1. Optical modelling and analysis of the Q and U bolometric interferometer for cosmology
- Author
-
Mikhail Stolpovskiy, Emory F. Bunn, Federico Pezzotta, O. Rigaut, M.-A. Bigot-Sazy, A.-A. Drilien, J.D. Murphy, Simon J. Melhuish, Martin Gamboa, Laurence P. Sadwick, Alessandro Schillaci, A. Baù, N. Holtzer, Nathanaël Bleurvac, A. Mennella, F. Voisin, Beatriz García, X. Garrido, E. Guerrard, Giuseppe D' Alessandro, Vladimir V. Luković, R. Luterstein, D. Burke, D. Prêle, D. Bennett, Alberto Etchegoyen, C. Kristukat, Delphine Néel, Paolo de Bernardis, J. Bonaparte, Massimo Gervasi, Alessandro Paiella, L. Montier, M. González, P. Battaglia, Y. Giraud-Héraud, A. Zullo, Giampaolo Pisano, Maria Salatino, D. Auguste, E. Jules, M. Gaspard, Olivier Perdereau, D. Viganò, P. Ringegni, A. Gault, M. Gómez Berisso, F. Piacentini, Jean-Philippe Bernard, J. Kaplan, F. Incardona, Cristian Franceschet, Matthieu Tristram, D. T. Hoang, Lucio Piccirillo, Jonathan Aumont, François Couchot, B. Bélier, F. Suarez, E. Olivieri, P. Chanial, C. Scóccola, S. Banfi, Carole Tucker, Sophie Henrot-Versille, G. Amico, H. Pastoriza, Robert A. Watson, G. de Gasperis, Marcin Gradziel, Nicola Vittorio, D. Harari, D. Buzi, G. Bordier, G. Barbarán, J.-P. Thermeau, Victor Haynes, Créidhe O'Sullivan, Laurent Bergé, T. Louis, J. Bonis, V. Truongcanh, L. Grandsire, Marco De Petris, Peter T. Timbie, Andrei Korotkov, Marco Bersanelli, G. Polenta, Mario Zannoni, Damien Rambaud, Gustavo E. Romero, A. Pelosi, F. Wicek, Mark McCulloch, S. Scully, M. De Leo, L. Dumoulin, Francesco Cavaliere, Alessandro Buzzelli, A. Lowitz, C. Perbost, Alessandro Coppolecchia, François Pajot, A. Fasciszewski, Bruno Maffei, Martin Giard, Elia S. Battistelli, D. Gayer, Tianxin Yang, Gregory S. Tucker, M. C. Medina, A. Passerini, Jean Christophe Hamilton, A. Tartari, L. M. Mundo, Michel Piat, S. Marnieros, Eimante Kalinauskaite, A. Mattei, J. Lande, F. Columbro, R. Puddu, S. Spinelli, Andrew May, Luca Lamagna, E. Bréelle, J. Anthony Murphy, Rocco D'Agostino, S. Loucatos, Gabriele Coppi, Steve Torchinsky, Silvia Masi, A. Di Donato, C. Chapron, R. Charlassier, L. Mele, Sadwick L.P.,Yang T., Burke, D, Gayer, D, Kalinauskaite, E, O'Sullivan, C, Murphy, J, Scully, S, De Petris, M, De Leo, M, Mennella, A, Torchinsky, S, Zannoni, M, Amico, G, Auguste, D, Aumont, J, Banfi, S, Barbaran, G, Battaglia, P, Battistelli, E, Bau, A, Belier, B, Bennett, D, Berge, L, Bernard, J, Bersanelli, M, Bigot-Sazy, M, Bleurvac, N, Bonaparte, J, Bonis, J, Bordier, G, Breelle, E, Bunn, E, Buzi, D, Buzzelli, A, Cavaliere, F, Chanial, P, Chapron, C, Charlassier, R, Columbro, F, Coppi, G, Coppolecchia, A, Couchot, F, D'Alessandro, G, D'Agostino, R, De Bernardis, P, De Gasperis, G, Di Donato, A, Drilien, A, Dumoulin, L, Etchegoyen, A, Fasciszewski, A, Franceschet, C, Gamboa-Lerena, M, Garcia, B, Garrido, X, Gaspard, M, Gault, A, Gervasi, M, Giard, M, Giraud-Heraud, Y, Gomez Berisso, M, Gonzalez, M, Gradziel, M, Grandsire, L, Guerrard, E, Hamilton, J, Harari, D, Haynes, V, Henrot-Versille, S, Hoang, D, Holtzer, N, Incardona, F, Jules, E, Kaplan, J, Korotkov, A, Kristukat, C, Lamagna, L, Lande, J, Loucatos, S, Louis, T, Lowitz, A, Lukovic, V, Luterstein, R, Maffei, B, Marnieros, S, Masi, S, Mattei, A, May, A, Mcculloch, M, Medina, M, Mele, L, Melhuish, S, Mundo, L, Montier, L, Neel, D, Olivieri, E, Paiella, A, Pajot, F, Passerini, A, Pastoriza, H, Pelosi, A, Perbost, C, Perdereau, O, Pezzotta, F, Piacentini, F, Piat, M, Piccirillo, L, Pisano, G, Polenta, G, Prele, D, Puddu, R, Rambaud, D, Rigaut, O, Ringegni, P, Romero, G, Salatino, M, Schillaci, A, Scoccola, C, Spinelli, S, Stolpovskiy, M, Suarez, F, Tartari, A, Thermeau, J, Timbie, P, Tristram, M, Truongcanh, V, Tucker, G, Tucker, C, Vigano, D, Vittorio, N, Voisin, F, Watson, B, Wicek, F, Zullo, A, AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies [Orsay] (C2N), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (CSNSM), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, and PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
- Subjects
Cosmic microwave background ,Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics ,CMB ,01 natural sciences ,7. Clean energy ,Radio spectrum ,law.invention ,Optics ,law ,0103 physical sciences ,B-modes ,Electronic ,Optical Modelling ,Black-body radiation ,[PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] ,Optical and Magnetic Materials ,Electrical and Electronic Engineering ,010306 general physics ,010303 astronomy & astrophysics ,Polarisation ,Physics ,business.industry ,Applied Mathematics ,Bolometer ,Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics ,bolometric interferometry ,Cosmology ,Simulation ,Electronic, Optical and Magnetic Materials ,Condensed Matter Physics ,Computer Science Applications1707 Computer Vision and Pattern Recognition ,Image plane ,Redshift ,Interferometry ,B-mode ,Millimeter ,business - Abstract
International audience; Remnant radiation from the early universe, known as the Cosmic Microwave Background (CMB), has been redshifted and cooled, and today has a blackbody spectrum peaking at millimetre wavelengths. The QUBIC (Q&U Bolometric Interferometer for Cosmology) instrument is designed to map the very faint polaristion structure in the CMB. QUBIC is based on the novel concept of bolometric interferometry in conjunction with synthetic imaging. It will have a large array of input feedhorns, which creates a large number of interferometric baselines. The beam from each feedhorn is passed through an optical combiner, with an off-axis compensated Gregorian design, to allow the generation of the synthetic image. The optical-combiner will operate in two frequency bands (150 and 220 GHz with 25% and 18.2 % bandwidth respectively) while cryogenically cooled TES bolometers provide the sensitivity required at the image plane. The QUBIC Technical Demonstrator (TD), a proof of technology instrument that contains 64 input feed-horns, is currently being built and will be installed in the Alto Chorrillos region of Argentina. The plan is then for the full QUBIC instrument (400 feed-horns) to be deployed in Argentina and obtain cosmologically significant results. In this paper we will examine the output of the manufactered feed-horns in comparison to the nominal design. We will show the results of optical modelling that has been performed in anticipation of alignment and calibration of the TD in Paris, in particular testing the validity of real laboratory environments. We show the output of large calibrator sources (50 ° full width haf max Gaussian beams) and the importance of accurate mirror definitions when modelling large beams. Finally we describe the tolerance on errors of the position and orientation of mirrors in the optical combiner.
- Published
- 2018