Listing 1 - 10 of 19 | << page >> |
Sort by
|
Choose an application
Choose an application
Choose an application
Choose an application
The aim of this Master Thesis is to develop a method to determine reliably the rotation period of Venus. To achieve this goal, the first step of this Master Thesis consists in determining the so-called Doppler Centroid, a frequency computed by performing some signal processing techniques on radar images (FFT algorithm). Indeed, this quantity can be linked to the rotation period through the angular velocity, in a global equation combining this last metric with orbital parameters. The final purpose consists in evaluating if the model applied to reach the objective is sufficiently reliable, i.e. if a modification in the Doppler Centroid substantially affects the rotation period.
Choose an application
Thermal analysis of a space-based interferometer Small Sat, impact on structure elongation and optical performances.
Choose an application
This master thesis is dedicated to the design of a thermal infrared, single-mode fibre-fed spectrograph associated with a ground-based nulling interferometer. This is done in the framework of SCIFY, a European Research Council (ERC) Consolidator project lead by Denis Defrère and dedicated to the spectroscopy of exoplanets. The configuration is chosen to be entirely reflective as an alternative to the grism design. The instrument operates in the L band (3.5 - 4 µm) in which water and methane have strong signatures, and aims to achieve a resolution power of R=2000. The different considerations related to ground-based spectroscopy are presented. Several methods to reduce off-axis aberration are also investigated. The spectrograph is analysed with ray-tracing software (CODE-V) and optimised to meet the scientific requirements. Ce mémoire est consacré à la conception d'un spectrographe en infrarouge thermique à alimentation par des fibres optiques monomodes et associé à un interféromètre de type nulling au sol. Ceci est réalisé dans le cadre de SCIFY, un projet financé par le Conseil européen de la recherche (CER), dirigé par Denis Defrère et consacré à la spectroscopie des exoplanètes. Une configuration réflective est analysée afin de proposer une alternative au design possédant un grism. L'instrument opère dans la bande L (3.5 - 4 µm) dans laquelle l'eau et le méthane ont de fortes signatures spectrales, et vise à atteindre un pouvoir de résolution de R=2000. Les différentes considérations liées à la spectroscopie au sol sont présentées. Plusieurs méthodes pour réduire l'aberration hors axe sont égalements étudiées. Le spectrograph est analysé à l'aide d'un logiciel de ray-tracing (CODE-V) et optimisé pour répondre aux exigences scientifiques.
fibre-fed --- infrared spectroscopy --- SCIFY --- exoplanet --- fibre optique --- spectroscopie infrarouge --- exoplanète --- Ingénierie, informatique & technologie > Ingénierie aérospatiale
Choose an application
Nulling interferometry is a recent technology in exoplanet detection and has enormous potential for future discoveries. Only achieved in terrestrial telescopes, its implementation in space could give rise to a new momentum in exoplanet science. The main figure of merit of the nulling interferometer is the nulling ratio, which describes the intensity ratio between the bright and dark fringes.. Clear measurements imply a ratio greater than the radiance ratio between the star and the planet (typically in the order of 10 000). The nulling ratio is deeply impacted by the phase shifter. In the context of implementing this technique within a new observation satellite, the different phase shifter concepts must be updated and carefully selected. This work is part of this approach. Various existing concepts are compared before selecting the most promising candidates: dispersive prisms, Fresnel rhombs, and integrated optics. These three systems are investigated and simulated to obtain their performance. Several constraints such as size, scientific requirements, or manufacturing considerations are taken into account. The different mission sizes considered define four spectral bands across which the phase shifter must be tested: [0.3 - 0.7], [0.9 - 2.1], [1.5 - 3.5], [2.6 - 6.4] microns. For the smallest mission sizes, wedge prisms and Fresnel rhombs seemed unsuitable for the size requirement. For larger missions, the wider spectral band implies long propagation in a medium such that the intrinsic material dispersion seems to become problematic. Those two concepts were, therefore, quickly discarded because of room considerations and spectral bandwidth, and considering the advantages offered by integrated optics. Considering the integrated optics, an algorithm based on a mode solver for dielectric rectangular waveguide was computed. A polynomial fit of the effective index difference between waveguides of different widths allowed to define a matrix system. Solving this system provides the length of the elements resulting in the desired phase shift as achromatic as possible. Integrated phase shifters in silica of fewer than four centimetres could provide the required rejection ratio for the two first spectral bands. For the two larger bands, the integrated optics do not meet the requirement within a technically acceptable size. The mirror approach seems the most promising concept for those spectral bands because of the intrinsic achromaticity of metallic reflections. L'interférométrie de nulling est une technologie récente avec un potentiel énorme pour de futures découvertes. Seulement implémentée dans des téléscopes terrestres, sa mise en place sur des satellites pourrait donner naissance à un nouvel essor dans la science des exoplanètes. La principale figure de mérite de l'interféromètre de nulling est son quotient d'annulation qui décrit le rapport d'intensité entre les franges constructrives et destructrives. Des mesures claires nécessitent un quotient supérieur au rapport de radiance entre l'étoile et la planète (typiquement de l'ordre de 10 000). Le quotient de nulling dépend fortement du déphaseur. Cet élément est responsable du déphasage entre les champs collectés, qui est d'une importance capitale dans l'annulation, et doit montrer stabilité temporelle et achromaticité spectrale. Dans le contexte de l'implémentation de cette technique dans un nouveau satellite d'observation, les différents concepts de déphaseur doivent être revus et sélectionnés soigneusement. Ce travail s'inscrit dans cette approche. Différents concepts existants sont comparés avant de sélectionner les candidats les plus prometteurs : les prismes dispersifs, les rhomboèdres de Fresnel, et l'optique intégrée. Ces trois systèmes sont étudiés et simulés dans le but d'obtenir et de comparer leurs performances. Plusieurs contraintes sont prises en compte comme la taille, les spécifications scientifiques, ou les considérations de fabrication. Les différentes tailles de mission considérées définissent quatre bandes spectrales sur lesquelles le déphaseur doit être testé : [0.3 - 0.7], [0.9 - 2.1], [1.5 - 3.5], [2.6 - 6.4] microns. Comme les prismes dispersifs et rhombs de Fresnel impliquent une longue propagation dans un milieu, la dispersion intrinsèque du matériau est problématique étant donné les largeurs spectrales considérées. Ces deux concepts ont été rapidement abandonnés de par leur encombrement et les largeurs spectrales, et au vu des avantages proposés par l'optique intégrée. Concernant l'optique intégrée, un algorithme basé sur un solveur de mode pour des guides d'onde rectangulaires diélecriques a été programmé. Un fit polynomial sur la différence d'indice effectif entre des guides d'onde d'épaisseur différente permit de définir un système matriciel. Sa résolution calcule la longueur des éléments nécessaires pour le phase shift visé aussi achromatique que possible. Des déphaseurs intégrés en silice de moins de quatre centimètres pourrait générer le quotient d'annulation pour les deux premières bandes spectrales. Pour les deux suivantes, l'optique intégrée ne satisfait pas les spécifications en restant de taille techniquement réalisable. L'approche des miroirs semble le concept le plus intéressant pour ces bandes spectrales grâce à l'achromaticité intrinsèque des réflections métalliques.
Choose an application
This master thesis is dedicated to the optical design of an elementary spacebased interferometer for the detection and characterisation of exoplanets. More precisely, this work proposes a Bracewell-type interferometer design allowing light reduction and collimation with the use of two telescopes composed of two 45° off-axis afocal parabolic mirrors. This design aims at minimising the number of optical surfaces required to perform interferometric measurements as well as the complexity of the design in order to maximise the compactness and decrease the development costs. The sensitivity of this system to telescope pointing errors is investigated. The beam propagation deviations are corrected by a tip-tilt mirror. The position of this tip-tilt mirror is optimised to minimise the transverse shift of the beams induced after reflection. The use of a single mode fibre as modal filtering reduces the sensitivity of the system to wavefront distortions. However, the final design presents a variation in optical path length for the rays entering the entrance pupil at its extremities, namely the sagittal and meridional rays. Theses rays experience an optical path variation (with respect to the chief ray) proportional to ±1.74α, where α is the ray field angle in degrees with respect to the line of sight incident on the telescope. Thus, given the current capabilities of deformable mirrors which are able to perform a maximum stroke of ∼ 15 µm (compensating therefore about 30 µm of maximum wavefront distortion), this limits the telescope pointing accuracy to 0.02 degrees. Considering the capabilities of current attitude determination and control systems as well as pointing sensors precision this seems to be a totally achievable accuracy without significant costs increase. Finally, options for adapting the design to manage higher error field angles are proposed.
Interferometry --- Pointing error --- Zernike polynomial --- single mode fibre --- telescope --- Ingénierie, informatique & technologie > Ingénierie aérospatiale
Choose an application
analyse de données en provenance du système Fomalhaut, d'une part pour améliorer les connaissances actuelles sur les disques de poussière mais aussi pour tester la performance du coronographe installé.
Choose an application
L'interférométrie de nulling représente une opportunité de repousser les limites de détection et de caractérisation des exoplanètes par imagerie directe en améliorant considérablement le pouvoir de résolution angulaire et le contraste d'un instrument. Nous étudions dans ce mémoire le concept d'une mission spatiale utilisant l'interférométrie de nulling sur une petite plateforme de type PROBA. Le but de ce travail est double : (1) d'une part, simuler le cas scientifique d'un interféromètre spatial sur une petite plateforme ; (2) d'autre part, réaliser la conception optique d'un tel instrument interférométrique et identifier les technologies compatibles avec cet objectif.
Listing 1 - 10 of 19 | << page >> |
Sort by
|