Topic description
Au cours des trois dernières décennies, la découverte de près de 6 exoplanètes a révélé une extraordinaire diversité dans les systèmes planétaires. L'imagerie directe, en particulier la coronographie, s'est imposée comme l'une des méthodes les plus prometteuses pour détecter et caractériser les exoplanètes situées dans la zone habitable (HZ) de leur étoile hôte. Une telle approche est envisagée dans les futures grandes installations, par exemple Habitable Worlds Observatory (HWO) de la NASA dans l'espace et l'Extremely Large Telescope (ELT) de l'ESO avec le Planetary Camera and Spectrograph (PCS) au sol.
Le projet AMINO (co-PIs : J. Mazoyer et V. Chambouleyron) vise à relever les défis considérables liés à l'imagerie directe, en particulier pour l'observation d'exo-Terres dont le rapport flux planète/étoile peut descendre jusqu'à 10-10. L'un d'entre eux est le contrôle précis des aberrations de la lumière incidente à l'aide d'optiques déformables, produisant des régions à fort contraste dans l'image d'une étoile observée, appelées « dark hole », afin de révéler les exoplanètes à faible luminosité. Une difficulté majeure réside dans le maintien de ces régions sombres sur de larges bandes spectrales, ce qui est essentiel pour la spectroscopie des atmosphères exo-terrestres et la détection de biosignatures.
Le projet AMINO vise à faire progresser les techniques d'analyse de surface d'onde au plan focal (FPWFS) afin d'estimer les aberrations et de générer ou de maintenir des régions sombres dans les images stellaires. Notre équipe a été pionnière dans certaines de ces méthodes et participe actuellement à leur intégration dans des démonstrateurs technologiques spatiaux et terrestres : les instruments actuels doivent s'appuyer sur des mesures séquentielles lentes dans plusieurs bandes étroites, ce qui limite leurs performances: l'instrument Coronographique (CGI) du télescope spatial Roman de la NASA et SPHERE+ du Very Large Telescope (VLT) de l'ESO. Mais l'efficacité de ces FPWFS diminue rapidement dans les larges bandes spectrales : les instruments actuels doivent s'appuyer sur des mesures séquentielles lentes dans plusieurs bandes étroites, ce qui limite leurs performances.
Dans le cadre d'une collaboration entre le LAM et le Laboratoire Lagrange, Nous proposons un projet qui se définit par deux axes de recherche distincts mais liés :
1/ Étudier les mesures d'analyse de surface d'onde à l'aide de détecteurs à matrices de filtres colorés (CFA).
La personne doctorante réalisera des simulations Python basées sur l'optique de Fourier afin de combiner des approches de détection du front d'onde (Pair-Wise Probing, Self-Coherent Camera, Zernike Sensor) et des détecteurs CFA. Ce travail de recherche aura pour objectif de trouver les configurations les plus adaptées pour mesurer simultanément les erreurs de surface d'onde dans plusieurs bandes étroites.
2/ Mettre en œuvre l'approche basée sur la CFA avec un analyseur de surface d'onde de Zernike (ZWFS)
La personne doctorante mènera des travaux expérimentaux visant à démontrer la combinaison du ZWFS et du CFA. Le Laboratoire Lagrange a récemment mis en place un banc optique afin d'évaluer de nouvelles approches avec le ZWFS. Le doctorant poursuivra le développement du banc d'essai et permettra la validation de la combinaison ZWFS+CFA.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Over the past three decades, the discovery of nearly exoplanets has revealed an extraordinary diversity in planetary systems. Direct imaging —particularly coronagraphy—has emerged as one of the most promising methods for detecting and characterizing exoplanets in the habitable zone (HZ) of their host star. Such an approach is envisioned in future large facilities, e.g., NASA's Habitable Worlds Observatory (HWO) in space and ESO's Extremely Large Telescope (ELT) with the Planetary Camera and Spectrograph (PCS) on the ground.
The AMINO project (co-PIs: J. Mazoyer and V. Chambouleyron) aims to address the formidable challenges associated with direct imaging, particularly for observing exo-Earths with planet/star flux ratios down to 10-10. One of them is the precise control of the incoming light aberrations with deformable optics, producing high-contrast regions in the image of an observed star called ‘dark-hole' to reveal faint exoplanets. A major difficulty lies in maintaining these dark-holes over large spectral bands, which is critical for spectroscopy of exo-Earth atmospheres and detection of biosignatures.
The AMINO project focuses on advancing Focal Plane Wavefront Sensing (FPWFS) techniques, to estimate aberrations and create or maintain dark-holes. Our team has pioneered some of these techniques, and is currently involved in their integration in both space and ground-based technological demonstrators: Coronagraph Instrument (CGI) on NASA's Roman Space Telescope and SPHERE+ on ESO's Very Large Telescope (VLT). But the efficiency of these FPWFS drops quickly in large spectral broadband: current instruments must rely on slow, sequential measurements in several narrow bands, which limit their performance.
In the context of a collaboration between LAM and Laboratoire Lagrange, we propose a project that is defined by two different but related lines of research:
1/ Investigate wavefront sensing measurements with Color-filter arrays (CFA) detectors.
The PhD student will perform python simulations based on Fourier optics to combine wavefront sensing approaches (Pair-Wise Probing, Self-Coherent Camera, Zernike Sensor) and CFA detectors. This research work will aim to find the most suitable configurations for simultaneous wavefront error measurements in several narrow bands.
2/ Implement the CFA-based approach with a Zernike wavefront sensor (ZWFS).
The PhD student will carry out experimental work to demonstrate the combination of the ZWFS with CFA. Laboratoire Lagrange has recently initiated an optical bench to assess novel approaches with the ZWFS. The PhD student will pursue the development of the testbed and enable the validation of ZWFS+CFA combination.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Début de la thèse : 01/11/
WEB :
Funding category
Other public funding
Funding further details
ANR Financement d'Agences de financement de la recherche
En cliquant sur "JE DÉPOSE MON CV", vous acceptez nos CGU et déclarez avoir pris connaissance de la politique de protection des données du site jobijoba.com.