Imagerie multispectrale avancée utilisant de nouveaux capteurs de front d’onde avec détecteurs optiques à comptage de photons (AMINO)

Imagerie d’exoplanètes à large bande spectrale par la combinaison d’analyseurs de front d’ondes et de détecteurs multispectraux innovants.

PI : Johan Mazoyer (LIRA)

Principaux responsables :

Pierre BAUDOZ, Axel POTIER (LIRA)

Faouzi BOUSSAHA (LUX)

Mamadou N’DIAYE (Lagrange)

Arthur VIGAN, Vincent CHAMBOULEYRON (LAM)

Autres personnels scientifiques :

Raphaël GALICHER, Moustapha DEKKALI (LIRA)

Christine CHAUMONT (LUX)

Kjetil DOHLEN (LAM) Iva LAGINJA, Olivier LAI (Lagrange)

En trois décennies, plus de 6000 exoplanètes ont été découvertes, mais leur diversité soulève des questions sur la rareté des systèmes comme le nôtre et l’existence de planètes habitables proches. Des projets comme le Habitable Worlds Observatory (NASA) et le spectrographe PCS du futur télescope européen ELT visent à surmonter ces défis en détectant des exo-Terres grâce à l’imagerie à très haut contraste, essentielle pour analyser leurs atmosphères et y chercher des biosignatures. Un enjeu central est le contrôle précis des aberrations optiques via des miroirs déformables, afin de créer des zones sombres (« dark-holes ») où la lumière stellaire est supprimée pour révéler les planètes très faiblement lumineuses. Une difficulté clé est de maintenir ces zones sombres sur de larges bandes spectrales, condition essentielle pour effectuer la spectroscopie des atmosphères et détecter des biosignatures. L’innovation principale de ce projet est de combiner trois techniques de « dark-holes », développées dans des laboratoires français, avec des détecteurs multispectraux innovants, permettant une estimation simultanée du front d’onde à plusieurs longueurs d’onde.


Montée en maturité technologique de 3 méthodes de « dark-holes » innovantes

  • Étude et caractérisation de techniques de création et maintien de dark-holes (Self-coherent Camera, Pair-Wise Probing, Zernike Wavefront sensing) en lumière polychromatique.

Trois techniques de détecteurs optiques pour l’imagerie multi-spectrale

  • Utilisation à la fois de techniques éprouvées en astrophysique (Spectrographes à champ intégral), ou largement utilisée dans l’industrie (Mosaïques de filtres couleurs multispectraux). Enfin, un prototype de MKID (Microwave Kinetic Inductance Detectors) sera développé : ces détecteurs supraconducteurs à comptage de photons, représente une technologie encore à faible niveau de maturité mais avec un fort potentiel pour des applications dans l’informatique quantique, l’imagerie biomédicale et le contrôle de sécurité.

Préparation des applications

  • Démonstration en laboratoire et dans des conditions réalistes sur télescope. Analyse comparative des techniques d’estimation des aberrations et de détection polychromatiques: performances et complémentarité selon les cas d’applications

Mené par le LIRA (Observatoire de Paris – PSL / CNRS / Université Paris-Cité / Sorbonne Université) et hébergé par le CNRS, AMINO inclus des chercheurs du LUX (Observatoire de Paris – PSL CNRS / Sorbonne Université), du LAM (Aix Marseille Univ / CNRS / CNES) et du laboratoire Lagrange (Observatoire de la Côte d’Azur / CNRS / Université Côte d’Azur)


Plus de projets