Mesures bolométriques bas niveau
Laboratoire d'accueil :

Laboratoire Astroparticule et Cosmologie (APC) , Université Paris 7, Bâtiment Condorcet , salle 445B

Correspondant :

Michel PIAT, Eric Breelle, Adnan Ghribi

Tel : 01 57 27 60 96
michel.piat@apc.univ-paris7.fr

Lieu du stage :

Laboratoire Astroparticule et Cosmologie (APC) , Université Paris 7, Bâtiment Condorcet , salle 445B

 

L'objectif de ce TP est de se familiariser avec les mesures bas niveaux et les notions de bruits couramment utilisées dans les expériences d'astrophysique (Planck-HFI, Archeops). Dans ce but, un cryostat à l'hélium liquide équipé d'un bolomètre et de son optique sera utilisé dans différentes configurations.

Ce TP se déroulera en trois points :

1. Mesures de bruits, familiarisation avec la détection synchrone :

L'estimation du niveau de bruit d'une expérience est fondamentale afin de déterminer sa limite de sensibilité. Après avoir mis en évidence le bruit thermodynamique d'une résistance (bruit Johnson), une étude du bruit de l'amplificateur sera réalisée. Par ailleurs, la détection synchrone est un principe qui permet de s'affranchir d'une grande partie du bruit d'amplification. Un exemple pratique est l'extraction d'un signal périodique noyé dans du bruit.

2. Application à la détection bolométrique :

L'application des points précédents à la mesure bolométrique permet d'optimiser la sensibilité d'un tel instrument. On s'interessera dans un premier temps à optimiser la réponse du bolomètre par la mesure de ses caractéristiques V(I) ce qui permet une estimation de la réponse statique maximum. La sensibilité est cependant dégradée par la puissance du rayonnement de fond, effet que l'on mettra en évidence par différentes mesures.

3. Mesure d'un signal optique :

Après la mise en place du montage optique, une mesure de la réponse absolue de l'expérience pourra être réalisé afin d'en déduire sa sensibilité. Différentes mesures photométriques pourront alors être faites sur un corps noir à l'aide de plusieurs filtres sub-millimétriques ou sur d'autres sources.