Brevet FR2659758A1 — publié le 19910920

L'invention concerne un substrat avec des hologrammes mémorisés par "brûlage de trous spectral" (spektrales Lochbrennen) en présence d'un champ élec- trostatique et interférant par paire à la lecture, un procédé pour fabriquer le substrat, un procédé d'enre- gistrement et de reproduction d'images d'interférence d'objets et son utilisation pour l'interférométrie, le traitement d'images ou la corrélation optique, ainsi qu'un procédé pour la combinaison logique d'hologrammes. Le document DE-A-3 739 426 décrit un procédé pour l'enregistrement et la lecture optiques d'informa- tions au moyen de la mémorisation d'hologrammes par brûlage de trous spectral à différentes intensités d'un champ électrostatique, mais sans contrôle de phase du faisceau de référence et du faisceau objet La haute capacité de mémorisation est considérée comme un avan- tage particulier de ce procédé Dans la dissertation de A.J R Meixner, Diss ETH N 8726, Eidgenâssische Tech- nische Hochschule Z Urich, ( 1989), il est décrit que deux hologrammes produits par brûlage de trous spectral interfèrent lorsque les fréquences d'enregistrement sont proches l'une de l'autre, à champ électrostatique constant, ou lorsque l'enregistrement est effectué à fréquence constante et deux intensités proches l'une de l'autre du champ électrostatique La nature de l'inter- férence dépend alors des relations de phase des fais- ceaux objet et de référence concernés Ceci est impor- tant pour la mémorisation de données en ce sens qu'il en résulte un recouvrement indésiré de données lors de l'inscription d'information et que l'information ne peut plus être lue sans perturbation. L'ouvrage "Handbook of Optical Holography", Academic Press, Inc, pages 379-413 ( 1979) décrit quelques méthodes pour la mémorisation holographique de données numériques Il est mentionné également (pages 409416) qu'un traitement parallèle de données numériques avec des mémoires optiques selon l'algèbre de Boole est en principe possible lorsque, à la lecture de données, le faisceau de référence, déphasé, est dirigé sous un angle défini sur la mémoire optique. Or, il a été trouvé qu'au moyen de la méthode du brûlage de trous en présence d'un champ électrosta- tique, plus de deux hologrammes peuvent être mémorisés de telle manière dans un substrat qu'ils interfèrent par paire à la lecture et ce en fonction des relations de phase entre les faisceaux de référence et objet lors de la mémorisation d'un deuxième hologramme ou d'holo- grammes supplémentaires Il en découle la possibilité de combiner les hologrammes mémorisés lors de la lecture. Ces substrats conviennent particulièrement comme mé- r 5 moires compatibles avec des ordinateurs pour un traite- ment parallèle de données numériques. Un objet de l'invention est un substrat présentant des bandes d'absorption réparties de façon inhomogène dans le domaine ultraviolet, visible ou infrarouge, ou dans deux ou trois de ces domaines, et avec des hologrammes mémorisés par brûlage de trous spectral en présence d'un champ électrostatique, qui est caractérisé en ce qu'au moins trois hologrammes se trouvent dans une plage de proximité spectrale et interfèrent par paire à la lecture. Les interférences de paires d'hologrammes se produisent, dans un plan défini par la fréquence v et l'intensité de champ électrique E, généralement en dehors des lieux (vi, Ei) o les hologrammes avaient été mémorisés Le terme "par paire" signifie que, suivant la position (vi, Ei) des différents hologrammes, des superpositions d'interférences de différentes paires d'hologrammes peuvent se produire également au même lieu (Vy E), l'influence des hologrammes concernés sur l'hologramme résultant dans ce lieu (v, E) étant fonction de sa position (vy, Ei) et de la phase relative du faisceau de référence. Le substrat se présente de préférence sous la forme d'un film. Comme substrat, il convient d'utiliser, par exemple, des matériaux d'enregistrement sensibles au rayonnement, comme ceux décrits dans le document DE-A 3 739 426 par exemple I 1 peut s'agir de composés subis- sant des changements physiques ou chimiques sous l'effet de l'irradiation, ce qui décale l'absorption en dehors du domaine des bandes d'absorption réparties de façon inhomogène. Des composés sensibles au rayonnement envisa- geables selon l'invention, sont, par exemple, des dérivés de porphine, tels que porphyrine, porphyrine deutérisée, tétraphénylporphyrine, dihydro 7,8-porphy- rine (chlorine); des porphyrazines, comme par exemple des phtalocyanines substituées ou non; la quinizarine, des c L-dicétones telles que le benzile, la camphoquinone ou le diacétyle, des oxazines telles que le perchlorate d'iminium dérivé de la bis-éthylamino 3,7 diméthyl 2,8 phénoxazine; des tétrazines comme par exemple la dimé- thyl-5-tétrazine ou la diphényl-5-tétrazine, des spyro- pyrannes, des iso-imidazoles, des azirines ainsi que les composés connus à l'homme du métier en tant que colo- rants pour lasers. On peut envisager aussi des composés trans- formables photochimiquement par isomérisation cis-trans, comme par exemple l'acide maléique, l'acide fumarique ou l'acide crotonique. Des composés particulièrement préférés sont des dérivés de porphine, des porphyrazines, la chini- zarine, les a-dicétones et les tétrazines. Les composés sensibles au rayonnement peuvent être utilisés en tant que masse, par exemple sous la forme de minces couches sur un matériau support I 1 convient que le substrat soit formé d'une matrice dans laquelle est incorporé le composé sensible au rayonne- ment, lequel peut alors aussi être lié chimiquement dans la matrice En tant que matrice, on peut utiliser, par exemple, des monocristaux, des polymères, des polymères sous forme de cristaux liquides ou des films de Lang- muir-Blodgett Il est avantageux que le substrat soit un polymère transparent qui contient des composés sensibles au rayonnement et est appliqué de préférence sous forme de films La quantité des composés peut représenter de 0,001 à 30, de préférence de 0,01 à 10 et tout spéciale- ment de 0,01 à 0,05 pour-cent en poids du polymère Le document DE-A-3 739 426 décrit des polymères naturels et synthétiques adéquats et la fabrication de substrats - utilisables selon l'invention à base de polymères Des exemples sont la cellulose et des dérivés de cellulose, des polyoléfines (polyéthylène, polypropylène, polyiso- butylène, polystyrène, chlorure de polyvinyle, acétales polyvinyliques, polyacrylonitrile, esters ou amides polyacryliques ou d'acide polyméthacrylique), polyester (polytéréphtalate d'éthylène), polyamides, polyimides, polycarbonates, polyuréthannes, polyéthers, polyacétales et résines époxy. Le terme "plage de proximité spectrale" signifie que les hologrammes voisins sont mémorisés sous un champ électrique constant et à des fréquences v 1 et v 2 et que l'écart de fréquence v 1 v 2 a seulement une grandeur telle que les hologrammes interfèrent par paire à la lecture L'écart de fréquence peut être influencé par la largeur de raie des hologrammes Plusieurs hologrammes et même un très grand nombre d'hologrammes, par exemple jusqu'au-delà de 10000, peuvent se trouver dans la même plage de proximité spectrale Deux ou davantage de tels groupes d'hologrammes peuvent égale- ment être mémorisés, sans interférence entre des holog- rammes de groupes voisins, si l'écart du champ électrique est choisi suffisamment grand La plage de proximité spectrale v 1 v 2 peut correspondre à 0,1 - 300 G Hz par exemple, de préférence à 0, 30 G Hz et S'étendre spécialement de 1 à 10 G Hz et tout spécia- lement de 2 à 5 G Hz. Le terme "plage de proximité spectrale" signifie aussi que les hologrammes voisins sont mémo- risés à une fréquence v constante et sous des champs électriques E et E 2 et que la différence E 1 E 2 des champs électriques possède une grandeur telle que les hologrammes interfèrent par paire à la lecture Comme décrit précédemment, il est possible de mémoriser des groupes d'hologrammes, sans interférence avec des hologrammes de groupes voisins, si l'écart de fréquence est choisi suffisamment grand On peut appliquer aussi des champs électrostatiques négatifs, produits par inversion de polarité La valeur de E E 2 peut être de 2 à 40 k V/cm par exemple, en particulier de 4 20 k V/cm. Un autre objet de l'invention est un procédé pour fabriquer un substrat avec des hologrammes, sous forme de trous spectraux, hologrammes qui interfèrent par paire à la lecture, selon lequel on mémorise au moins deux hologrammes au même lieu du substrat par brûlage de trous spectral dans un substrat présentant des bandes d'absorption réparties de façon inhomogène dans le domaine ultraviolet, visible ou infrarouge, ou dans deux ou trois de ces domaines, sous l'action d'un champ électrostatique externe dont l'intensité de champ est réglable et sous irradiation avec une lumière laser à bande étroite comprise dans le domaine d'absorption, procédé qui est caractérisé en ce que a) on effectue la mémorisation d'un deuxième hologramme et d'hologrammes supplémentaires avec un décalage de phase de O à m ou des multiples de cette valeur entre les faisceaux objet et de référence concernés et b) on mémorise les hologrammes à bl) fréquence laser v constante et intensités de champ El, E 2 et E 3 différentes ou b 2) intensité de champ E constante et fréquences laser v 1 v 2 et v 3 voisines ou b 3) une intensité de champ E 1 et une fréquence laser v 1 puis à une intensité de champ E 2 et une fréquence laser v 2 spectralement voisine et b 4) on répète éventuellement au moins une fois les pro- cédés bl, b 2 et b 3, le cas échéant à d'autres intensités de champ, d'autres fréquences laser spectralement voisines, ou d'autres intensités de champ et d'autres fréquences laser spectralement voisines et c) on répète éventuellement la mémorisation au moins une fois à un autre lieu du substrat. Le terme "décalage de phase" signifie que la phase des faisceaux objet et de référence est changée chaque fois d'une valeur définie lors de la mise en mémoire d'un deuxième hologramme et d'hologrammes supplémentaires De préférence, on change la phase du faisceau de référence Il est avantageux de changer la phase chaque fois de la même valeur à la mémorisation d'hologrammes supplémentaires, par exemple suivant l'ordre 0, a, 0, w Le nombre d'hologrammes pouvant être enregis- trés à fréquence constante et différentes intensités de champ, dépend de la rigidité diélectrique du matériau d'enregistrement La gamme d'intensité de champ élec- trique peut être, par exemple, de + 500 k V/cm, de préférence de + 300 k V/cm et en particulier de + 100 k.V/cm Le nombre d'hologrammes pouvant être mis en mémoire à champ constant et fréquences différentes, dépend essentiellement du domaine des bandes d'absorp- tion réparties de façon inhomogène du matériau d'enregistrement sensible à la lumière Le nombre peut dépasser 10000 et va de préférence jusqu'à 3000. La différence entre E 1 et E 2 dans les procédés bl) et b 3), ou entre v 1 et v 2 dans les procédés b 2) et b 3), différence qui peut être choisie pour la mise en mémoire, dépend essentiellement des propriétés du matériau d'enregistrement, en particulier de l'homogé- néité de la largeur de bande, de la différence des moments des dipôles électriques des états concernés des électrons et aussi, de façon essentielle, de la tempé- rature. Dans les étapes de procédé bl) et b 3), la valeur de E 1 E 2 peut être, par exemple, de 2 à 40 k V/cm, de préférence de 4 à 20 k V/cm. Dans les étapes de procédé b 2) et b 3), la différence de fréquence laser v 1 v 2 peut être, par exemple, de 0,1 à 300 G Hz, de préférence de 0,1 à 30 G Hz ou, mieux encore, de 1 à 10 G Hz et en particulier de 2 à G Hz. Au cas o plus de deux hologrammes sont mémorisés selon l'étape de procédé b 3), il peut s'agir d'une combinaison des étapes bl) et b 2) Il est possible aussi de mémoriser d'abord au moins deux hologrammes selon l'étape de procédé bl) et de mémoriser ensuite au moins un hologramme supplémentaire selon l'étape de procédé b 2) Il est bien entendu possible également d'opérer en sens inverse. En cas de répétition du procédé a), l'inten- sité de champ supérieure ou inférieure est choisie de s manière qu'une interférence par paire avec les holo- grammes mémorisés précédemment puisse avoir lieu Selon un mode de mise en oeuvre préféré, la différence E 3 E 2 est égale à la différence E 2 E 1 En cas de répétition du procédé b), on choisit l'autre fréquence laser v de manière qu'une interférence par paire avec les holo- grammes mémorisés précédemment puisse avoir lieu Dans un mode de mise en oeuvre préféré, la différence 3 v 2 est égale à la différence v 1 v 2 Lorsque, à la mémo- risation d'hologrammes supplémentaires, on choisit les mêmes différences, on obtient des dispositions symé- triques des hologrammes. Le décalage de phase entre les faisceaux objet et de référence est de préférence de O à m et correspond en particulier à 0, n/3, w/2, 2 n/3 ou n Dans le cas d'un décalage de phase de 0, on observe dans la zone de chevauchement, par rapport au plan formé par la fréquence et l'intensité de champ, directement entre les hologrammes, une interférence destructive et, légèrement en dehors du milieu, une interférence constructive La situation est inversée dans le cas d'un décalage de phase de w Le substrat est de préférence refroidi, lors de la mise en mémoire, à 100 K ou moins, en particulier à 5 K ou moins. La puissance la lumière laser lors de l'irra- diation ou de la mémorisation peut aller, par exemple, de 0,01 à 10 g W/cm 2 Des lasers adéquats sont décrits dans le document DE-A-3 739 426 par exemple. Dans le procédé selon l'invention, on utilise de préférence un dispositif de mémorisation formé de deux électrodes transparentes, entre lesquelles se trouve une mince couche du matériau de mémorisation Les électrodes peuvent être des lames de quartz par exemple ou de verres, sur l'une des faces desquelles on a appliqué une couche électriquement conductrice et optiquement transparente Les dimensions des électrodes peuvent être comprises, par exemple, entre 100 mm x 50 mm x 500 gm et 10 mm x 5 mm x 100 pm La couche élec- triquement conductrice peut être formée, par exemple, d'oxydes métalliques (trioxide d'indium, verre ITO) ou de métaux, lesquels sont généralement appliqués par métallisation sur la surface L'épaisseur de couche du matériau de mémorisation (du substrat) peut être de 1 wm à 500 gm, de préférence de 10 Nom à 100 gm Le substrat se présente de préférence sous la forme d'un film Le substrat est notamment un polymère transparent contenant un colorant Le dispositif de mémorisation et des procédés pour sa fabrication sont décrits dans le document DE-A-3 739 426. La figure la montre schématiquement les positions (rectangles) pour le chevauchement (interfé- rence) de trois hologrammes (cercles pleins) mémorisés selon l'étape de procédé bl) à la fréquence v et aux intensités de champ El, E 2 et E 3. La figure lb montre schématiquement les positions (rectangles) pour le chevauchement (interfé- rence) de trois hologrammes (cercles pleins) mémorisés selon l'étape de procédé b 2) à l'intensité de champ E et aux fréquences v 1, v 2 et v 3 * Les zones de chevauchement se situent à l'intérieur des fréquences de mémorisation et à des intensités de champ respectivement supérieure et inférieure. La figure lc montre schématiquement les positions (rectangles) pour le chevauchement (interfé- rence) de quatre hologrammes mémorisés selon l'étape de procédé b 3) dans son exécution comme une combinaison de l'étape bl) à la fréquence v et aux intensités de champ E 1 et E 2 (cercles pleins) et de l'étape b 2) à l'intensité de champ E et aux fréquences v 1 et v 2 (cercles vides) Les zones de chevauchement se situent à l'intérieur des intensités de champ de mémorisation et des fréquences de mémorisation. La figure Id montre schématiquement les positions (rectangles) pour le chevauchement (interfé- rence) de deux hologrammes (cercles pleins) mémorisés selon l'étape de procédé b 3) à la fréquence v 1 et l'intensité de champ El ainsi qu'à la fréquence v 2 et l'intensité de champ E 2 * Les zones de chevauchement se situent à l'intérieur des intensités de champ de mémo- risation et en dehors des fréquences de mémorisation. La figure 2 représente l'appareillage pour l'enregistrement et la reproduction d'hologrammes (voir également l'exemple 1). Les figures 3 a et 3 b illustrent le comporte- ment de superposition lors de l'enregistrement de barres orthogonales, respectivement à interférence constructive et à interférence destructive Deux images (barres horizontale et verticale) sont mémorisées à la fréquence v et aux intensités de champ E 1 et E 2 * Avec le réglage de phase 0, on obtient, en cas de lecture à l'intensité de champ (E 1 + E 2) /2 et aux fréquences respectives v 1 et v 2, une superposition constructive (figure 3 a), tandis que, avec le réglage de phase n, on obtient une super- position destructive (figure 3 b) (dans les zones de chevauchement, on voit respectivement un éclaircissement et un obscurcissement comparativement aux zones d'image non chevauchantes). La figure 4 est une illustrations d'opérations logiques La rangée du haut montre les images originales et les résultats des superpositions constructive et destructive Les intensités correspondantes sont repré- sentées dans la deuxième rangée La troisième rangée indique, de gauche à droite, les tables de vérité logiques '"OU" (discrimination 0,5), "ET" (discrimination 2,5) et "OU exclusif" (discrimination 0,5), que l'on peut tirer des images superposées. La figure 5 illustre l'addition parallèle de 2 fois 64 nombres binaires La rangée supérieure montre 'La représentation symbolique des deux ensembles ordonnés de nombres l(a) et (b)l Les aires sombres correspondent à un " 10 " 1 binaire et les aires claires correspondent à un " 1 "'I binaire Le résultat de la superposition destructive (c) et le résultat de l'addition (d), obtenu en uti- lisant la logique "OU exclusif" mentionnée dans l'exemple 3, sont indiqués tout à fait en bas. La figure 6 montre le comportement de super- position d'un groupe de 25 hologrammes à interférence constructive (a) et interférence destructive (b). Selon un mode de mise en oeuvre de l'étape de procédé b 2), on peut également mémoriser d'abord les hologrammes aux fréquences d'enregistrement vy, v 2 et v 3 et appliquer ensuite seulement, lors de la lecture, le champ électrique E. Le procédé bl) peut être répété au moins une fois au même lieu, auquel cas la nouvelle intensité de champ est avantageusement choisie de manière que d'autres interférences par paire d'hologrammes se produisent La différence des intensités de champ de mémorisation est de préférence constante (ce qui est avantageux pour la mise en oeuvre du procédé) Des hologrammes supplémentaires peuvent être mémorisés de cette manière, leur nombre étant déterminé essentielle- ment par la rigididé diélectrique du matériau d'enre- gistrement Dans une variante du procède bl), on peut également mémoriser deux autres hologrammes, ou un plus grand nombre d'hologrammes avec une plus grande diffé- rence des intensités de champ, de manière qu'il n'y ait pas d'interférence avec les hologrammes enregistrés en premier La répétition du procédé bl) pour mémoriser des hologrammes supplémentaires, conduit à une mémorisation alternante d'hologrammes interférant par paire et d'hologrammes situés dans la direction de l'axe du champ électrique En utilisant en même temps la variante décrite, on peut disposer des groupes d'hologrammes, interférant par paire, en direction de l'axe du champ électrique Le procédé bl) peut être répété aussi à un ou plusieurs autres lieux du substrat. Le procédé b 2) est mis en oeuvre de façon analogue, mais en changeant la fréquence laser v à la place de l'intensité de champ E et de manière corres- pondante, la différence des fréquences de mémorisation étant de préférence constante Les hologrammes ou groupes d'hologrammes sont mémorisés en direction de l'axe des fréquences Le nombre d'hologrammes mémorisés est déterminé essentiellement par le domaine d'absorp- tion des bandes d'absorption du substrat, réparties de façon inhomogène. Il est possible aussi de combiner les procédés bl) et b 2), ce qui procure une haute densité d'enregis- trement par la mémorisation bidimensionnelle en direc- tion de l'axe de l'intensité de champ électrique et de l'axe des fréquences C'est ainsi que deux hologrammes peuvent être mémorisés selon le procédé bl) par exemple et au moins un hologramme selon le procédé b 2) La mise en mémoire d'hologrammes dans des zones chevauchantes est également possible. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on peut utiliser un appareillage comme celui représenté sur la figure 2 Les différentes désignations sont expliquées dans l'exemple 1 Une partie essentielle de l'appareillage est le miroir 52, lequel est monté sur un dispositif de translation piézoélectrique ( 7) La phase des faisceaux de référence peut être décalée de façon définie à chaque répétition de la mise en mémoire au moyen de la haute tension appliquée (contrôle de la différence de longueur de trajet optique). Le procédé selon l'invention permet d'enre- gistrer, par exemple, des images d'interférence d'objets sous la forme d'hologrammes. L'invention apporte aussi un procédé pour l'enregistrement et la reproduction d'images d'interfé- rence d'objets d'image, selon lequel on mémorise au moins deux hologrammes par brûlage de trous spectral dans un substrat présentant des bandes d'absorption, réparties de façon inhomogène, dans le domaine ultra- violet, visible ou infrarouge, ou dans deux ou trois de ces domaines, sous l'action d'un champ électrostatique externe dont l'intensité de champ est réglable et sous irradiation par une lumière laser à bande étroite comprise dans le domaine d'absorption, procédé qui est caractérisé en ce que l'on introduit un objet d'image dans le trajet du faisceau objet et on mémorise des hologrammes interférant par paire au même lieu du substrat, sous un déplacement de phase de O à N ou des multiples de cette valeur entre les faisceaux objet et de référence concernés, avec mémorisation d'un deuxième hologramme et, éventuellement, chaque hologramme supplé- mentaire a) à fréquence laser v constante et intensités de champ E 1 et E 2 différentes ou b) à différentes fréquences laser v 1 et v 2 spectralement voisines et à intensité de champ E constante ou c) à une intensité de champ E et une fréquence laser v 1 puis à une intensité de champ E 2 et une fréquence laser v 2 spectralement voisine, en répétant éven- tuellement au moins une fois les procédés a), b) et c) pour la mémorisation d'au moins un hologramme supplémentaire, d) on lit l'image d'interférence au moyen du faisceau de référence par dl) irradiation et un balayage de fréquence dans un do- maine de fréquence en partie supérieur et en partie inférieur à la fréquence de mémorisation v et à une intensité de champ comprise dans les intensités de champ de mémorisation ou d 2) irradiation et un balayage de fréquence à l'inté- rieur du domaine des fréquences de mémorisation et à une intensité de champ qui est respectivement supérieure et inférieure aux intensités de champ de mémorisation ou d 3) irradiation et un balayage de fréquence dans un do- maine de fréquence en partie supérieur et en partie inférieur aux fréquences de mémorisation et à l'intérieur des intensités de champ de mémorisa- tion. Pour la mise en mémoire, on peut appliquer les exécutions et les modes de mise en oeuvre préférés décrits précédemment pour le procédé selon l'invention. En cas de répétition des procédés a), b), et c) pour la mise en mémoire d'au moins un hologramme supplémentaire, on peut mémoriser et lire plusieurs objets d'image T La répétion peut s'effectuer à un autre lieu du substrat. Pour la lecture, il est particulièrement avantageux que les hologrammes soient enregistrés sous des conditions de mémorisation symétriques (donc avec les mêmes différences de fréquence ou avec les mêmes différences d'intensité de champs) Les lieux des chevauchements (interférences) d'hologrammes interférant par paire, se trouvent,en règle générale, dans le cas du procédé a), au milieu des intensités de champ de mémori- sation et respectivement à des fréquenbces supérieure et inférieure par rapport à la fréquence de mémorisation v; dans le cas du procédé b), ils se trouvent au milieu des fréquences de mémorisation et respectivement à une intensité de champ électrique supérieure et une inten- sité de champ électrique inférieure, tandis que, dans le cas du procédé c) , ils se trouvent respectivement à une fréquence supérieure et une fréquence inférieure aux fréquences de mémorisation et à l'intérieur des inten- sités de champ de mémorisation L'adressage pour la lecture devient ainsi simple, même en cas de mémorisa- tion d'un nombre relativement élevé d'hologrammes interférant par paire La fréquence supérieure ou inférieure pour les zones de chevauchement peut être comprise, par exemple, entre 0,1 et 300 G Hz, de préfé- rence entre 0,1 et 30 G Hz et va en particulier de 1 à 10 G Hz et plus spécialement de 2 à 5 G Hz, tandis gue l'intensité de champ supérieure ou inférieure pour les zones de chevauchement peut aller de 2 à 40 k V/cm et en particulier de 4 à 20 k V/cm. L'objet est de préférence introduit dans le trajet du faisceau objet entre l'obturateur électro- mécanique ( 3) et le miroir 54 A la reproduction, la lumière laser est atténuée généralement à 0,1 à 10 % de la puissance utilisée à la mémorisation L'homme du métier connaît bien le procédé de reproduction par suppression du faisceau objet. Le procédé selon l'invention peut être utilisé par exemple pour l'interférométrie holographique, pour le traitement d'images holographique et en particulier pour la microscopie en contraste de phase, ou pour le procédé de la corrélation optique Ces procédés sont décrits, par exemple, dans l'ouvrage "Handbook of Holography", Academic Press, Inc, ( 1979) Le procédé selon l'invention permet de générer aussi des motifs réguliers, par exemple des motifs en échiquier De tels motifs à zones claires etzones sombres sont utilisables pour le traitement parallèle de données numériques par exemple. Le substrat selon l'invention convient excel- lemment comme mémoire compatible avec des ordinateurs, avec laquelle peuvent être exploitées des modifications moléculaires provoquées par l'effet Stark et déplace- ment de phase simultané défini entre les faisceaux objet et de référence lors du brûlage de trous holographique - par exemple pour un traitement parallèle de données numériques En plus de l'avantage de la haute capacité de mémorisation, la méthode est remarquable par un adressage techniquement simple par le biais du décalage de phase, de la fréquence et du champ électrique On peut obtenir une combinaison supplémentaire en effec- tuant également une superposition temporelle sur le détecteur. La base pour le traitement parallèle de données numériques peut être formée, par exemple, par les opérations logiques selon les définitions de l'al- gèbre de Boole; comme décrit par exemple dans l'ouvrage "Handbook of Optical Holography"l, Academic Press, Inc, 1979) pages 409 à 413 La logique de la combinaison dépend du décalage de phase choisi à la mise en mémoire des hologrammes des faisceaux de référence et des faisceaux objet, ainsi que du niveau de discrimination de luminosité choisi pour le détecteur. Un autre objet de l'invention est un procédé pour la combinaison algébrique logique d'hologrammes sous forme de trous spectraux, selon lequel on mémorise au moins deux hologrammes par brûlage de trous spectral dans un substrat présentant des bandes d'absorption, réparties de façon inhomogène, dans le domaine ultra- violet, visible ou infrarouge, ou dans deux ou trois de ces domaines, sous l'action d'un champ électrostatique externe dont l'intensité de champ est réglable et sous irradiation avec une lumière laser à bande étroite comprise dans le domaine d'absorption, procédé qui est caractérisé en ce que l'on mémorise les hologrammes au même lieu du substrat, sous un décalage de phase de O à m ou un multiple de cette valeur entre les faisceaux objet et de référence concernés, avec mémorisation d'un deuxième hologramme et mémorisation de chaque hologramme supplémentaire a) à fréquence laser v constante et intensités de champ E 1 et E 2 différentes ou b) à différentes fréquences laser v 1 et v 2 spectralement voisines et à intensité de champ E constante ou c) à une intensité de champ E 1 et une fréquence laser v 1 puis à une intensité de champ E 2 et une fréquence laser v 2 spectralement voisine, en répétant éven- tuellement au moins une fois les procédés a), b) et c) pour mémoriser au moins un hologramme supplémen- taire, d) on répète éventuellement les procédes a), b), ou c) ou une combinaison de ceux-ci au moins une fois à un autre lieu du substrat et e) à la lecture, on combine des hologrammes interférant par paire, par la lecture des hologrammes sous les conditions d'enregistrement et des zones de chevau- chement. La position exacte des zones de chevauchement dans le plan défini par la fréquence et le champ élec- trique, peut être déterminée expérimentalement par un balayage de fréquence à différents intensités de champ, de sorte qu'un adressage exact des lieux de chevauche- ment est possible par le réglage de l'intensité de champ et de la fréquence La logique dépend du décalage de phase choisi. Les exemples suivants illustrent l'invention davantage. Exemple 1: On utilise le système de mesure représenté sur la figure 2 La source de rayonnement est un laser 1 à ions d'argon combiné à un laser à colorant la, qui est réglé à 635 nm, stabilisé et atténué à une puissance de 1 >W Le laser à colorant est muni du colorant pour lasers DOM de la firme Exaton, Overlook Station, Dayton OH 45431, Etats-Unis Le modèle de laser 1, la provient de la firme Coherent, Palo Alto, CA 94304, EtatsUnis (modèle CR-599-21) Le faisceau de sortie est dévié sur le miroir 51 et traverse un télescope de rayonnement 2 ayant un facteur d'agrandissement 15 Le télescope de rayonnement 2 est suivi d'un séparateur de faisceau 4, dans lequel le faisceau de sortie est divisé en un faisceau de référence 5 et un faisceau objet 6 Le faisceau de référence 5 va directement au miroir de déviation 52 r lequel est monté sur un dispositif de translation piézoélectrique 7 et est relié à une source de haute tension 8 La phase du faisceau de référence est réglée par la haute tension appliquée Avec une tension de 100 V, on ajuste un décalage de phase O entre les faisceaux de référence au premier et au deuxième enregistrement A 160 volts, le décalage de phase correspond à z. Le faisceau objet 6 est envoyé par les miroirs de déviation 53 et 54 et à travers l'obturateur électro- mécanique 3 au séparateur de faisceau 9, sur lequel tombe également le faisceau de référence 5 Derrière le séparateur 9, se trouve un autre obturateur électromé- canique 10 Le faisceau de référence 5 et le faisceau objet 6 sont réunis sur la lentille cylindrique Il et grossis Les faisceaux réunis tombent sur un réseau de diffraction 12 et de là sur un photomultiplicateur (barrette de diodes) 13 servant de détecteur et relié à un oscillographe 14. Le dispositif formé par les éléments 9 à 14 1 o sert au réglage précis de la phase du faisceau de référence 5 avant l'irradiation du matériau d'enregis- trement 16, au cours de laquelle l'obturateur 10 est ferme. L'obturateur 10 est suivi d'un cryostat à bain 15 pour l'hélium liquide, comportant deux fenêtres parallèles et utilisant le vide en vue d'un fonctionne- * ment à pression d'hélium réduite L'échantillon 16 pour l'enregistrement est fixé au moyen d'un support élec- triquement isolant dans le cryostat 15, de manière que les faisceaux objet et de référence se rencontrent sur le milieu d'enregistrement 17 sous un angle de 10 , en traversant les électrodes transparentes 18 Ces der- nières sont connectées à une source de tension 19 Pour la prise de vue, le faisceau de référence 6 est supprimé et le faisceau objet 5 est envoyé au moyen d'une len- tille 20 à travers un diaphragme à orifice 21, derrière lequel se trouve un obturateur électromagnétique 22 suivi d'un amplificateur de lumière résiduelle 23 relié à une caméra vidéo 24 Pour visualiser l'image, la caméra vidéo 24 est reliée à un écran de contrôle et un magnétoscope, lesquels ne sont pas représentés ici. Le cryostat 15 est refroidi à 2 K Le matériau d'enregistrement 16 est fabriqué selon l'exemple 1 du document DE-A-37 39 426 Le milieu d'enregistrement est formé de chlorine dans une matrice de polybutyral de vinyle d'une grandeur de 10 mm x 15 mm et une épaisseur de couche de 100 gm Le milieu d'enregistrement se trouve entre deux électrodes transparentes constituées par des lames de verre dont l'un des côtés est recouvert d'une couche d'oxyde stannique électriquement conduc- teur, appliqué par métallisation. Pour enregistrer une image d'hologrammes interférents, on introduit d'abord une image 25, formée d'une diapositive avec un trait vertical transparent sur fond noir, dans le trajet du faisceau objet 6 entre l'obturateur électromécanique 3 et le miroir 54 et on irradie le milieu d'enregistrement pendant 20 secondes à une fréquence de 472,5 T Hz, avec application d'une intensité de champ électrique de 10 k V/cm aux électrodes 18 On remplace ensuite la diapositive par une autre présentant un trait horizontal et on effectue une nouvelle irradiation à la même fréquence, mais avec une intensité de champ de 20 k V/cm, le décalage de phase du faisceau de référence correspondant à O dans le premier cas et à TE dans le deuxième cas. Après cela, on supprime le faisceau objet 6 et on enregistre l'image mémorisée avec le faisceau de référence, l'intensité de champ électrique E étant réglée exactement au milieu des intensités de champ d'enregistrement E 1 et E 2 et un balayage de fréquence étant effectué dans le domaine allant de 10 à + 10 G Hz autour de la fréquence centrale de 472,5 T Hz On obtient l'image superposée respectivement aux positions E,v 1 et E,v 2. Avec un décalage de phase de 0, on obtient comme image une croix dont la zone de chevauchement est fortement éclaircie (interférence constructive, figure 3 a) Avec un décalage de phase de AE, on obtient comme image une croix dont la zone de chevauchement est sombre (interférence destructive, figure 3 b). Exemple 2: On répète l'exemple 1, mais avec utilisation de diapositives portant des motifs de traits verticaux et horizontaux transparents sur fond sombre. Avec un décalage de phase de 0, on obtient un motif en échiquier dans lequel les zones de chevauche- ment des traits sont fortement éclaircies. Avec un décalage de phase de a, on obtient un motif en échiquier dont les zones de chevauchement des traits sont sombres. Exemple 3: On procède comme dans l'exemple 1; la figure 4 montre comment les zones de chevauchement sont uti- lisées pour des opérations logiques Cette figure montre les images originales ainsi que les images superposées. Les intensités relatives des symboles en barres sont représentées schématiquement au-dessous En raison de l'addition des amplitudes de champ, on obtient la valeur d'intensité 4 avec une différence de phase 0 En choi- sissant un seuil de discrimination, on établit les tables de vérité binaires La superposition constructive avec un seuil de discrimination de 0,5 correspond à "OU" et avec un seuil de discrimination de 2,5 à "ET" La superposition destructive avec un seuil de discrimina- tion de 0,5 signifie "OU exclusif". Exemple 4: On procède comme dans l'exemple 1, mais en remplaçant les diapositives par un affichage à cristaux liquides, à l'aide duquel on peut produire les motifs désirés Les figures 5 a et 5 b montrent des motifs d'entrée formés de 8 x 8 carrés Ces images représentent symboliquement deux configurations binaires 8 x 8 La figure 5 c représente l'image obtenue par superposition destructive La configuration binaire de la figure 5 d, générée avec un seuil de discrimination de 0,5, corres- pond à l'application d'une logique "OU exclusif" aux configurations binaires illustrées sur les figures 5 a et 5 b et est le résultat d'une addition parallèle de deux fois 64 nombres binaires. Exemple 5: Deux matrices 8 x 8 de nombres octaux sont représentées chacune par 3 configurations binaires comme celles décrites dans l'exemple 4 Les configurations binaires sont superposées chaque fois par paire et D discriminées selon l'exemple 3 A partir de ces nou- velles configurations binaires, on génère, par d'autres opérations logiques, effectuées par paire, conformément aux règles de calcul connues de l'arithmétique binaire, une totalité de 4 configurations binaires, représentant une addition parallèle des deux nombres octaux. Exemple 6: On procède comme dans l'exemple 1, mais avec enregistrement d'une matrice complète de 25 hologrammes. Les positions de l'enregistrement sont définies sur l'axe des fréquences par 2 v, -v, 0, v et 2 v ainsi que, sur l'axe du champ électrostatique, par -2 E, -E, 0, E, et 2 E Pour v, on choisit la valeur de 10 G Hz et, pour le champ électrostatique, la valeur de 30 k V/cm L'in- tensité intégrale des hologrammes avec une différence de phase de O en fonction des paramètres fréquence et champ électrostatique, est illustrée par la figure 6 a La représentation en demi-teintes montre les différentes zones de superposition Entre les hologrammes, par exemple à ( 0,0), on peut percevoir une moyenne pondérée de contributions des voisins directs ou primaires et des voisins secondaires, ayant une haute intensité corres- pondante Vers l'extérieur, l'intensité diminue en raison d'hologrammes voisins manquants La figure 6 b montre le résultat avec un décalage de phase de w Par suite d'un processus de prise de moyenne, les effets d'interférence sont très faibles et restent invisibles dans la représentation. REVENDICATIONS 1 Substrat présentant des bandes d'absorption réparties de façon inhomogène dans le domaine ultravio- let, visible ou infrarouge, ou dans deux ou trois de ces domaines, et avec des hologrammes mémorisés par brûlage de trous spectral en présence d'un champ électrosta- tique, caractérisé en ce qu'au moins trois hologrammes se trouvent dans une plage de proximité spectrale et interfèrent par paire à la lecture. 2 Substrat selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un film. 3 Substrat selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est un polymère transparent qui contient un composé sensible au rayonnement. 4 Substrat selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plage de proximité spectrale, pour ce qui concerne deux hologrammes voisins, s'étend de 0,1 à 300 G Hz. Substrat selon la revendication 4, caractérisé en ce que la plage de proximité spectrale s'étend de 0,1 à 30 G Hz. 6 Substrat selon la revendication 4, caractérisé en ce que la plage de proximité spectrale s'étend de 1 à G Hz. 7 Substrat selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient jusqu'à 10 000 hologrammes dans la même plage de proximité spectrale. 8 Procédé pour fabriquer un substrat avec des hologrammes sous forme de trous spectraux, qui inter- fèrent par paire à la lecture, selon la revendication 1, procédé selon lequel on mémorise au moins deux holo- grammes au même lieu du substrat par brûlage de trous spectral dans un substrat présentant des bandes d'ab- sorption réparties de façon inhomogène dans le domaines ultraviolet, visible ou infrarouge, ou dans deux ou trois de ces domaines, sous l'action d'un champ électrostatique externe dont l'intensité de champ est réglable et sous irradiation avec une lumière laser à bande étroite comprise dans le domaine d'absorption, caractérisé en ce que a) on effectue la mémorisation d'un deuxième hologramme et d'hologrammes supplémentaires avec un décalage de phase de O à r ou des multiples de cette valeur entre les faisceaux objet et de référence concernés et b) on mémorise les hologrammes à bl) fréquence laser v constante et intensités de champ E 1, E 2 et E 3 différentes ou b 2) intensité de champ E constante et fréquences laser v f v 2 et v, voisines ou b 3) une intensité de champ E 1 et une fréquence laser v 1 puis à une intensité de champ E 2 et une fréquence laser v 2 spectralement voisine et b 4) on répète éventuellement au moins une fois les pro- cédés bl, b 2 et b 3, le cas échéant à d'autres intensités de champ, d'autres fréquences laser spectralement voisines, ou d'autres intensités de champ et d'autres fréquences laser spectralement voisines et c) on répète éventuellement la mémorisation au moins une fois à un autre lieu du substrat. 9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'intensité de champ électrique est comprise dans la gamme de 500 à + 500 k V/cm. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'intensité de champ est comprise dans la gamme de 300 à + 300 k V/cm. 11. en ce que 12. en ce que 13. en ce que 14. en ce que 15. en ce que Procédé selon la revendication 8, caractérisé la valeur de E 1 E 2 est de 2 à 40 k V/cm. Procédé selon la revendication 11, caractérisé la valeur de E 1 E 2 est de 2 à 20 k V/cm. Procédé selon la revendication 8, caractérisé v, v 2 correspond à 0,1 à 300 G Hz. Procédé selon la revendication 13, caractérisé v 1 v 2 correspond à 0,1 à 30 G Hz. Procédé selon la revendication 8, caractérisé la différence de phase est comprise entre O et 11. 16 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le substrat est refroidi à 100 K ou moins lors de l'irradiation. 17 Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le substrat est refroidi à 5 K ou moins. 18 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la puissance de la lumière laser lors de l'irradiation est de 0,1 à 10 g W/cm 2. 19 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le substrat se présente sous la forme d'un film. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que le substrat est un polymère transparent contenant un colorant. 21 Procédé pour l'enregistrement et la reproduc- tion d'images d'interférence d'objets d'image, selon lequel on mémorise au moins deux hologrammes par brûlage de trous spectral dans un substrat présentant des bandes d'absorption, réparties de façon inhomogène, dans le domaine ultraviolet, visible ou infrarouge, ou dans deux ou trois de ces domaines, sous l'action d'un champ électrostatique externe dont l'intensité de champ est réglable et sous irradiation par une lumière laser à bande étroite comprise dans le domaine d'absorption, caractérisé en ce que l'on introduit un objet d'image dans le trajet du faisceau objet et on mémorise des hologrammes interférant par paire au même lieu du substrat sous un déplacement de phase de O à T ou des multiples de cette valeur entre les faisceaux objet et de référence concernés, avec mémorisation d'un deuxième hologramme et, éventuellement, chaque hologramme supplé- mentaire a) à fréquence laser v constante et intensités de champ E 1 et E 2 différentes ou b) à différentes fréquences laser v 1 et v 2 spectralement voisines et à intensité de champ E constante ou c) à une intensité de champ E et une fréquence laser v. puis à une intensité de champ E 2 et une fréquence laser v 2 spectralement voisine, en répétant éven- tuellement au moins une fois les procédés a), b) et c) pour la mémorisation d'au moins un hologramme supplémentaire, d) on lit l'image d'interférence au moyen du faisceau de référence par dl) irradiation et un balayage de fréquence dans un do- maine de fréquence en partie supérieur et en partie inférieur à la fréquence de mémorisation v et à une intensité de champ comprise dans les intensités de champ de mémorisation ou d 2) irradiation et un balayage de fréquence à l'inté- rieur du domaine des fréquences de mémorisation et à une intensité de champ qui est respectivement supérieure et inférieure aux intensités de champ de mémorisation ou d 3) irradiation et un balayage de fréquence dans un do- maine de fréquence en partie supérieur et de fréquence inférieur aux fréquences de mémorisation et à l'intérieur des intensités de champ de mémo- risation. 22 Application du procédé selon la revendication 21 pour l'interférométrie holographique, le traitement d'images holographique et notamment la microscopie en contraste de phase, ou pour le procédé de la corrélation optique. 23 Procédé pour la combinaison algébrique logique d'hologrammes sous forme de trous spectraux, selon lequel on mémorise au moins deux hologrammes par brûlage de trous spectral dans un substrat présentant des bandes d'absorption, réparties de façon inhomogène, dans le domaine ultraviolet, visible ou infrage, ou dans deux ou trois de 'ces domaines, sous l'action d'un champ élec- trostatique externe dont l'intensité de champ est réglable et sous irradiation avec une lumière laser à bande étroite comprise dans le domaine d'absorption, caractérisé en ce que l'on mémorise les hologrammes au même lieu du substrat, sous un décalage de phase de O à n ou un multiple de cette valeur entre les faisceaux objet et de référence concernés, avec mémorisation d'un deuxième hologramme et mémorisation de chaque hologramme supplémentaire a) à fréquence laser v constante et intensités de champ E et E 2 différentes ou b) à différentes fréquences laser v 1 et v 2 spectralement voisines et à intensité de champ E constante ou c) à une intensité de champ E 1 et une fréquence laser v 1 puis à une intensité de champ E 2 et une fréquence laser v 2 spectralement voisine, en répétant éven- tuellement au moins une fois les procédés a), b) et c) pour mémoriser au moins un hologramme supplémen- taire, d) on répète éventuellement les procédes a), b), ou c) ou une combinaison de ceux-ci, au moins une fois, à un autre lieu du substrat et e) à la lecture, on combine des hologrammes interférant par paire, par la lecture des hologrammes sous les conditions dtenregistrement et des zones de chevau- chement.