Narval : Description

NARVAL est composé de deux parties, un polarimètre attaché au foyer Cassegrain du télescope, et un spectrographe à échelle au premier étage du télescope.(Figure 1)

Figure1 : Plan général du TBL+NARVAL

Le polarimètre reçoit la lumière du foyer cassegrain.

Sa fonction est d’analyser l’état de polarisation d’un signal et de transmettre le signal analysé de façon achromatique via fibre optique jusqu’au spectrographe.

La fonction du spectrographe, placé dans une enceinte de température contrôlée au premier étage du TBL, est de faire l’analyse spectrale haute résolution des signaux en provenance des fibres optiques.

La Figure 2 montre un schéma fonctionnel des composantes de la partie polarimètre (crédit C. Montheil).

Shéma fonctionnel polarimètre

figure2 : schéma fonctionnel du polarimètre

Le faisceau cassegrain ouvert à f/25 passe d’abord à travers un correcteur de dispersion atmosphérique (ADC en anglais) et se focalise sur le miroir percé.

Des photographies des composantes du polarimètre sont montrées sur ce site d’ESPaDOnS ( http://www.ast.obs-mip.fr/projets/espadons/espadons_new/gallery.html) .

Les rayons de lumière entrent par un miroir plan incliné de 9 deg percé d’un double trou (un trou "objet" de 2.8" d’arc de diamètre et un trou "ciel"), permettant d’imager le plan focal sur la caméra de guidage FLI.

Le guidage s’effectue par corrections itératives sur les ailes de la PSF des étoiles dans le trou.

Entre l’ADC et le miroir percé peut s’intercaler au besoin le faisceau en provenance de l’unité d’étalonnage ; pour faire les séquences de calibration (Flats, Thorium, Fabry-Perot).

Le triplet A

Après le miroir percé vient un objectif fait d’un triplet de lentilles (triplet A) servant à collimater le faisceau en vue d’analyse polarimétrique.

Le triplet A est source de contamination (crosstalk) de polarisation circulaire vers linéaire de l’ordre de 1% en condition normale d’utilisation (à des températures > -5 deg C. NB : le crosstalk à température < -5 deg C n’est pas encore connu).

Les éléments optiques analysant la polarisation (circulaire et linéaire) sont une série de rhomboèdres demi-onde, quart-d’onde et demi-onde.

Le Fabry-Perot + lame à face parallèle, utilisé uniquement pour une définition des ordres est placé sur la roue qui porte la lame biréfringente Wollaston.

Le triplet B

Cette lame divise les polarisations du faisceau analysé vers un nouvel objectif de triplet de lentille (triplet B).

Le triplet B réimage les faisceaux sur les fibres optiques (deux sur le trou "objet", un sur le trou "ciel") et partent de là vers le spectrographe, situé au premier étage.

Spectrographe à échelle au 1er étage

Le spectrographe de NARVAL est entouré d’un caisson isolant et placé dans une chambre climatisée dont la température est contrôlée à 0.1 deg C.

Les premières mesures montrent que la température varie de moins de 0.015 deg C par jour en condition d’observation normale dans le caisson du spectrographe.

La pression atmosphérique n’est pas régulée.

 Shéma fonctionnel spectographe

La Figure 3 montre le schéma mécanique et fonctionnel du spectrographe.

Figure 3 : Schéma fonctionel du spectrographe

Le faisceau optique sort des fibres et est ré-imagé par un slicer optique qui coupe l’image de chaque fibre en trois et les aligne en fente séquentiellement légèrement inclinées

  • selon la normale de la dispersion (ce qui permet un meilleur échantillonage spectral),
  • selon le mode observationel choisi (POL3 = 3 slices objet dans deux polarisations orthogonales R 65000, SPEC6 = 6 slices sur objets en intensité R 80000, SPEC3 3 slices sur objet + 3 slices sur trou ciel en intensité R 65000).

Après le slicer, le faisceau en forme de fente est envoyé sur un réseau via un collimateur et les ordres sont séparés par un prisme de dispersion croisée avant d’être imagé via un objectif sur le détecteur CCD.

40 ordres sont visibles couvrant un intervalle spectral de 370-1050nm de façon quasi-continue (cf sections suivantes).

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