Fast imaging by photon counting, application to long-baseline stellar interferometry
Imagerie rapide en comptage de photons, application à l'interférométrie stellaire optique à longue base
Résumé
Image acquisition by photon counting in the visible spectrum with a high precision on photoevents dating is especially useful for ground-based observations. In the first part of this thesis, and after a review of several techniques for photon acquisition and processing, I introduce a new type of photon counting camera, noticeable for its high temporal resolution and its high maximum counting rate: the DELTA (Detector Enhancement by Linear-projections on Three Axes) camera. I describe the concept of this camera, and the engineering solutions (optics, electronics, computing) that could be used for its construction. The second part of my work regards fringe detection and tracking in ground-based and long- baseline optical stellar interferometry. After a statistical approach of the issue, I describe methods introducing a priori information in the data, in order to have a better detection efficiency. One of the proposed methods, using a priori information on the atmospheric piston, requires a precise photoevent dating, and therefore uses methods described in the first part.
L'acquisition d'images en comptage de photons du spectre visible, avec une grande précision sur la date de chaque photo événement, est particulièrement profitable pour les techniques d'observation au sol. Dans la première partie de cette thèse, après une revue des différentes techniques d'acquisition et de traitements des photoévénements, je présente un nouveau type de caméra à comptage, remarquable pour sa haute résolution temporelle et son haut flux maximum, la caméra DELTA (Détection d'Événements Lumineux par Trois Axes). Je décris le principe de cette caméra, ainsi que différentes solutions techniques (optique, électronique, informatique) qui pourraient être employées. J'expose également des nouvelles techniques de mesure et d'exploitation de l'information temporelle liée aux photoévénements. La seconde partie de mon travail concerne la détection et le suivi des franges en interférométrie stellaire optique à longue base au sol. Après une étude statistique du problème, je décris les différentes façons d'introduire dans les données de l'information a priori pour une meilleure efficacité de la détection. Une des méthodes proposées, utilisant l'information a priori sur le piston atmosphérique fait appel a une datation précise des photons, et par conséquent aux techniques décrites dans la première partie.
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