{"id":413,"date":"2021-01-29T17:00:00","date_gmt":"2021-01-29T16:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/frantzmartinache.eu\/?p=413"},"modified":"2021-02-02T17:56:49","modified_gmt":"2021-02-02T16:56:49","slug":"kernel-nuller-prototype","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/2021\/01\/29\/kernel-nuller-prototype\/","title":{"rendered":"KERNEL-NULLER prototype!"},"content":{"rendered":"\n<p>En avril 2020, en plein milieu de la premi\u00e8re p\u00e9riode de confinement \u00e0 laquelle nous avons \u00e9t\u00e9 confront\u00e9s, j&#8217;avais r\u00e9alis\u00e9 une vid\u00e9o d\u00e9crivant le principe de fonctionnement du kernel-nuller. Notre \u00e9quipe avait lanc\u00e9 le partenariat industriel qui devait nous mener \u00e0 la livraison imminente d&#8217;un prototype&#8230;<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-wp-embed is-provider-sharp-astronomy wp-block-embed-sharp-astronomy\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<blockquote class=\"wp-embedded-content\" data-secret=\"OvNErTXvlf\"><a href=\"http:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/2020\/04\/03\/kernel-nuller-video-explicative\/\">KERNEL-Nuller: vid\u00e9o explicative<\/a><\/blockquote><iframe class=\"wp-embedded-content\" sandbox=\"allow-scripts\" security=\"restricted\" style=\"position: absolute; clip: rect(1px, 1px, 1px, 1px);\" title=\"&#8220;KERNEL-Nuller: vid\u00e9o explicative&#8221; &#8212; Sharp Astronomy\" src=\"http:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/2020\/04\/03\/kernel-nuller-video-explicative\/embed\/#?secret=OvNErTXvlf\" data-secret=\"OvNErTXvlf\" width=\"474\" height=\"267\" frameborder=\"0\" marginwidth=\"0\" marginheight=\"0\" scrolling=\"no\"><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p>La crise sanitaire de 2020 a affect\u00e9 le calendrier de d\u00e9veloppement de notre prototype: l&#8217;\u00e9tude industrielle pourtant termin\u00e9e, les usines de fabrication se sont temporairement arr\u00eat\u00e9es. En pratique les retards se sont accumul\u00e9s et le prototype, qu&#8217;on esp\u00e9rait pouvoir int\u00e9grer \u00e0 notre laboratoire courant 2020 s&#8217;est fait attendre.<\/p>\n\n\n\n<p>Mais en ce d\u00e9but d&#8217;ann\u00e9e 2021, \u00e7a y est: notre composant nous a enfin \u00e9t\u00e9 livr\u00e9! C&#8217;est avec beaucoup de soulagement que je peux enfin poster ici, une premi\u00e8re image de ce \u00e0 quoi ce fameux prototype ressemble, en r\u00e9alit\u00e9 et comment il se compare \u00e0 ce qui \u00e9tait sp\u00e9cifi\u00e9:<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"2000\" height=\"1000\" src=\"http:\/\/frantzmartinache.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/knuller_design_picture.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-415\" srcset=\"https:\/\/frantzmartinache.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/knuller_design_picture.png 2000w, https:\/\/frantzmartinache.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/knuller_design_picture-300x150.png 300w, https:\/\/frantzmartinache.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/knuller_design_picture-1024x512.png 1024w, https:\/\/frantzmartinache.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/knuller_design_picture-768x384.png 768w, https:\/\/frantzmartinache.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/knuller_design_picture-1536x768.png 1536w\" sizes=\"(max-width: 2000px) 100vw, 2000px\" \/><figcaption>Premier prototype de kernel-nuller fabriqu\u00e9 en optique int\u00e9gr\u00e9e: l\u2019image de gauche montre le design mis au point par l\u2019\u00e9quipe KERNEL en collaboration avec l\u2019entreprise Bright Photonics qui a assur\u00e9 le suivi de la fabrication. L\u2019image de droite est une photographie mosa\u00efque de la surface du composant r\u00e9el. Le prototype int\u00e8gre en r\u00e9alit\u00e9 une demi-douzaine de versions diff\u00e9rentes de kernel-nullers dont certaines offrent des versions actives, pouvant \u00eatre contr\u00f4l\u00e9es par des \u00e9lectrodes (apparaissant en jaune sur le design de gauche). Le composant r\u00e9el ne mesure que 16 millim\u00e8tres de c\u00f4t\u00e9. R\u00e9unir les m\u00eames fonctionnalit\u00e9s avec des composants optiques classiques (lentilles, miroirs, s\u00e9parateurs de faisceaux, &#8230;) aurait demand\u00e9 de remplir un volume de plusieurs m\u00e8tres cube!<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>Nous avons en r\u00e9alit\u00e9 fait fabriquer quatre copies de ce composant: deux de ces composants nous ont \u00e9t\u00e9 livr\u00e9s nus \u00e0 la toute fin de l&#8217;ann\u00e9e 2020 et c&#8217;est la photographie de l&#8217;un d&#8217;eux que vous venez de voir. Les deux autres ont pris un peu plus de temps pour nous \u00eatre livr\u00e9s: ils ont \u00e9t\u00e9 soud\u00e9s \u00e0 des borniers \u00e9lectroniques, qui vont nous permettre de contr\u00f4ler les parties actives du composant en appliquant des tensions. Ce sont ces deux composants &#8220;soud\u00e9s&#8221; qui vont faire l&#8217;objet du travail d&#8217;int\u00e9gration dans le cadre du projet KERNEL.<\/p>\n\n\n\n<p>En plus des guides d&#8217;onde grav\u00e9s dans le substrat et qui sont repr\u00e9sent\u00e9s par les trac\u00e9s en rouge sur le sch\u00e9ma de principe, et dans lesquels on va venir coupler la lumi\u00e8re en provenance de plusieurs t\u00e9lescopes, certaines r\u00e9gions du composant peuvent \u00eatre chauff\u00e9es par des petites r\u00e9sistances d\u00e9pos\u00e9es sur la surface du substrat. La tension \u00e9lectrique n\u00e9cessaire au passage du courant dans les r\u00e9sistances est appliqu\u00e9e via les \u00e9lectrodes repr\u00e9sent\u00e9es par les pistes en jaune sur le m\u00eame sch\u00e9ma de principe. Le composant \u00e9tant tellement petit et d\u00e9licat, nous avons du sous-traiter la soudure et la conception de cartes d&#8217;interface.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image is-style-rounded\"><figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/frantzmartinache.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/knuller_bonded-1024x684.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-419\" width=\"514\" height=\"343\" srcset=\"https:\/\/frantzmartinache.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/knuller_bonded-1024x684.jpg 1024w, https:\/\/frantzmartinache.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/knuller_bonded-300x200.jpg 300w, https:\/\/frantzmartinache.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/knuller_bonded-768x513.jpg 768w, https:\/\/frantzmartinache.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/knuller_bonded.jpg 1462w\" sizes=\"(max-width: 514px) 100vw, 514px\" \/><figcaption>Prototype de kernel-nuller, connect\u00e9 \u00e0 deux borniers \u00e9lectroniques. En appliquant des tensions \u00e9lectriques deux bornes, il est possible de venir chauffer localement le substrat constituant le composant. La variation de l&#8217;indice de r\u00e9fraction qui en r\u00e9sulte peut \u00eatre utilis\u00e9e pour moduler la phase du champ \u00e9lectrique de la lumi\u00e8re pr\u00e9sente dans les guides d&#8217;onde!<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>En appliquant des tensions aux bornes de ces connections \u00e9lectriques, on peut chauffer localement le substrat constituant le composant (verre SiN, optimis\u00e9 pour une utilisation dans la bande H) et moduler la phase du champ \u00e9lectrique de la lumi\u00e8re se propageant dans les guides d&#8217;onde (globalement de la gauche vers la droite). Cette propri\u00e9t\u00e9 du kernel-nuller offre un nombre important de possibilit\u00e9s: un \u00e9l\u00e9ment de chauffage \u00e0 l&#8217;entr\u00e9e peut se substituer \u00e0 une ligne \u00e0 retard optique avec un temps de r\u00e9ponse de l&#8217;ordre de la milli-seconde . Un \u00e9l\u00e9ment de chauffage situ\u00e9 entre les fonctions r\u00e9alisant les interf\u00e9rences peut permettre de compenser des imperfections du design ou des d\u00e9rives optiques induites par des fluctuations de l&#8217;environnement thermique.<\/p>\n\n\n\n<p>Cette technologie thermo-active, fr\u00e9quemment mise en \u0153uvre dans le cadre des t\u00e9l\u00e9communications n&#8217;a jamais \u00e9t\u00e9 exploit\u00e9e dans un contexte astro: si on arrive \u00e0 le mener sur le ciel, le kernel-nuller pourrait \u00eatre le premier exemple d&#8217;une famille de calculateurs \u00e9lectro-optique \u00e0 lumi\u00e8re stellaire \ud83d\ude09<\/p>\n\n\n\n<p>Maintenant, nous avons du pain sur la planche: notre banc de test KERNEL est en train d&#8217;\u00eatre upgrad\u00e9 pour permettre l&#8217;int\u00e9gration du composant avec le reste des \u00e9l\u00e9ments (contr\u00f4le actif du front d&#8217;onde et moyens de caract\u00e9risation). Si les avantages th\u00e9oriques de l&#8217;architecture kernel-nuller se confirment, il nous faudra envisager une d\u00e9monstration technique sur le ciel! Ce travail est principalement men\u00e9 par Nick Cvetojevic (employ\u00e9 du projet ERC KERNEL) et Peter Chingaipe (doctorant UCA b\u00e9n\u00e9ficiant d&#8217;une bourse 80-PRIME du CNRS).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>En avril 2020, en plein milieu de la premi\u00e8re p\u00e9riode de confinement \u00e0 laquelle nous avons \u00e9t\u00e9 confront\u00e9s, j&#8217;avais r\u00e9alis\u00e9 une vid\u00e9o d\u00e9crivant le principe de fonctionnement du kernel-nuller. Notre \u00e9quipe avait lanc\u00e9 le partenariat industriel qui devait nous mener \u00e0 la livraison imminente d&#8217;un prototype&#8230; La crise sanitaire de 2020 a affect\u00e9 le calendrier &hellip; <a href=\"https:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/2021\/01\/29\/kernel-nuller-prototype\/\" class=\"more-link\">Continue reading <span class=\"screen-reader-text\">KERNEL-NULLER prototype!<\/span> <span class=\"meta-nav\">&rarr;<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3,2,27,26],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/413"}],"collection":[{"href":"https:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=413"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/413\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":424,"href":"https:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/413\/revisions\/424"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=413"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=413"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/frantzmartinache.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=413"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}