LESIA - Observatoire de Paris

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 gravité de l’image au foyer d’un télescope. On confie en général la correction de cette perturbation à un miroir plan installé dans une monture deux axes dite "Tip-Tilt", capable de s’orienter très rapidement.
Le LESIA s’est fait une spécialité du développement 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 électronique de proximité pour le conditionnement des capteurs
  • un tiroir de contrôle.

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 nécessitant une approche système intégrant la mécanique, l’électronique et l’optique, constituent de très bons exemples pédagogiques : elles ont été retenues comme sujet aux concours d’entrée des grandes écoles 2001 dans les filières MP et PSI et ont donné lieu à plusieurs stages de fin d’étude pour des élèves de l’ENSAM de Paris.

Les réalisations

Les outils

Les calibrations et tests de ces montures Tip-Tilt sont réalisés sur un banc équipé d’une lunette auto-collimatrice de résolution 0,1 micro-radian.

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

Les intervenants

Le service des prototypes du CNRS Bellevue est à l’origine des premières études et réalisations telles que ADONIS, PUEO, MegaCam, NAOS. François Rigaud du Pôle Instrumental du GEPI de l’Observatoire de Paris-Meudon a eu la responsabilité de l’étude des montures MACAO et de la monture pour le télescope SUBARU. Claude Marlot a juste eu le temps de l’étude de la monture WIRCam et de la pré-étude de la monture SESAME avant de partir à la retraite en décembre 2003. Cette étude a été terminée par Thierry Goeltzenlichter. Les mises au point, les mesures de performances ainsi que la documentation de la majeure partie de ces montures ont été réalisées par Florence Pouplard.

Depuis le départ à la retraite de Pierre GIGAN en juillet 2008, Denis PERRET assure le développement des montures au LESIA : Denis.Perret obspm.fr