Depuis une dizaine d’années, une nouvelle thématique de recherche concernant les composants micro-opto-électro-mécaniques (MOEMS) en vue de leur intégration dans les instruments astronomiques de prochaine génération sont en développement au LAM.
Les MOEMS sont issus des technologies matures de la micro-électronique et apparaissent être indispensables dans la conception des futurs instruments astronomiques aussi bien pour des télescopes au sol que dans l’espace.
Ce sont les composants-clés dans la construction d’instruments plus petits, moins chers, plus légers et surtout plus efficaces.
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Les composants MOEMS
Les composants MOEMS ont la capacité de façonner entièrement la lumière incidente en terme d’intensité ou de sélection d’objets avec les fentes programmables, en terme de phase ou de contrôle de front d’onde avec les micro-miroirs déformables, et finalement, en terme de spectre avec les réseaux de diffraction programmables.
Ces trois types de composants sont développés et étudiés au LAM pour des applications en spectroscopie multi-objets, en correction de front d’onde (optique adaptative) et pour des spectrographes programmables.Le LAM s’appuie sur des collaborations étroites avec des laboratoires de micro-technologies européens, tout particulièrement avec le LAAS à Toulouse, l’EPFL à Neuchâtel (Suisse) et le CSEM (Suisse), pour la conception et la réalisation des composants.
A titre d’exemple, nous avons développé avec l’EPFL et pu faire fonctionner un premier prototype européen de micro-miroirs orientables à des températures cryogéniques de 92K et sous vide. La mesure interférométrique de la surface des miroirs montre son excellente qualité à cette température et en fonctionnement. La deuxième génération est en cours de réalisation avec des matrices comprenant jusqu’à 20 000 micro-miroirs.
L’ensemble des caractérisations s’effectue au LAM sur les bancs que nous avons conçus et mis en œuvre, dont un banc interférométrique ayant une précision de mesure sub-nanométrique et un banc de caractérisation opérationnelle pouvant simuler un champ d’observation astronomique (voir fiche plateforme MOEMS).
Enfin, le laboratoire travaille sur des concepts instrumentaux et des démonstrateurs d’instruments basés sur ces composants. Ils permettent de générer des fonctions impossibles à mettre en œuvre avec des techniques classiques.
Ces travaux s’effectuent dans le cadre de nombreux projets nationaux et internationaux avec des observatoires en Italie, Grande-Bretagne et Espagne, sur des financements des organismes de recherche nationaux, des agences spatiales (CNES, ESA) et de l’Europe.
