Validation des performances

Les spectrographes subissent à Winlight une procédure de caractérisation[23, 24] afin de vali- der leurs performances avant d’être expédiés pour le Mayall. Les opérations de test réalisées sont conduites conjointement par le CEA Saclay, l’OHP (Observatoire de Haute-Provence), l’AMU (Aix-Marseille Université) et Winlight. La construction puis la caractérisation des cryo- stats et des spectrographes constituent une contribution majeure à la préparation de l’instru- ment DESI des partenaires français. Deux dispositifs ont été mis en œuvre : un banc de test dé- crit figure 2.13 utilisé pour injecter dans les fibres optiques du spectrographe différents types de spectres lumineux et un système de mesure très précis du flux lumineux émis en sortie des fibres optiques. Ce second dispositif a été conçu au LPNHE (Laboratoire de physique nu- cléaire et de hautes énergies). Une tête de fibres spéciale constituée seulement de 20 fibres est introduite dans le spectrographe.

La liste des tests effectués comprend l’ajustement de la mise au point des caméras, l’évaluation de la qualité des images en termes de taille des spots formés sur le capteur, la définition des traces et de la solution en longueur d’onde des spectres projetés, la recherche de lumières parasites dues à des réflexions internes indésirables ou à de la contamination du second ordre par des longueurs d’onde diffractées, l’étude du recouvrement entre spectres adjacents projetés par des fibres voisines, la stabilité de la localisation des traces et de la forme de la PSF au cours du temps et en fonction de la température, et la transmission globale du spectrographe. Par exemple, la stabilité de la PSF est importante pour la précision de la soustraction du fond de ciel des images sciences.

Une dérive de la trace des spectres de 0.5 pixels par degré Celsius ainsi qu’une variation de l’ordre de 0.2 %/◦C de la forme de la PSF, exprimée comme la variation de sa largeur à mi- hauteur, ont été observées. Les figures 2.14a et 2.14b affichent la transmission et la résolution mesurées sur les dix spectrographes dans les trois voies spectrales. Seuls trois spectrographes

montrent une transmission inférieure aux spécifications de DESI autour de 550 nm. La mesure des gains CCD ainsi que du bruit de lecture est décrite dans le chapitre 3.

En juillet 2019, la construction de l’instrument DESI est proche d’être achevée. Son correcteur et son plan focal sont assemblés et six spectrographes sont déjà installés. La période de va- lidation des performances de l’instrument, dite de Commissionning [25, 26], commencera en automne 2019 et durera six mois au cours desquels le contrôle de l’instrument, son guidage, son optique active, le positionnement des fibres et les spectroscopes seront testés. Les premiers spectres devraient être collectés. Cette période sera suivie de celle dite de Survey Validation consacrée à vérifier que les performances de l’instrument permettront d’atteindre les objectifs scientifiques de DESI. En particulier, les techniques de sélection des cibles seront éprouvées et perfectionnées.

FIGURE2.13 Schéma du banc de test mis en œuvre à Winlight pour caractériser les propriétés optiques des spectrographes et vérifier qu’elles respectent les spécifications de DESI. Diffé- rentes sources lumineuses sont proposées en fonction de la nature du test réalisé. Les sources de type LED (Light-Emitting Diode) servent à analyser les réflexions et diffusions parasites au sein du système optique. Les lampes à gaz rares produisent un spectre avec des raies d’émis- sion qui servent à étudier la qualité des images, régler la mise au point de la caméra et établir la solution en longueur d’onde des spectres projetés sur les capteurs CCD, solution également définie à l’aide d’une lampe blanche à spectre continu. En aval de ces sources est placé un montage optique équipé d’un relai d’Offner qui génère un faisceau mimant celui transmis à travers le télescope. Ce faisceau est injecté dans la ou les fibres sélectionnées parmi les vingt disponibles. Tous les éléments du banc de test sont contrôlables électroniquement.

FIGURE2.14 Résultats des mesures de la transmission et de la résolution spectrale des 10 spec- trographes.

(A) Transmission en fonction de la longueur d’onde. La courbe tiretée cyan indique la trans- mission minimum exigée par DESI.

(B) Résolution en fonction de la longueur d’onde. La courbe pointillée grise indique la résolution minimum exigée par DESI.

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Intégration et alignement des capteurs

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