Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

The path of light in free space propagation is severely disturbed by atmospheric turbulence. Adaptive optics has demonstrated that it can effectively mitigate this problem for ground-based astronomy. Quantum key distribution for ground-to-satellite optical communication could also benefit from active atmospheric turbulence correction to improve channel fidelity. The performance of current adaptive optics systems remains limited, with correction residuals preventing from achieving very high-profile science cases, such as imaging exoplanets. One of the main limitations comes from the wavefront sensors, i.e. the devices used to sense the incoming fast-evolving stochastic aberrations. The Project aims to implement a new generation of wavefront sensors taking advantage of a single photon avalanche diode array integrated with advanced readout and signal processing electronics, also known as photon-to-digital converters.

Le chemin suivi par la lumière lorsqu’elle se propage librement dans l’espace est fortement perturbé par les turbulences de l’atmosphère. L’optique adaptative atténue efficacement le problème pour l’astronomie terrestre. Cependant, la diffusion de clés quantiques dans les communications optiques entre le sol et les satellites pourrait profiter elle aussi d’une correction dynamique des erreurs attribuables à ces turbulences, car la fidélité des canaux s’en trouverait améliorée. Malheureusement, la performance actuelle de l’optique adaptative reste limitée et les erreurs résiduelles, après correction, interdisent la résolution de problèmes scientifiques qui retiennent beaucoup l’attention comme l’imagerie des exoplanètes. L’une des principales limites résulte des capteurs de front d’onde, à savoir le dispositif qui décèle l’arrivée des aberrations stochastiques à évolution rapide. Le projet vise la création d’une nouvelle génération de capteurs de front d’onde qui tirera parti de l’intégration d’un réseau de diodes Zener pour simples photons à des convertisseurs photoniques-numériques, c’est-à-dire les composants électroniques évolués employés pour lire et traiter les signaux.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.