTEMES D'OPTIQUE ADAPTATIVE EST REDUITE PAR UN RETARD TEMPOREL DANS LA BOUCLE D'ASSERVISSEMENT ET PARCE QUE LES MESURES DE LA PHASE TURBULENTE SERVANT A PILOTER L'INSTRUMENT DE CORRECTION SONT BRUITEES. L'OBJET DE CETTE THESE EST L'ETUDE D'UNE COMMANDE SPATIO-TEMPORELLE D'UN SYSTEME D'OPTIQUE ADAPTATIVE ADAPTEE AUX CONDITIONS DE TURBULENCE ATMOSPHERIQUE ET DE BRUIT DE MESURE, ET PERMETTANT DE COMPENSER LE RETARD TEMPOREL. JE SYNTHETISE UNE COMMANDE PREDICTIVE LINEAIRE ET MODALE QUI MINIMISE L'ERREUR QUADRATIQUE MOYENNE DE LA PHASE RESIDUELLE DES IMAGES CORRIGEES. LA MINIMISATION EST REALISEE A L'AIDE D'UN ALGORITHME DES MOINDRES CARRES MODIFIE. LE PREDICTEUR AINSI DETERMINE EST TEL QUE SA FONCTION DE TRANSFERT EST LA PLUS PROCHE POSSIBLE DU RAPPORT SIGNAL SUR BRUIT SPECTRAL DU SIGNAL TURBULENT A CORRIGER. PAR DES SIMULATIONS NUMERIQUES, JE MONTRE QU'IL EST PARTICULIEREMENT INTERESSANT D'UTILISER CE PREDICTEUR LORSQUE LA VITESSE DU VENT DANS LES COUCHES TURBULENTES ET LE RAPPORT SIGNAL SUR BRUIT DES MESURES DE LA PHASE TURBULENTE SONT ELEVES. JE MONTRE QUE LE PREDICTEUR PERMET DE FILTRER LES VIBRATIONS PARASITES AFFECTANT CERTAINS GRANDS TELESCOPES. LES RESULTATS THEORIQUES SONT CONFIRMES AVEC UNE GRANDE PRECISION PAR DES EXPERIENCES EN LABORATOIRE ET A L'OBSERVATOIRE DE HAUTE-PROVENCE A L'AIDE DU BANC D'OPTIQUE ADAPTATIVE DE L'ONERA. AFIN DE M'ASSURER QUE DES ERREURS D'ETALONNAGE, LIEES A DU BRUIT DE MESURE ET A DES DESALIGNEMENTS OPTIQUES, N'AFFECTENT PAS LES PERFORMANCES PREVUES DU SYSTEME, J'ETUDIE LES MARGES DE TOLERANCE DE CHACUNE D'ENTRE ELLES.
Author: Jean-Marc Conan
Author: Jean-Marc Conan
Author: Philippe Mainguenaud
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Author: Slim Hamdani
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Author: Guillaume Molodij
Author: François Chassat
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Author: Caroline Dessenne