Adapting the pyramid wavefront sensor for pupil fragmentation of the ELT class telescopes
Adapter le senseur pyramide pour la fragmentation pupillaire des télescopes de classe ELT
Résumé
The next generation of Extremely Large Telescope (24 to 39m diameter) will suffer from the so-called "pupil fragmentation" problem. Due to their pupil shape complexity (segmentation, large spiders ...), some differential pistons may appear between some isolated part of the full pupil during the observations. Although classical AO system will be able to correct for turbulence effects, they will be blind to this specific telescope induced perturbations. Hence, such differential piston, a.k.a petal modes, will prevent to reach the diffraction limit of the telescope and ultimately will represent the main limitation of AO-assisted observation with an ELT. In this work we analyse the spatial structure of these petal modes and how it affects the ability of a Pyramid Wavefront sensor to sense them. Then we propose a variation around the classical Pyramid concept for increasing the WFS sensitivity to this particular modes. Nevertheless, We show that one single WFS can not accurately and simultaneously measure turbulence and petal modes. We propose a double path wavefront sensor scheme to solve this problem. We show that such a scheme,associated to a spatial filtering of residual turbulence in the second WFS path dedicated to petal mode sensing, allows to fully measure and correct for both turbulence and fragmentation effects and will eventually restore the full capability and spatial resolution of the future ELT.
La prochaine génération de Télescope Extrêmement Large (de 24 a 39m de diamètre) souffrira du problème de fragmentation de la pupille. Du a la complexité de la pupille de ces télescopes (segmentation, grande araignée, ...) des différences de piston peuvent apparaître entre les fragments de la pupille. Les systèmes d'Optique adaptative (OA) censées corrigés l'effet de turbulence seront aveugles a ces perturbations induites par la structure du télescope. Ces effets de piston différentiels souvent nommés mode pétale nous empêcheront d'atteindre la limite de diffraction du télescope et peut représenter la limite des observations assistés par Optique Adaptatives. Dans ce travail nous étudions la structure spatial de ces modes pétales et comment cela affecte la capacité du senseur pyramide a le mesurer. Ensuite nous proposons une modification du senseur pyramide pour améliorer la sensibilité au mode pétale. Néanmoins, nous avons montré qu'un seul ne peut pas être efficace pour mesurer en même temps la turbulence et les modes pétales. Nous proposons un senseur a deux voies pour résoudre ce problème. Nous montrons aussi qu'un tel schéma, associé a un filtrage spatial des résidus de turbulence permet de mesurer plus complétement et corriger la turbulence et les effets de fragmentation et finalement permet de restaurer la capacité et résolution compléte des futurs ELT.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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