Brevet FR2064361A1 — publié le 19710723

La présente invention a pour objet un tableau destiné à être utilisé dans une mémoire électronique et optique. Les calculateurs comportent généralement une mémoire à accès sélectif électrique et à vitesse élevée, contenant l'information destinée à être 5 traitée par l'unité centrale. Les calculateurs comportent en outre des mémoires de masse telles que des tambours ou-des bandes magnétiques. Pendant le fonctionnement du calculateur, l'information est fréquemment transférée entre la mémoire à accès sélectif et à vitesse élevée et les mémoires de masse plus lentes. Des mémoires de masse classiques sont les tambours et les bandes 10 magnétiques. Non seulement ces mémoires sont relativement lentes (par rapport à la mémoire principale du calculateur) mais encore elles occupent une place importante, et consomment de grandes quantités d'énergie. Il en résulte des retards et des inefficacités de fonctionnement du programme, lorsque la mémoire principale doit accéder à une partie de cette mémoire de masse, à temps 15 d'accès plus lent. Les calculateurs actuels doivent utilise* des mémoires à accès plus rapide à l'information enregistrée dans les mémoires de masse. Une solution à ce problème consiste à remplacer les tambours et bandes magnétiques par des systèmes d'enregistrement optiques. L'enregistrement d'une quantité massive d'information binaire dans un espace relativement petit est possible 20 en utilisant un support d'enregistrement optique tel que du bismuth-man-ganèse, dans un système dans lequel l'information optique est enregistrée sous forme d'hologrammes. Il est nécessaire, dans un calculateur utilisant un support d'enregistrement optique d'utiliser un dispositif destiné à convertir une"page" d'information enregistrée électriquement en un échantillon de 25 lumière pour l'enregistrement sur un support d'enregistrement optique. Il est également nécessaire d'utiliser un dispositif pour convertir un échantillon lumineux reproduit à partir du support d'enregistrement optique en une page d'information enregistrée électriquement, destinée à être utilisée par l'unité de traitement du calculateur. 30 L'invention concerne donc un tableau de mémoire optique électronique, comportant un tableau intégré plan d'unités de mémoire accessible électriquement, chacune de ces unités comportant un élément d'enregistrement bistable semiconducteur. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, chaque unité de mémoire comporte une valve de lumière sensible à la sortie de l'élément 35 d'enregistrement bistable, et fonctionnant pour commander le passage de la lumière incidente. 70 37326 2 2064361 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatifs en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est un schéma de circuit d'une unité de mémoire acces-5 sible optiquement et électriquement, conforme à l'invention, - la figure 2 est un graphique représentant les formes d'ondes de tension utiles à la description du fonctionnement du circuit de la figure 1, - la figure 3 est une vue en plan d'un circuit intégré d'une * partie du circuit de la figure 1, 10 - la figure 4 est une vue en coupe d'un circuit intégré du circuit de la figure 1, selon la ligne 4-4 de la figure 3, - la figure 5 est un schéma représentant un tableau de page d'unités de mémoire du type représenté par le circuit de la figure 1, - la figure 6 est un schéma d'une mémoire électronique et optique 15 comportant le tableau de page des unités de mémoire représenté sur la figure 5, - la figure 7 est un autre montage d'une partie du système de la figure 6, - la' figure 8 est un autre montage d'une partie du système de la figure 6, et 20 - la figure 9 est une variation du montage représenté sur la figure 8. La figure 1 représente un circuit bistable ou bascule pouvant être positionné électriquement et optiquement, ainsi qu'une valve de lumière liquide-cristal. La bascule du circuit comporte deux transistors à couplage 25 croisé et T^, et des transistors à impédance de charge et pour les transistors T, et T„ respectivement. Les transistors T et T, sont reliés 12 3 4 par le conducteur v et par un interrupteur 6 à la borne négative -V d-'une source de tension dont l'autre borne est reliée à un point au potentiel de la masse ou à un potentiel de référence dans le circuit. 30 Les transistors T, à T. sont des transistors à effe.t de champ MOS X 4- (métal-oxyde-semi-conducteur). Chaque transistor comporte, comme représenté pour le transistor T^, une électrode de source 7, une électrode de drain 8, et une électrode de gâchette 9. Le circuit décrit comportant les transistors T, à T, constitue un circuit bistable connu ou bascule. 14 ' 35 La bascule est représentée reliée à une unité de mémoire dans un réseau d'unités de mémoire qui comporte un dispositif pour lrécritur,e électrique d'un bit d'information dans l'unité de mémoire, et la lecture d'un bit SAD ORIGINAL 70 37326 3 2064361 d'information à partir de cette unité de mémoire. Le dispositif d'accès comporte un circuit de détection et de commande numérique relié à une ligne de colonne numérique cq, et un circuit de détection et de commande numérique relié à une ligne de colonne numérique c^, Le dispositif d'accès comporte 5 également un élément de commande de mot relié à une ligne de rangée de mot m^ et un élément de commande de mot relié à une ligne de rangée de mot La ligne de chiffre c^ est reliée par un transistor à déclenchement périodique T,_ au drain ou sortie 10 du transistor T^, et à l'électrode de gâchette 9 du transistor 1^. Le transistor T est validé par un signal appli-10 qué à l'électrode de gâchette à partir de la ligne de mot mQ. La ligne de chiffre c. est reliée par un transistor à déclenchement périodique T au 1 6 drain ou sortie 11 du transistor Tet à la gâchette du transistor T^. Le transistor T, est validé par un signal provenant de la ligne de mot m . 6 1 Le circuit de la figure 1 comporte un photodétect«ur représenté sous 15 forme d'une photodiode PN,D, dont une anode 13 est reliée à la sortie 10 du transistor T^, et dont une cathode 14 est reliée au substrat en silicium volumineux du transistor T^. Lorsque le circuit est construit sous forme intégrée, le substrat de silicium volumineux peut également être commun aux transistors T„ à T . La photodiode peut être remplacée par un phototransistor £■ 6 20 (non représenté). Le circuit comporte également une valve de lumière liquide-cristal VL branchée entre la sortie 10 du transistor et la masse M. Les figures 3 et 4 représentent la construction de l'unité de mémoire accessible électriquement et optiquement du schéma de circuit représenté sur la figure 1. Le circuit est constitué d'un substrat en silicium du type N,20, 25 dans lequel les régions de silicium P+ servent d'éléments de source et de drain pour les transistors. Les régions P+ et les régions comprises entre ces régions sont recouvertes d'une couche 25 de bioxyde de silicium SiO^, pour l'isolement électrique. Des électrodes de gâchette conductrices sont formées sur ces régions entre les. sources et les drains. Des conducteurs 30 électriques, formés sur la couche de bioxyde de silicium comportent des régions de contact entre des ouvertures pratiquées dans la couche de bioxyde de silicium et les régions P+ situées au-dessous. Les transistors à Tg représentés sur la figure 1 sont indiqués dans la figure 3 par les mêmes références T, à ïf. Sur les figures 3 et 4, 1 6 35 les transistors comportent une source 21 du type P+, séparée, d'un drain 22 du type P-K Une couche mince de bioxyde de silicium recouvrant la surface comprise entre la source 21 et le drain 22 forme une région isolante sur 70 37326 4 2064361 laquelle est placée l'électrode de gâchette conductrice 11'. Les lignes de conducteur numérique c^ et c^ sont représentées au-dessus de la couche de bioxyde de silicium 25. Une ligne à la masse M est représentée sur la couche de bioxyde de silicium avec une région de contact 24 sur la couche de bioxyde 5 de silicium, pour réaliser le contact électrique avec le matériau P+ formant la source 21 du transistor La construction du transistor à impédance de charge T' est également représentée sur les figures 3 et 4. Le drain 22 du transistor T comme il apparaît sur les figures 3 et 4 est un matériau P+ s'étendant sur le substrat du type N 20, sur une sur-10 face carrée relativement grande représentée en 22'. Le matériau P+ dans la région 22' constitue l'anode 13 de la figure 1 de la photodiode D. Le matériau de type N,20 constitue la cathode 14 dans la figure 1 de la photodiode D. La grande surface du matériau P+ 22' est visible à travers une ouverture 25' pratiquée dans la couche de bioxyde. de silicium. Le matériau 22' n'est pas 15 recouvert de bioxyde de silicium car il sert également d'électrode pour la valve de lumière liquide-cristal VL. Le sommet du circuit intégré représenté sur la figure 3 est recouvert d'une couche de liquide-cristal, représentée en 30 dans la vue en coupe de la figure 4. Cette couche liquide-cristal, qui sera décrite plus loin, 20 est maintenue en place à l'aide d'une feuille de verre 32 possédant un revêtement transparent conducteur tel que de l'oxyde d'étain en 34, sur la face du verre en contact avec la composition liquide-cristal. La face exposée de la plaque de verre 32 comporte un masque opaque 36 en un matériau tel que de l'aluminium, présentant une ouverture 38 pour permettre le passage de la 25 lumière Lg vers et à travers la composition du type cristal. Le fond du silicium de type N,20 peut comporter une mince couche N+,26 sur laquelle est formée une cotiche métallique 28. Cette couche 28 est reliée extérieurement par un conducteur 29 au conducteur de masse M sur la surface supérieure du circuit intégré. La couche 28 est représentée sur la 30 figure 4 comme comportant une ouverture 39, de même dimension que l'ouverture 38 pratiquée dans le masque 36, et que la surface 22' de la photodiode D. L'ouverture 39 dans la couche 28 permet à la lumière incidente Lg de longueur d'ondes à infrarouge convenable de traverser complètement le circuit intégré lorsque ceci est permis par l'état de la composition liquide-cristal 35 30. L'ouverture 39 n'est pas nécessaire si la valve de lumière est utilisée dans un mode de réflexion de la lumière. Dans ce cas, la réflexion lumineuse partielle est assurée par la couche de type P,22' de la diode, et peut être 70 37326 5 2064361 accrue par la pellicule de réflexion partielle déposée sur la couche 22', La composition liquide-cristal 30 peut être une composition néma-tique mésophase. Le terme "mésophase" se rapporte à un état de matière intermédiaire entre l'état solide cristallin et l'état liquide isotrope. Un 5 terme couramment utilisé pour cet état est le terme "cristal liquide". Le terme nématique se réfère à un type particulier de cristal liquide. Les compositions ayant un état mésomorphe ou mésophase possèdent deux points de fusion. Le premier point de fusion se trouve à la température de transition de l'état solide cristallin et de l'état mésomorphe, le second point de 10 fusion se trouvant à la température de transistion de l'état mésomorphe et de l'état liquide isotrope. Entre ces températures, le composé existe à l'état mésomorphe ou à l'état cristallin liquide dans lequel il est à la fois liquide car il peut s'écouler et exister sous forme de gouttes qui peuvent se fusionner, et à l'état solide car il est anisotrope optiquement ou électriquement, et 15 présente un ordre de structure dans une ou deux dimensions.* Les cristaux liquides nématiques sont anisotropes électriquement et magnétiquement. Sur des surfaces telles que le verre, la phase nématique adopte généralement une caractéristique de texture à filaments, visible entre des polaroîdes croisés. Il semble que cette texture consiste en plu-20 sieurs domaines ou faisceaux, dans lesquels les molécules de cristal liquide ont une orientation fixe. Selon la théorie des faisceaux des cristaux liquides nématiques, ces faisceaux sont généralement orientés au hasard, en fonction des propriétés de dispersion de la lumière et de l'apparence opaque d'un volume très grand. Chaque faisceau est biréfringent, et a une dimension d'environ 25 10 cm. Lorsqu'un champ électrique ou magnétique est appliqué à une couche de cristaux mésomorphes, les faisceaux tendent à s'orienter dans une direction particulière, changeant ainsi les propriétés de dispersion de la lumière et de biréfringence de la couche. Le degré d'orientation dépend de l'amplitude du champ appliqué. Par conséquent, les propriétés de dispersion de la 30 lumière et de biréfringence d'un volume de matériau cristallin liquide nématique peuvent être modulées par un champ électrique ou magnétique. Ces propriétés peuvent être utilisées dans les dispositifs électro-optiques tels que les dispositifs à effet Kerr, dans les dispositifs dans lesquels le plan de polarisation d'un faisceau lumineux tourne et dans les dispositifs'd'af-35 fichage optique dans lesquels le degré de dispersion d'un faisceau lumineux réfléchi ou transmis est modulé. 70 37326 6 2064361 La composition peut être l'une d'une famille de compositions de cristal liquide nématique représentée par la formule : r -CH = N d-ans laquelle X- et Y .sont des radicaux choisis dans le groupe consistant en radicaux alkoxy saturés possédant de 1 à 9 atomes de carbone, et de radicaux 10 acyloxy saturés possédant de 2 à-5 atomes de carbone, de manière, que lorsque X est un radical alkoxy saturé, Y est un radical acyloxy saturé, et vice versa. Le radical-alkoxy saturé possède au moins 3 atomes de carbone lorsque le radical acyloxy saturé possède uniquement 2 atomes de carbone. La composition peut comporter jusqu'à 60 °L en poids d'acétate de p-(anisalamino)-phényle, 15 en fonction du poids total de la composition^ Un radical acyloxy est un radical d'un ester aliphatique ayant la formule générale R-6-0-. L'oxygène relié à l'atome de carbone du radical par une liaison unique est également relié à un noyau aromatique, par exemple dans la formule : 0 t CH3C-0 U /) -CH = N L'une des caractéristiques des compositions est leur température de 25 fonctionnement minimum relativement basse, due aux faibles températures de transition cristal-mésomorphe des éléments de la famille des compositions. Des mélanges ont été découverts, dont la température de transition cristal-mésomorphe se trouve au-dessous de la température ambiante. Une autre caractéristique consiste en la large gamme de températures dans lesquelles les 30 dispositifs nouveaux peuvent être utilisés. Un exemple est un composé ayant une température de transition cristal-mésomorphe d'environ' 50°C et une température. de transition liquide mésomorphe-isotrope de 113°C. La figure 5 est un schéma représentant un tableau d'unités de mémoire telles que celles représentées à la .figure 1. C'est-à-dire qu'un réseau de 35 circuit intégré 130 comporte de nombreuses unités de mémoire UM disposées en rangées et colonnes. Chacune des quatre unités de mémoire UM représentées est constituée des transistors à de la figure 1, et comporte une photodiode 70 37326 7 2064361 associée D et une valve de lumière associée VL, Toutes les unités de mémoire d'une colonne donnée sont reliées par une série de colonnes de chiffres c„ et c, à une série respective de circuits de chiffres C„ et C,. De manière 0 1 * 0 1 similaire, les unités de mémoire d'une rangée donnée sont reliées par les 5 lignes de mot m^ et au dispositif de commande de mot respectif et Le réseau de page 130 des unités de mémoire comporte un plan de mémoire semi-conducteur à accès sélectif classique, qui peut être accédé électriquement de manière classique par une unité centrale d'un calculateur, Le dispositif d'accès comporte des circuits d'adresse mémoire classiques, un 10 registre d'information, et des circuits de commande, tous ces dispositifs étant bien connus du spécialiste, et n'ayant pas besoin d'être décrits. Il a été mentionné que le réseau de page 130 a été construit en utilisant la technologie des transistors à effet de champ P-M0S, mais il est bien entendu qu'il peut également être construit par les spécialistes selon 15 la technologie M0S complémentaire, ou M0S à canal N. En outre, les constructions mentionnées peuvent être du type à silicium volumineux, ou silicium sur saphir. Le fonctionnement du circuit de la figure 1 sera décrit maintenant en référence aux formes d'ondes de la figure 2. Il est supposé que la bascule 20 se trouve positionnée au temps t^, lorsque le transistor conduit et que le transistor ne conduit pas. Le circuit étant sensible à un signal lumineux d'entrée L^, uniquement lorsque la bascule est remise à zéro, cette bascule peut être remise à zéro électriquement automatiquement, avant l'application d'un signal lumineux d'entrée. Ceci est effectué au temps T , en appliquant 25 une impulsion négative, figure 2c, à la ligne de chiffre c^ en même temps qu'une impulsion négative, figure 2b, à la ligne de mot m^, pour valider le transistor à déclenchement périodique T^. L'impulsion négative passant par le transistor T.. est appliquée à la sortie 10 du transistor et à l'électrode de gâchette 9 du transistor T2> Ceci rend le transistor conducteur, 30 et par l'action régénératrice des'transistors à couplage croisé, rend le transistor non conducteur. La bascule est alors à son état de remise à zéro avec une tension -v à la sortie 10 du transistor et aux bornes de la photodiode D. La vitesse de remise à zéro est accrue par l'application simultanée d'une forme d'ondes 2d à la ligne de mot m^ et de la forme d'ondes 35 2e à la ligne de chiffre c^. La photodiode est alors chargée sous la tension -v. 70 37326 8 2064361 Pour que le circuit soit sensible à la lumière, il est nécessaire d'isoler la diode D pour l'empêcher de se maintenir à l'état chargé par le courant provenant d'une source quelconque. Après le temps > le courant n'est plus appliqué de la ligne c_ à travers le transistor T , et la diode D peut être i 0 5 5 isolée en utilisant l'interrupteur 6 pour interrompre la source de polarisation -V, figure 2a, à un temps précédent le temps T^, lorsque la lumière d'entrée peut être reçue. Pour permettre au transistor T^ d'être sensible à une variation de tension sur son électrode de gâchette, une tension -v figure 2e est appliquée à la ligne de chiffre c. au temps t_ (T est déjà i Z D 10 validé par la ligne de mot m^, figure 2d). Ceci en effet substitue le transistor T, au transistor T., sous forme de charge pour le transistor T„. 6 4 2 Si aucun signal lumineux d'entrée n'arrive sur la diode D pendant l'intervalle de temps compris entre t^ et t^, la charge de la diode est légèrement diminuée, par une perte telle que représentée par la ligne poin-15 tillée 15 de la figure 2t. Au temps t 3 lorsque la polarisation -V est rétablie, la bascule reste remise à zéro. D'autre part, si un signal lumineux d'entrée vient frapper la diode D après le temps t , la diode devient conductrice, et la charge de cette diode est diminuée, telle que représentée par la ligne 16 de la figure 2f. 20 Cette tension est appliquée à l'électrode de gâchette du transistor et la réduction de tension réduit la conductivité du transistor , jusqu'à ce que le niveau de tension de soit atteint au temps t^. Puis, par son action régénératrice, le transistor est rendu conducteur et la bascule est positionnée. L'état de cette bascule est maintenu par rétablissement de la 25 source de polarisation -V au temps t^, avant le retrait au temps t^ de la tension -v de la ligne de chiffre c^3 figure 2es et de la ligne de mot , figure 2d. Le fonctionnement du circuit de la figure 1 a été décrit pour la condition dans laquelle un signal binaire lumineux est dirigé vers la photo-30 diode D, pour le positionnement de la bascule lorsque ce signal représente un "1" binaire, En l'absence de signal lumineux d'entrée, la bascula est maintenue à l'état "0". Le fonctionnement du circuit de la figura 1 sera décrit maintenant pour la condition dans laquelle un faisceau lumineux est dirigé vers la valve 35 de lumière à cristal liquide VL, et est transmis ou dispersé, en fonction de 1'état de la bascule. Lorsque la bascule est à l'état "1", le point 10 à la sortie du transistor est à 0 volt, et la tension au point 11 à la sor'r.ie BÂû ORiGiNAL 70 37326 9 2064361 du transistor est à -v volts, tel que représenté au temps t sur les formes d'ondes des figures 2f et 2j». Dans cette condition, aucune tension n'est appliquée aux bornes de la valve de lumière à cristal.liquide VL. Cette valve reste alors transparente, et le faisceau lumineux est transmis à travers la 5 valve de lumière sous la forme d'un signal d'information optique"l". Si la bascule est à l'état "0" au temps t,., le point 10 est à -v volts, tel que représenté en 17 sur la figure 2£. Cette tension négative aux bornes de la valve de lumière VL amène le cristal liquide à disperser ou atténuer la lumière d'un faisceau lumineux incident. En fonction des caractéristiques 10 électro-optiques de la composition liquide-cristal particulière utilisée, il peut être souhaitable d'augmenter la tension négative aux bornes de la valve de lumière à une tension moins négative VCeci est effectué en augmentant la tension de source -V à une valeur moins négative dans l'intervalle compris entre t, et t , tel que représenté sur la figure 2a. La tension de source D / 15 moins négative V^ apparaît aux bornes de la valve de lumièA VL, et produit un degré de dispersion ou d'atténuation supérieur du faisceau incident. Une description de la mémoire électronique et optique comportant le réseau de page 130 des unités de mémoire sera faite maintenant en référence à la figure 6. La mémoire représentée comporte un laser 110, un dispositif 20 destiné à faire tourner la polarisation 11 et un déflecteur de faisceau 112 comportant un déflecteur dans la direction x et un déflecteur dans la direction y. Le laser 110 peut être un laser à l'état solide puisé classique, fonctionnant selon un mode transverse unique pour produire un faisceau polarisé et bien collimaté. Le dispositif 11 est un dispositif classique agis-25 sant en réponse à des signaux d'entrée électriques pour faire tourner la polarisation du faisceau laser reçu vers l'une ou l'autre de deux polarisations différentes, espacée de 90°. Le dispositif 11 peut être en un matériau électrooptique tel qu'un cristal de phosphate diacide de potassium à deux électrodes. La polarisation d'un faisceau incident tourne de 90° lorsqu'une tension con-30 venable est appliquée aux électrodes. Le déflecteur de faisceau X-Y 112 peut être un déflecteur lumineux numérique classique, fonctionnant en réponse à des ondes acoustiques induites électriquement dans un milieu solide ou liquide transparent. Selon une alternative, le déflecteur 112 peut être un déflecteur lumineux numérique connu, 35 comportant des étages de dispositifs de rotation de polarisation, suivis chacun par un cristal biréfringent doublement réfractant, tel que la calcite. 3752i 10 206' 61 Le faisceau lumineux dévié du laser 110 peut l'être selon l'un des trajets 114 ou 114', ou tout autre trajet. Après avoir été réfléchi par un miroir à trajet replié 115, le faisceau dévié est dirigé vers un prisme polarisant 117, qui réfléchit le faisceau lumineux ayant une polarisation de"lec-5 ture" 1 vers les miroirs 134 et 135 et sur le support d'enregistrement holographique 126. Le prisme polarisant 117 transmet les faisceaux lumineux ayant une polarisation"d'écriture" e vers un dissecteur 120. Le trajet du prisme polarisant 117 est déterminé par l'excitation électrique de lecture ou d'écriture du dispositif 111. 10 Le prisme polarisant 117 est un élément connu qui peut être cons titué de deux cristaux biréfringents triangulaires en un même matériau, disposés selon des orientations différentes de leurs axes optiques. Le prisme de polarisation 117 peut être constitué d'une plaque de cristal biréfringent immergée dans un liquide ayant un indice de réfraction convenable. Le dissec-15 teur 120 est un élément classique qui peut être un miroir partiellement argenté. Le support d'enregistrement holographique effaçable 126 peut être -6 constitué d'une couche de manganèse-bismuth d'une épaisseur d'environ 5.10 cm, déposée sur un substrat orienté tel que du mica ou du saphir. L'assemblage 20 est chauffé initialement pour former une pellicule de manganèse-bismuth dans un cristal unique, puis soumis à un champ magnétique intense qui force tous les atomes magnétiques à s'aligner avec leurs pôles nord dans une direction normale à la surface de la pellicule. La direction d'aimantation sur des surfaces élémentaires de la pellicule peut être modifiée, de manière que l'éner-25 gie optique d'un laser vienne les frapper et engendre de la chaleur. Ceci est appelé écriture ou lecture au point de Curie. Si l'échantillon optique ainsi enregistré dans la condition magnétique du film est un hologramme de phase, un faisceau de référence de "lecture" dirigé sur le film est réfléchi avec une rotation de polarisation due à l'effet magnéto-Kerr, qui recrée une 30 image optique dans le plan d'utilisation. Selon une alternative, la lecture peut être effectuée par la rotation magnéto-optique à effet de Faraday d'un faisceau de référence transmis à travers la pellicule de manganèse-bismuth. Le faisceau de référence de "lecture" a une intensité inférieure au faisceau "d'écriture", de manière que l'hologramme enregistré ne soit pas détruit. ■ 35 Selon une alternative, le faisceau de référence de "lecture" peut avoir une intensité suffisamment élevée pour détruire la lecture. C'est-à-dire que l'hologramme est effacé durant la lecture de l'information enregistrée optiquement . 70 37326 ii 2064361 Le dissecteur 120 réfléchit une partie telle que par exemple la moitié du faisceau lumineux reçu, et transmet le reste. La partie transmise du faisceau lumineux reçu suit un trajet vers le miroir 124, puis vers une petite surface du support d'enregistrement holographique effaçable 126. Le 5 trajet décrit est un trajet pour le faisceau de référence w utilisé pour créer un hologramme sur le support d'enregistrement 126. Le miroir 124 se trouve dans le trajet du faisceau de référence, de manière à le diriger selon un angle approprié tel que 30° ou 45° par rapport à la surface du support d'enregistrement holographique 126. 10 La partie du faiseeau lumineux qui est réfléchie par le dissecteur 120 est dirigée à travers les lentilles 121 et 122 vers un réseau 127 d'hologrammes d'éclairement, chacun d'eux pouvant disperser un faisceau reçu étroit, pour éclairer un réseau de page 130 d'unités de mémoire binaire. Une lentille de page 128 est placée près du réseau 130 pour concentrer la lumière dispersée 15 -5ur une petite région du support d'enregistrement holographique 126. Par exemple, le faisceau non dévié 114 venant frapper l'hologramme d'éclairement 129 dans le réseau 127 des hologrammes d'éclairement est dispersé selon un volume solide conique ou pyramidal, sur la lentille 128 et le réseau 130 des unités de mémoire, à partir desquels la lumière est concentrée selon un 20 volume conique ou pyramidal, de manière à atteindre une petite région 132 du support d'enregistrement holographique 126, De façon similaire, lorsque le faisceau lumineux dévié 114' vient frapper un hologramme du réseau 127, le faisceau est dispersé selon un volume conique ou pyramidal sur la lentille ."28 et le réseau 130, à partir desquels la lumière converge vers une petite 2r' région 132' du support d'enregistrement holographique 126- Quelques-uns des composants décrits consistent à compenser le renversement d'image entraîné par un miroir plan. II faut se souvenir qu'à tout instant le faisceau lumineux suit un seul des deux trajets représentés, ou un seul autre trajet. En outre; le faisceau étant dévié dans les directions 30 x et y, peut suivre un trajet situé sous le plan du papier, ou au-dessus de ce plan sur lequel la figure 6 est dessinée, Le réseau 127 des hologrammes d'éclairement est constitué d'un certain nombre d'hologrammes de phase individuels, un seul étant éclairé à la fois par un faisceau lumineux incident: Lorsque ce faisceau n'est pas dévié 35 et suit le trajet 114, 1'hologramme 129 est éclairé, et la lumière emergeant de cet hologramme 129 éclaire toute la zone du réseau de page 130 des unités de mémoire binaire. L'hologramme 129 utilisa le réseau des valves de lumière 70 37326 12 2064361 du réseau 130 des unités de mémoire comme objet, de manière que pendant l'utilisation, l'hologramme 129- éclaire uniquement les valves de lumière de toutes les unités de mémoire dans le réseau 130, et ne disperse pas la lumière sur les espaces compris entre les valves de lumière. Lorsque le faisceau dirigé 5 sur le réseau d'hologrammes 127 est dévié de manière à éclairer un hologramme individuel différent 129', le réseau 130 des unités de mémoire individuelles est éclairé de façon similaire. Le réseau 130 des unités de mémoire est un réseau intégré} d'unités de mémoire accessible électriquement et optiquement. Chaque unité peut com-10 porter une bascule à transistor bistable, une photodiode fonctionnant en réponse à la lumière pour positionner la bascule correspondante, et une valve de lumière commandée par l'état de la bascule pour laisser passer ou disperser la lumière en fonction de l'état de cette bascule. La construction du réseau 130 des unités de mémoire a été décrite plus en détail en référence 15 aux figures 1 à 5. La lumière traversant les valves de lumière dans le réseau 130 est dirigée vers une petite région 132 du support d'enregistrement holographique 126. C'est-à-dire qu'une image optique du réseau de page des valves de lumière apparaît sur la région 132, avec des spots lumineux provenant des val-20 ves de lumière non excitées, et une absence de spots lumineux provenant des valves de lumière qui ont dispersé la lumière incidente. Un hologramme de réseau de page de valves de lumière est crée dans la région 132 par l'action d'un faisceau lumineux de référence "d'écriture" e. L'information contenue dans l'hologramme 132 est ensuite recouverte et transférée au réseau 130 des 25 unités de mémoire par l'action d'un faisceau de référence de lecture JL. Le faisceau de référence de lecture 1 éclaire l'hologramme 132 et réfléchit une image optique au réseau 130 du réseau de page précédemment enregistré des valves de lumière. C'est-à-dire que l'image originale du réseau des valves de lumière est recréée et éclaire le réseau des photodétecteurs compris dans 30 le réseau 130. De cette façon, les bascules du réseau 130 sont simultanément positionnées à des valeurs représentant l'information binaire enregistrée à 1 origine électriquement dans le réseau de page 130. L'information peut être transférée optiquement à partir du support d'enregistrement holographique 126 vers toutes les unités de mémoire UM, 35 simultanément lorsque les photodiodes sont validées par une excitation électrique représentée par les formes d'ondes de la figure 2. L'information enregistrée dans toutes les unités de mémoire UM peut, plus tard, être transférée 70 37326 13 2064361 simultanément optiquement sur le support d'enregistrement holographique 126. Les termes "écriture électrique" et "lecture électrique" tels qu'utilisés ci-dessus se rapportent à l'écriture électrique dans la mémoire semi-conductrice électrique du réseau de page 130, et à la lecture à partir de 5 cette mémoire. Ces transferts sont effectués entre le réseau de page 130 et une unité de traitement de calculateur. Les termes "écriture" et "lecture" se rapportent à l'écriture optique (enregistrement) sur le support d'enregistrement optique 126, et à la lecture (reproduction) à partir de ce support. Ces transferts se font entre le réseau de page 130 et le support d'en-10 registrement optique 126. La figure 7 représente un autre montage qui peut être utilisé dans le système de la figure 6 entre le réseau 127 d'hologrammes d'éclairement et le support d'enregistrement holographique 126. Dans la figure 7, d'autres lentilles 138 et 139 sont placées entre le réseau de page 130 et le support 15 d'enregistrement 126. Ces lentilles sont destinées à produire une amplification du réseau de page 130. C'est-à-dire que l'image du réseau de page 130 apparaît pour la lentille 139 sous forme agrandie avant d'être projetée sous forme d'une très petite image sur la petite région 132 du support d'enregistrement 126. Le montage optique représenté sur la figure 7 présente égale-20 ment l'avantage que la lumière le traversant et traversant le réseau de page 130 dans les deux directions est collimatée par les lentilles 128 et 138, La valve de lumière cristal liquide qui a été décrite utilise un matériau de cristal liquide transparent en l'absence de champ électrique, et qui disperse la lumière incidente lorsqu'il est soumis à un champ électri-25 que. La valve de lumière ne bloque pas forcément la lumière incidente lorsqu'elle est alimentée électriquement. La dispersion de la lumière est suffisante pour empêcher l'enregistrement d'une image holographique dans la région 132 du support d'enregistrement 126, tel que représenté sur les fi-30 gures 6 et 7. Ceci car seule une très petite quantité de lumière dispersée atteint la région 132 sur le support d'enregistrement 126. En outre, le support d'enregistrement 126 en manganèse-bismuth est caractérisé en ce.qu'il est insensible à la lumière dont l'intensité est inférieure à un niveau donné. Le matériau en cristal liquide 30 peut également être constitué 35 d'une composition qui absorbe la lumière en présence d'un champ électrique, plutôt que du type qui disperse la lumière en présence d'un champ électrique. La composition du cristal liquide peut également comporter une teinture di- 70 37326 14 2064361 chromatique, dont les caractéristiques d'absorption de la lumière changent pour la lumière de longueur d'ondes appliquée par le laser 110. Selon une autre alternative, la valve de lumière à cristal liquide peut entraîner une rotation de la polarisation de la lumière incidente, 5 plutôt qu'une absorption ou une dispersion de la lumière. La rotation de la polarisation de la lumière par une valve de lumière à cristal liquide excitée empêche l'enregistrement d'un hologramme sur le support d'enregistrement 126. Ceci car lors de l'enregistrement holographique, le faisceau objet et le faisceau de référence doivent avoir la même polarisation. Par conséquent, lorsqu'une 10 telle valve de lumière à cristal liquide électro-optique est utilisée, le support d'enregistrement holographique enregistre la lumière traversant les valves de lumière non alimentées, mais n'enregistre pas la lumière traversant les valves qui sont alimentées, pour faire tourner la polarisation de la lumière. 15 Le montage optique représenté sur la figure 7 est particulièrement utile avec un réseau de page 130 utilisant des valves de lumière à cristal liquide électro-optique. Il s'ensuit la condition collimatée de la lumière traversant le réseau de page due à la présence des lentilles collimatrices 12.8 et 138. La compensation peut être réalisée pour les différents angles 20 pour lesquels la lumière collimatée traverse le réseau de page 130, par suite de la lumière provenant des différents points sur le réseau 127 d'hologrammes d'éclairement. La compensation nécessaire peut être obtenue en faisant varier la tension représentée sur la figure 2a^ appliquée à toutes les unités de mémoire du réseau 130. Selon une alternative, la compensation peut être 25 effectuée en modifiant l'extrémité à la masse de toutes les valves de lumière VL, à un potentiel convenable. Les figures 8 et 9 représentent les systèmes optiques utilisés avec les réseaux de page 130, comportant les valves de lumière à cristal optique VL pour le fonctionnement en mode de réflexion de la lumière, plutôt qu'en mode 30 de transmission. Les montages représentés sur les figures 8 et 9 diffèrent également des montages précédemment décrits en ce qu'ils utilisent un hologramme d'éclairement du type à réflexion 127', à la place de l'hologramme 127 à éclairement du type à transmission. Les valves de lumière à cristal liquide du réseau de page 130 des figures 8 et 9 réfléchissent la lumière à partir 35 du côté du réseau qui reçoit la lumière. La figure 9 diffère uniquement de la figure 8 en ce que l'hologramme d'éclairement 127' et le support d'enregistrement holographique 126 donnent des orientations optiques plus efficaces par rapport au réseau de page 130. 70 37326 15 2064361 Le type à transmission de lumière du réseau de page est généralement préférable au type à réflexion. Lorsque le réseau est construit de manière à utiliser la technologie MOS d'un silicium volumineux tel que représenté sur la figure 4, la couche de silicium 20 de type N a une épaisseur d'environ 5 0,0976 mm, transmet environ 50 % d'un faisceau lumineux incident à infrarouge dont la longueur d'ondes est de 1,1 ^u. Le laser 10 peut émettre de la lumière à cette fréquence. Les autres cinquante pour cent de lumière non transmise à travers le silicium 20 sont absorbés dans le silicium 20 de type N et le silicium 221 de type P. Cette absorption de la lumière dans le maté-10 riau est nécessaire pour le fonctionnement de la photodiode, qui possède une jonction PN entre les matériaux 20 et 22'. Par conséquent, il est nécessaire d'équilibrer la caractéristique de transmission de la lumière du silicium sous la valve de lumière à cristal liquide 30, avec les caractéristiques d'absorption de la lumière du silicium nécessaires pour le fonctionne-15 ment de la photodiode de même dimension» * Si le réseau de page utilise la technologie bien connue de silicium sur du saphir à la place de la technologie de silicium volumineux représentée sur la figure 4, le réseau peut fonctionner en mode de transmission de la lumière utilisant la lumière visible, car le saphir est transparent à la lumière 20 visible. Dans ce cas, les couches de silicium de type N et de type P sur le saphir peuvent avoir des épaisseurs données pour assurer une absorption suffisante de la lumière, pour un fonctionnement convenable de la photodiode. Si le réseau est utilisé dans un mode de réflexion de la lumière tel que représenté dans les figures 8 et 9, il peut utiliser la technologie 25 du silicium volumineux représentée sur la figure 4, et la lumière peut être de la lumière visible car la lumière utilisée est réfléchie à partir de plutôt que transmise à travers le silicium. Le matériau 22' du type P de la photodiode entraîne la réflexion d'environ 30 % de lumière visible incidente. La proportion de la lumière réfléchie peut être accrue en déposant une pellicule 30 métallique partiellement réfléchissante sur la couche 22' avant de placer le matériau de cristal liquide 30. Le fonctionnement de toute la mémoire sera décrit maintenant. Le réseau de page 130 des unités de mémoire UM comporte une mémoire semi-conductrice à accès sélectif électrique classique. L'information binaire est écrite 35 électriquement dans toutes les unités de mémoire du réseau de page, à l'aide de circuits d'accès de mémoire classiques. Ceci est effectué normalement mot par mot de manière classique,.sous la commande de l'unité centrale du calcu- 70 37326 16 2064361 lateur. L'information écrite électriquement dans les unités de mémoire est retenue par les bascules B dans les unités de mémoire. L'information enregistrée électriquement dans les bascules du réseau 130 est alors transférée sous forme d'hologramme sur l'une de plusieurs 5 petites surfaces du support d'enregistrement holographique 126. La petite surface particulière sélectionnée pour l'enregistrement de la page d'information est déterminée par la déviation x et y donnée a u faisceau lumineux % à partir du laser 110. Si la surface centrale 132 du support d'enregistrement holographique 126 reçoit l'image holographique du réseau de page, il n'est 10 pas nécessaire que le faisceau laser soit dévié par le déflecteur 112. Lorsque l'information du réseau de page 130 doit être enregistrée ou écrite sur le support d'enregistrement holographique 126, le faisceau laser subit une polarisation par le dispositif 111 qui est attribuable à la condition"d'écriture". Lorsque le faisceau, laser est polarisé dans la direc-15 tion"d'écriture", et lorsqu'il n'est pas dévié, il suit le trajet 114 directement à travers le prisme polarisant 117, en direction du dissecteur 120. La partie de faisceau lumineux réfléchie par le dissecteur 120 vient frapper un hologramme d'éclairement dans le réseau 127, et se disperse selon un volume conique (ou pyramidal) qui éclaire le réseau de page 130 des unités 20 oe mémoire. Les hologrammes d'éclairement du réseau 127 sont de préférence construits de manière que seules les valves de lumière des unités de mémoire sont éclairées à l'exclusion de l'espace compris entre ces valves, où la lumière pourrait être dispersée. A cet instant, les valves de lumière du réseau 130 25 des unités de mémoire sont conditionnées pour iaisser passer ou bloquer la lumière incidente, en fonction de l'état de la bascule correspondante dans l'unité de mémoire. Pour conserver l'alimentation, les valves de lumière fonctionnent en fonction de l'état des bascules correspondantes, uniquement au moment où le 30 faisceau laser est puisé en fonctionnement, pour l'écriture optique. L'échantillon de spots lumineux créé par l'ouverture et la fermeture des valves de lumière est projeté sur la petite surface 132 du support d'enregistrement holographique 126. Un faisceau de référence holographique _£ est simultanément dirigé 35 vers la petite surface 132 du support 126. Le faisceau de référence est constitué de la partie du faisceau transmise par le dissecteur 120 et suivant un trajet e à. travers le miroir 124 en direction de la petite surface 132 sur le BAD ORIGINAL 70 37326 17 2064361 support d'enregistrement 126. L'interférence du faisceau objet du réseau de page et du faisceau de référence e_ produit un hologramme de page sur la petite surface 132 du support 126. L'hologramme de page ainsi enregistré reste sur le support d'enregistrement de manganèse-bismuth, jusqu'à ce qu'il 5 soit effacé intentionnellement. L'effacement d'un seul hologramme de page sur le support 126 peut être effectué en éclairant l'hologramme, avec une lumière dont l'intensité est inférieure à celle nécessaire pour l'écriture au point de Curie, en présence d'un champ magnétique ayant une intensité trop faible pour effacer les hologrammes de page non éclairés. 10 L'hologramme du réseau de page qui a été décrit comme formé sur la petite surface 132 du support 126 peut avoir été enregistré en toute autre position sélectionnée du support 126. par commande appropriée de la déviation x et y impartie aux faisceaux laser par le déflecteur 112. Lorsque l'on désire retrouver et utiliser la page d'information en-15 registrée sous forme d'hologramme dans la petite surface 13^ du support 126, une excitation de"lecture" est donnée au dispositif 111 et le laser 110 est puisé. Le déflecteur 112 est positionné pour ne pas dévier le faisceau ni dans la directionx ni dans la direction y. Le faisceau 114,polarisé pour la "lecture" est réfléchi par le cristal polarisant 117, selon le trajet 1. à 20 travers les miroirs 134 et 135, vers la petite région. 132 du support d'enregistrement holographique 126. L'angle selon lequel le faisceau vient frapper l'hologramme 132 est exactement le conjugué de l'angle du faisceau e utilisé lorsque l'hologramme a été écrit. Le faisceau de lecture jL venant frapper l'hologramme en 132, entraine 25 une réflexion de la lumière selon un volume conique ou pyramidal vers les photodiodes du réseau de page 130 des éléments de mémoire. Les sorties électriques des photodiodes sont sensibles à l'échantillon de lumière reçue pour positionner les bascules correspondantes B dans les unités de mémoire correspondantes en fonction de l'image récréée à partir de l'hologramme 132 du 30 support 126. Puis, les bascules B' du réseau 130 retenant l'information numérique, l'information peut être lue électriquement, mot par mot, et utilisée par une unité centrale associée. La mémoire accessible électriquement et optiquement décrite ci-dessus comporte un réseau de page d'unités de mémoire comportant chacune un élément 35 d'enregistrement semi-conducteur bistable, une photodiode et une valve de lumière. Le groupement physique de chaque dispositif d'enregistrement, de chaque photodiode et de chaque valve de lumière du réseau élimine les proBAD ORIGINAL 70 37326 18 2064361 blêmes d'enregistrement optique rencontrés dans les constructions à dispositifs séparés. Le réseau de photodiodes utilisé pour la lecture d'un hologramme enregistré sur le support d'enregistrement optique est en concordance parfaite avec le réseau de valves de lumière utilisé pour écrire ou enregis-5 trer l'hologramme. Ceci car chaque photodiode et valve de lumière associée sont en coïncidence parfaite. L'efficacité de l'hologramme d'éclairement 127 peut être assurée en utilisant le réseau de page de valves de lumière comme objet, avec des systèmes optiques tels que la lentille 128, lors de la création de l'hologramme d'éclairement 127. La mémoire décrite utilise 10 des systèmes optiques holographiques, mais il est bien entendu que le réseau de page des unités de mémoire peut également être utilisé dans des systèmes utilisant des dispositifs optiques classiques. L'invention décrite est utilisée dans un système de mémoire holographique, mais le réseau de page des unités de mémoire décrit peut également 15 être utilisé dans des systèmes d'affichage du type à vision ou à projection, en plus de tous les autres types de-mémoire et de systèmes de calculateur. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites, et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications sans pour autant sortir de son cadre. SAO ORIGINAL 70 37326 w 2064361 REVENDICATIONS 1 - Réseau de mémoire électronique et optique, caractérisé en ce qu'il comprend un réseau plan intégré d'unités de mémoire accessible électriquement et optiquement, chaque unité comportant un élément d'enregistrement bistable semi-conducteur, et une valve de lumière sensible à la sortie de l'élément d'enregistrement bistable, et commandant le passage de lumière incidente . 10 2 - Réseau de mémoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valve de lumière est une valve de lumière à cristal liquide. 3 - Réseau de mémoire selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valve de lumière à cristal liquide commande le passage de la lumière incidente à travers le réseau plan, 15 4 - Réseau de mémoire selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valve de lumière à cristal liquide commande la réflexion par le réseau plan de la lumière incidente. 5 - Réseau de mémoire selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valve de lumière à cristal liquide est constituée d'un cristal liquide 20 à dispersion de la lumière. 6 - Réseau de mémoire selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valve de lumière à cristal liquide est constituée d'un cristal liquide à absorption de la lumière. 7 - Réseau de mémoire selon la revendication 2, caractérisé en ce 25 que la valve de lumière à cristal liquide est constitué d'un cristal liquide rotatif à polarisation de la lumière. 8 - Réseau de mémoire selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un système optique constitué de lentilles collimatrices des deux côtés du réseau de mémoire. 30 9 - Réseau de mémoire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un photodétecteur sensible à la lumière, et dont la sortie est reliée à une entrée de positionnement de l'élément d'enregistrement bistable, 10 - Réseau de mémoire selon la revendication 9, caractérisé en ce 35 que le photodétecteur et la valve de lumière peuvent être de même dimension et se chevaucher. 70 37326 20 2064361 11 - Réseau de mémoire selon la revendication 10, caractérisé en ce que la valve de lumière est une valve de lumière à cristal liquide, 12 - Réseau de mémoire selon la revendication 11, caractérisé en ce que le photodétecteur est une diode PN, et en ce que l'une des couches P et N 5 de la diode constitue une électrode de la valve de lumière à cristal liquide. 13 - Réseau de mémoire selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'autre électrode de la valve de lumière à cristal liquide est constituée « d'une feuille conductrice transparente. 14 - Réseau de mémoire selon la revendication 11, caractérisé en ce 10 que le réseau plan intégré est recouvert d'une couche d'un matériau de cristal liquide, maintenue en place par une électrode sous forme de feuille conductrice transparente, et un masque de lumière comportant des ouvertures de même dimension que les photodiodes. 15 - Réseau de mémoire selon la revendication 10, caractérisé en ce 15 qu'il comporte un dispositif optique d'un côté du réseau des unités de mémoire, comprenant un dispositif pour diriger la lumière incidente selon un angle aigu par rapport aux valves de lumière à partir desquelles la lumière peut être réfléchie selon un angle de réflexion, et un dispositif pour diriger la lumière vers les photodétecteurs selon l'angle de réflexion. 20 16 - Réseau de mémoire selon la revendication 15, caractérisé en ce que le dispositif optique comporte une lentille destinée à laisser passer à la fois la lumière incidente et réfléchie.