Espresso@VLT : front end breadboarding and structural analysis

This thesis will deal with the breadboarding activity of the ESPRESSO’s Front End (FE). ESPRESSO, Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations, will combine the efficiency of modern echelle spectrograph design with extreme radial-velocity precision. The FE is a modular subsystem that collects the light coming from the Coudé Trains of all the Four Unit Telescope (UT), provides Field and Pupil stabilization via piezoelectric tip tilt devices and inject the beam into the Spectrograph fibre. The FE will also inject the calibration light coming from the Calibration Unit (CU). There will be four FEU, one per UT. A rotary Stage will provide the toggling between different observation mode: Single UT Ultra High resolution, Single UT High resolution and multiple UTS Mid Resolution. The field and pupil guiding is obtained through a re-imaging system that elaborates the halo of the light out of the Injection Fibre and a telescope pupil beacon. The thesis activity will cover the Front End mechanical design including the positioning system, the Calibration Injection Unit (CIU) upgrade, the structural verification towards earthquake and the set-up of performance verification tests of the main optomechanical moving functions.

Questa tesi si occuperà della attività di breadboarding della Front End (FE) di ESPRESSO. ESPRESSO, Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations, é uno strumento che unirà l’efficienza dei moderni spettrografi echelle con l’estrema precisione nella misura della velocità radiale. La FE è un sottosistema modulare che raccoglie la luce proveniente dai Coudé Trains di tutti e quattro i telescopi, stabilizza campo e pupilla tramite dispositivi piezoelettrici tip-tilt e inietta il fascio nelle fibre verso lo spettrografo. La FE inietterà anche la luce di calibrazione proveniente dalla Calibration Unit (CU). Ci saranno quattro Front End Unit (FEU), uno per ogni telescopio. Una tavola rotante fornirà la commutazione tra diverse modalità di osservazione: Singolo telescopio Ultra Alta risoluzione, Singolo telescopio Alta risoluzione, Multi-telescopio Media risoluzione. La guida di campo e pupilla è ottenuta attraverso un sistema di re-imaging che elabora l’alone della luce al di fuori della Injection Fibre e del simulatore di pupilla del telescopio. L’attività di tesi riguarderà la progettazione meccanica della FE compreso il sistema di commutazione, il miglioramento della Calibration Injection Unit (CIU), la verifica strutturale nei confronti dei terremoti e la messa a punto di test di verifica delle prestazioni dei principali sistemi di movimentazione optomeccanici.