Prototyping AO RTC using emerging high performance computing technologies with the Green Flash project

Gratadour, Damien; Osborn, James; Deneux, Hugues; Biasi, Roberto; Perret, D.; Sevin, Arnaud; Morris, Tim; Younger, Eddy; Rouaud, C.; Buey, Jean-Tristan M.; Pretet, D.; Lemaitre, Jérôme; Palazzari, P.; Patauner, Christian; Townson, Matthew J.; Geng, Deli; Staykov, L.; Basden, Alastair; Pescoller, Dietrich; Andrighettoni, Mario; Bernard, Julien; Lainé, Maxime; Ferreira, Florian; Doucet, Nicolas

doi:10.1117/12.2312686

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“…Il faut en effet disposer d'une importante puissance de calcul du fait du nombre de degrés de liberté du système d'OA de plus en plus grand et de la fréquence de la boucle de plus en plus haute, ceci combinée simultanément à des liens très efficaces de transfert temps réel d'un important volume de données en partant de la caméra de l'ASO et en allant jusqu'à la sortie du vecteur de commande appliqué au MD. Les architectures parallèles sont particulièrement recherchées dans ce contexte (voir par exemple [31]).…”

Section: Contrôleur Temporelunclassified

“…Le budget d'erreur donné par l'équation (31) pourrait être complété par quelques contributeurs supplémentaires, mais généralement faibles, comme ceux liés à la scintillation, à la dépendance de l'indice de l'air en longueur d'onde et à l'étalonnage imparfait de la matrice d'interaction, par exemple. À noter aussi, qu'il existe une possible corrélation entre les erreurs temporelle et d'anisoplanétisme, et dans une moindre mesure avec les erreurs de fitting et d'aliasing, tous ces termes étant issus de la perturbation turbulente.…”

Section: Evaluation Des Performancesunclassified

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Optique adaptative : correction des effets de la turbulence atmosphérique sur les images astronomiques

Rousset¹,

Fusco²

2023

Comptes Rendus. Physique

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L'optique adaptative (OA), installée aujourd'hui sur tous les très grands télescopes astronomiques, permet de s'affranchir de la limitation en résolution angulaire imposée aux grands télescopes au sol par les perturbations de la turbulence atmosphérique. Cet article de revue présente l'état de l'art du domaine pour les applications astronomiques. Il donne les principes de l'OA et décrit ses composants principaux que sont les miroirs déformables, les analyseurs de surface d'onde et les algorithmes de commande. L'article présente aussi les principales réalisations récentes et les projets en cours. D'abord pour l'imagerie directe des planètes extrasolaires par OA extrême et coronographie, en prenant comme exemple l'instrument SPHERE. Ensuite pour résoudre par étoile guide laser la problématique de la couverture du ciel trop faible et étendre la correction de l'OA au-delà du domaine isoplanétique. Ainsi les systèmes d'OA tomographiques assistées par laser sont présentés avec à chaque fois des exemples de réalisation comme pour l'OA à tomographie laser, l'OA multiconjuguée et l'OA multi-objet. Enfin les défis des télescopes géants, dits extrêmes, sont abordés en fin d'article avec un focus particulier sur le projet européen de l'Extremely Large Telescope (ELT).

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Section: Contrôleur Temporelunclassified

Section: Evaluation Des Performancesunclassified

Optique adaptative : correction des effets de la turbulence atmosphérique sur les images astronomiques

Rousset¹,

Fusco²

2023

Comptes Rendus. Physique

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“…However, the turbulence profile must still have sufficient layers to avoid model error. Depending on the specific method used to fit the C 2 n (h) profile from WFS measurements, the number of layers may still be a factor in determining the reconstructor update time for these systems (Gratadour et al 2018;Laidlaw et al 2019). There is also interest from the perspective of simulating these systems as to the minimum number of layers required to model the atmosphere.…”

Section: Number Of Reconstructed Layersmentioning

confidence: 99%

“…Depending on the method the time taken to perform this fitting procedure can depend on the number of WFS measurements as well as the number of reconstructed layers N (Gratadour et al 2018), however this dependence can be alleviated by fitting a fixed number of reconstruction layers and using only the WFS measurements containing the most information about the profile (Laidlaw et al 2019).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The large number of WFS measurements at ELT scales (up to 90k WFS measurements in total) makes both of these stages computationally expensive, and as such efforts have been made to accelerate the SRTC using both GPU and CPU architectures (Gratadour et al 2018), as well as applying novel numerical techniques to speed up the computation (Ellerbroek 2002;Doucet et al 2018). It is not only the raw computational power of the SRTC that may limit this computation time.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Limitations imposed by optical turbulence profile structure and evolution on tomographic reconstruction for the ELT

Farley

Osborn

Morris

et al. 2020

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

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The performance of tomographic adaptive optics systems is intrinsically linked to the vertical profile of optical turbulence. Firstly, a sufficient number of discrete turbulent layers must be reconstructed to model the true continuous turbulence profile. Secondly over the course of an observation, the profile as seen by the telescope changes and the tomographic reconstructor must be updated. These changes can be due to the unpredictable evolution of turbulent layers on meteorological timescales as short as minutes.Here we investigate the effect of changing atmospheric conditions on the quality of tomographic reconstruction by coupling fast analytical adaptive optics simulation to a large database of 10 691 high resolution turbulence profiles measured over two years by the Stereo-SCIDAR instrument at ESO Paranal, Chile. This work represents the first investigation of these effects with a large, statistically significant sample of turbulence profiles. The statistical nature of the study allows us to assess not only the degradation and variability in tomographic error with a set of system parameters (e.g. number of layers, temporal update period) but also the required parameters to meet some error threshold. In the most challenging conditions where the profile is rapidly changing, these parameters must be far more tightly constrained in order to meet this threshold. By providing estimates of these constraints for a wide range of system geometries as well as the impact of different temporal optimisation strategies we may assist the designers of tomographic AO for the ELT to dimension their systems.

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A Survey on FPGA-Based Heterogeneous Clusters Architectures

et al. 2023

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Prototyping AO RTC using emerging high performance computing technologies with the Green Flash project

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Optique adaptative : correction des effets de la turbulence atmosphérique sur les images astronomiques

Optique adaptative : correction des effets de la turbulence atmosphérique sur les images astronomiques

Limitations imposed by optical turbulence profile structure and evolution on tomographic reconstruction for the ELT

A Survey on FPGA-Based Heterogeneous Clusters Architectures

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