Brevet FR2299699A1 — publié le 19760827

L'invention concerne une mémoire holographique constituée par une source de lumière cohérente, un diviseur de rayonnement, au moins un déflecteur de lumière, un dispositif optique de formation d'images, un milieu de mémorisation comportant un grand nombre de sous-hologrammes disposés sous la forme d'une matrice et un dispositif à détecteurs. Si une lumière cohérente est modulée spatialement, on peut mémoriser de façon holographique les informations transmises par cette source de lumière. Dans ce cas a chaque fréquence spatiale , c'est-à-dire a chaque système de franges d'interférences,est associée une unité d'information binaire, à savoir un bit. Sa présence correspond au chiffre binaire 1, tandis que son absence correspond au chiffre binaire 0. Avec des hologrammes et sans l'aide d'organes optiques, on peut projeter des images dans n'importe quel point de l'espace. C'est sur ce fait qu'est basée la possibilité de construire des mémoires holographiques possédant un accès aléatoire et non mécanique à de très grandes capacités de mémoire. La mémorisation holographique résout simultanément les problèmes mécanico-optique de tolérances apparaissant dans d'autres mémoires optiques de grande capacité , étant donné que la sortie des données s'effectue par interrogation d'une image située extérieurement à l'hologramme et possédant une structure relativement grossière. A chaque bit mémorisé de façon holographique correspond un point sur une surface d'un objet, dont le champ associé d'interférences est mémorisé de façon uniforme sur toute la surface de I'hologramme. Les points sont disposés par l'espace ou la forme d'un réseau. Dans le cas de la lecture en parallèle d'informations mémorisées de cette façon, un photodétecteur particulier est nécessaire pour chaque bit. Afin de maintenir la dépense technique entre certaines limites, la surface de mémorisation est subdivisée en petits sous-hologrammes dont la capacité correspond à une fraction, pouvant être lue en parallèle, de la capacité globale. Pour la reconstitution, on envoie un faisceau lumineux sur la surface de mémoire au moyen d'un dispositif déflecteur, la section transversale du faisceau de restitution correspondant à la surface d'un sous-hologramme. Dans des agencements simples de la mémoire holographique organisée par blocs, la densité de mémorisation pouvant etre obtenue est limitée pour des raisons inhérentes à l'optique des lentilles et à la théorie de la diffraction. La présente invention a pour but d'indiquer une mémoire holographique dans laquelle la densité de mémorisation peut être fortement accrue. A partir d'une mémoire holographique du type décrit plus haut, il est proposé pour résoudre ce problème que chaque sous-hologramme comporte plusieurs blocs superposés de données sous la forme d'hologrammes de surface. Avantageusement le milieu de mémorisation peut être sensibilisé localement. Le dispositif optique de formation d'images comporte de préférence des plaques à lentilles holographiques. Avec la mémoire holographique conforme à l'invention on peut donc aller au-delà des limites de la densité de mémorisation, atteintes dans des mémoires connues de ce type, en sorte que l'on possède une base essentielle pour la réalisation de mémoires de masse holographiques rapides. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention. La figure 1 représente schématiquement le trajet du rayonnement dans une mémoire holographique conforme à l'invention. La figure 2 représente une autre possibilité de circulation du rayonnement ou faisceau objet. La figure 3 représente un montage possible des plaques à lentilles holographiques. Dans le cas de la mémoire holographique conforme à l'invention représentée schématiquement sur la figure 1, la référence 1 désigne un-faisceau laser émanant d'une source de lumière cohérente non représentée et qui tombe sur un diviseur de faisceau 2 et y est subdivisé en un faisceau de référence 3 et en un faisceau objet 4. La référence 5 désigne un déflecteur acoustico-optique de lumière qui comporte autant de positions de déflexion qu'il y a de sous-hologrammes sur la plaque de mémorisation 17. Les multiples faisceaux objet obtenus sont guidés à travers les lentilles 6, 7 et 9 de manière que lesdits faisceaux tombent sur un réseau de lentilles 11 qui produit les ondes d'éclairement pour le convertisseur d'entrée 14.Le réseau de len tilles il peut être constitué soit par des lentilles classiques soit par des lentilles réalisées holographiquement, à savoir des lentilles holographiques. Les lentilles 10, 12, 13 et 15 sont nécessaires pour éclairer complètement et de façon uniforme le convertisseur d'entrée 14 et le sous-hologramme devant être sélectionné et commandé. La lentille 10 est inutile si l'on intègre sa fonction de condenseur dans le réseau holographique de lentilles. En liaison avec les lentilles 13 et 15, les lentilles 16 et 19 ont pour rôle de faire apparaître une image réelle du convertisseur d'entrée 14 sur la matrice de détecteurs 18, lors de la lecture de l'information mémorisée. Dans le cas de l'utilisation de matériaux de mémorisation, qui peuvent être sensibilisés ou développés localement, comme c'est le cas par exemple des thermoplastiques, il est possible de choisir une autre forme de l'introduction des données c'est-à-dire le guidage du faisceau objet. A cet effet comme cela est représenté sur la figure 2 le faisceau objet 4 est élargi à l'aide d'un système 30, 31 d'élargissement du faisceau de telle manière que l'on obtient l'éclairement total de l'ensemble suivant formé du convertisseur d'entrée 14 et du réseau de lentilles 11. Le convertisseur d'entrée convertit l'information, com- me cela est usuel, en une répartition de transmission optique.Le réseau de hentilles 11 a pour roule d'éclairer l'ensemble de la plaque de mémorisation 17. On suppose à ce sujet que la plaque de mémorisation peut être sensibilisée localement. Pour compenser des décalages de fréquence apparaissant éventuellement dans le faisceau de référence, on prévoit un compensateu; de fréquence 29 connu en soi. Le faisceau de référence 3 subdivisé par le diviseur de faisceau 2 (figure 1) est dévié par un miroir 20 et traverse un diviseur actif de faisceau 21, de préférence un déflecteur électro-optique de lumière, dans lequel on peut obtenir autant de faisceaux partiels de référence 22 qu'il faut réaliser de superpositions. A partir de chacun de ces faisceaux partiels de référence 22 on obtint alors le faisceau de référence proprement dit. Pour ce faire chaque faisceau partiel traverse un déflecteur acoustico-optique à deux étages 23 ainsi que, en vue d'un grossis sement angulaire et d'une transformation, les lentilles 24, 25 et 27. Cependant il est également possible dtinverser la succession du déflecteur acoustico-optique de lumière 23 et du multiplicateur électro-optique de faisceau 21. On se suffit alors d'un seul déflecteur acoustico-optique. Ensuite les faisceaux tombent sur une plaque 28 comportant un grand nombre de petits hologrammes, qui fournissent les faisceaux de référence proprement dits, à savoir ce qu'on appelle une plaqueàlentillesholographiques.A chaque soushologramme (37 sur la figure 3) est associé , sur la plaque à lentillesholographiques28 un hologramme de faisceau de référence. L'agencement de la plaque géntillg holographiqug dépend de la géométrie de superposition Comme le montre la figure 3, il est avantageux de faire tomber les faisceaux de référence toujours avec le même angle cp par rapport au faisceau objet sur un sous-hologramme 37. Cela conduit à un agencement pour lequel les faisceaux de référence sont pivotés sur une enveloppe conique autour du faisceau objet, l'angle de pivotement étant déterminé à partir de la largeur de bande de l'objet et de l'angle d'ouverture ce du cône. Pour cette raison les plaquesàntilles holographiques 28 sont disposées de préférence suivant un cercle autour du faisceau objet 4. En principe on peut rendre les plaques à lentilles holographiques 28 aussi petites que la plaque de mémorisation 17 en sorte que les faisceaux de référence divergent entre eux et tombent sur la plaque de mémorisation sous des angles différents. A l'aide du guidage spatial des faisceaux on ne peut plus obtenir aucune direction uniforme de polarisation pour les faisceaux objet et de référence . Les dispositifs de rotation de polarisation 26 sur les trajets des faisceaux de référence veillent à ce que -la direction de polarisation des faisceaux de référence se situe toujours dans le plan de mémorisation. Afin que les faisceaux de référence trouvent dans le faisceau objet une partie susceptible d'interférer, ledit faisceau objet est polarisé circulairement à l'aide d'une plaquette quart-d'onde 8. Suivant une autre possibilité de guidage des faisceaux de référence, on se passe de la plaqueàkntillg hologra- phiques28, et les faisceaux de référence 22 sont envoyés directement après la lentille 27 sur la plaque de mémorisation 17. Etant donné que les différents faisceaux de référence tombent sur la plaque de mémorisation 17 sous des angles différents, un réseau à angle droit pour la subdivision de la plaque de mémorisation ainsi que pour l'obtention des positions des déflecteurs de lumière ne convient plus. Au contraire il faut insérer dans le réseau une symétrie multiple dépendant du nombre des superpositions, en sorte que pour chaque faisceau de référence se présente la même subdivision sur la plaque de mémorisation.Ceci nécessite une trame de fréquence plus complexe dans le dispositif électronique de commande pour les déflecteurs acoustico-optiques 5, 23, mais avec l'avantage que tous les déflecteurs peuvent fonctionner avec la même trame de fréquence. Cette commande des déflecteurs acousticooptiques de lumière est également valable pour. le premier exemple de réalisation de guidage du faisceau de référence. L'obtention d'une position déterminée de déflexion à l'aide de déflecteurs acoustico-optiques dans le fais ceau objet et dans le faisceau de référence à l'aide d'une trame de fréquence présente l'avantage supplémentaire que le décalage ou déplacement de fréquence provoqué par l'effet Doppler dans les deux faisceaux partiels est égal et que donc les faisceaux partiels conservent leur aptitude à interférer. Avec la mémoire holographique conforme à l'invention il est donc possible d'enregistrer plusieurs blocs de données dans un sous-hologramme. Simultanément on peut utiliser des couches de mémorisation particulièrement minces dans lesquelles on ne peut enregistrer que des hologrammes de surface. Avec ce type d'hologramme on peut se rapprocher fortement de la densité de mémorisation maximale fournie par la résolution. REVENDICATIONS 1. Mémoire holographique constituée par une source de lumière cohérente, un diviseur de rayonnement, au moins un déflecteur de lumière, un dispositif optique de formation d'images, un milieu de mémorisation comportant un grand nombre de sous-hologrammes disposés sous la forme d'une matrice et un dispositif à détecteursacaractérisée par le fait que chaque sous-hologramme comporte plusieurs blocs de données superposés, constitués sous la forme d'hologrammes de surface. 2. Mémoire holographique suivant la revendication 1, caractérisée parle fait que le milieu de mémorisation peut être sensibilisé localement. 3. Mémoire holographique suivant les revendications 1 et 2 prises dans leur ensemble caractérisée par le fait que le dispositif optique de formation d'images comporte des plaques lentilles holographiques.