Footnote:
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Description:
L'imagerie des exoplanètes est un défi à la fois technologique et scientifique. L'instrumentation des télescopes au sol doit produire des images à haut contraste au voisinage d'étoiles brillantes, tandis que des techniques d'observation appropriées doivent être mises en œuvre pour pouvoir détecter les compagnons stellaires. Cet objectif scientifique exigeant est rendu possible grâce aux systèmes d'optique adaptative (OA) extrême (XAO), qui sont capables de corriger en temps réel la déformation des images due à la turbulence. Des instruments équipés de XAO sont opérationnels sur des télescopes de classe 8 m, par exemple SPHERE au Very Large Telescope ou GPI à l'Observatoire Gemini Sud. Cependant, l'imagerie de compagnons très proches de leur étoile hôte et/ou d'extrêmement faible intensité nécessite d'améliorer un terme majeur du budget d'erreur en XAO : l'erreur temporelle due à la présence de retards inhérents à tout système d'OA. En effet, les systèmes opérationnels actuels n'atteignent pas le contraste nécessaire pour obtenir l'image directe d'une petite exoplanète (comme Proxima b), et par ailleurs ils ne peuvent pas être facilement modifiés pour atteindre la sensibilité requise. Dans ce manuscrit, nous considérons un système d'OA en cascade à deux étages (CAO), obtenu en ajoutant en série à un système XAO existant (le 1er étage) un autre système d'OA plus rapide et plus sensible (le 2e étage). Ce 2e étage est équipé d'un analyseur de front d'onde de type pyramide (PWFS) qui permet une meilleure sensibilité qu'un analyseur Shack-Hartmann (SHWFS). Nous proposons deux structures différentes de CAO et considérons l'utilisation d'une commande prédictive pour le 2e étage : un régulateur linéaire quadratique gaussien (LQG).Le manuscrit présente le contexte de nos travaux en termes d'instruments XAO existants, en se concentrant sur les améliorations qui peuvent être apportées pour l'imagerie à haut contraste, ainsi que sur les éléments clé d'un système CAO pour un télescope de classe 8 m. Un premier système CAO est ...