Holographie spectro-temporelle
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un tel matériau à l'occasion d'une collaboration entre des groupes de NTT et Olympus
Co.[13]. Cependant la très grande stabilité du laser (IO-'*) et la basse température (7K) restent
prohibitives pour un domaine d'application où des techniques beaucoup moins complexes et
coûteuses continuent à progresser.
Se tournant vers des applications plus spécialisées, on pourrait exploiter l'association des
coordonnées de fréquence et d'espace, afin de réaliser par exemple des opérations de balayage
angulaire rapide, d'analyse spectrale, de corrélation. Des architectures à base de dispositifs
acousto-optiques possèdent ces fonctionnalités mais les performances des matériaux PSHB
permettent de concevoir des processeurs optiques dotés d'une bande passante 10 à 50 fois plus
grande et d'un produit temps x fréquence considérable. L'exemple de l'analyse spectrale à
large bande instantanée et haute résolution [16] est schématisé sur la figure 7. I1 consiste à
séparer spatialement les composantes spectrales d'un faisceau lumineux modulé par un signal
radiofréquence. Pour ce faire on tire parti de la possibilité de graver, dans un même cristal
PSHB, rih/(2rhom) réseaux de Bragg indépendants. Chaque réseau enregistré à la fréquence
v' ") est caractérisé par un vecteur spécifique k2(n)- ki(") défini par les vecteurs d'onde k1'") et
kz(") des deux faisceaux de gravure. Supposons que tous les vecteurs d'onde ki'") soient
orientés dans la direction commune kl. Alors les différentes composantes spectrales v(") d'un
faisceau polychromatique incident suivant ki seront séparées et diffractées dans les directions
k2(n). Elles pourront être détectées simultanément sur une matrice de photodétecteurs. I1 faut
souligner encore une fois que le filtrage spectral, dans un matériau PSHB, n'est pas lié à la
sélectivité de Bragg mais au caractère résonnant de l'absorption à l'échelle atomique. À titre
d'illustration, fixons comme objectif une résolution de 10 MHz, aisément accessible dans un
matériau composé d'ions de terre rare. Pour atteindre la même résolution par sélectivité de
Bragg, un cristal de LiNbOs de 6 mètres de long, utilisé en configuration de
contrepropagation, serait nécessaire.
7 0
lecture
Y
y /
gravure
Figure 7 : Principe de la séparation angulaire des fréquences temporelles. Dans un premier temps les réseaux de
Bragg monochromatiques sont gravés sous différentes incidences. Ils sont alors disponibles pour diffracter
différentes fréquences dans différentes directions.
La dimension temporelle est pour l'instant absente de cet exposé. Pourtant fréquence et
temps, variables conjuguées, sont étroitement liées et nous n'avons pu ignorer la dimension
temporelle qu'en supposant implicitement que les durées mises en jeu pour la gravure, le
balayage de fréquence ou la lecture, étaient toutes très supérieures à l'inverse de la largeur
homogène. Nous montrons dans le paragraphe suivant qu'il est possible de faire l'économie
de cette hypothèse.
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un tel matériau à l'occasion d'une collaboration entre des groupes de NTT et Olympus
Co.[13]. Cependant la très grande stabilité du laser (IO-'*) et la basse température (7K) restent
prohibitives pour un domaine d'application où des techniques beaucoup moins complexes et
coûteuses continuent à progresser.
Se tournant vers des applications plus spécialisées, on pourrait exploiter l'association des
coordonnées de fréquence et d'espace, afin de réaliser par exemple des opérations de balayage
angulaire rapide, d'analyse spectrale, de corrélation. Des architectures à base de dispositifs
acousto-optiques possèdent ces fonctionnalités mais les performances des matériaux PSHB
permettent de concevoir des processeurs optiques dotés d'une bande passante 10 à 50 fois plus
grande et d'un produit temps x fréquence considérable. L'exemple de l'analyse spectrale à
large bande instantanée et haute résolution [16] est schématisé sur la figure 7. I1 consiste à
séparer spatialement les composantes spectrales d'un faisceau lumineux modulé par un signal
radiofréquence. Pour ce faire on tire parti de la possibilité de graver, dans un même cristal
PSHB, rih/(2rhom) réseaux de Bragg indépendants. Chaque réseau enregistré à la fréquence
v' ") est caractérisé par un vecteur spécifique k2(n)- ki(") défini par les vecteurs d'onde k1'") et
kz(") des deux faisceaux de gravure. Supposons que tous les vecteurs d'onde ki'") soient
orientés dans la direction commune kl. Alors les différentes composantes spectrales v(") d'un
faisceau polychromatique incident suivant ki seront séparées et diffractées dans les directions
k2(n). Elles pourront être détectées simultanément sur une matrice de photodétecteurs. I1 faut
souligner encore une fois que le filtrage spectral, dans un matériau PSHB, n'est pas lié à la
sélectivité de Bragg mais au caractère résonnant de l'absorption à l'échelle atomique. À titre
d'illustration, fixons comme objectif une résolution de 10 MHz, aisément accessible dans un
matériau composé d'ions de terre rare. Pour atteindre la même résolution par sélectivité de
Bragg, un cristal de LiNbOs de 6 mètres de long, utilisé en configuration de
contrepropagation, serait nécessaire.
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Y
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gravure
Figure 7 : Principe de la séparation angulaire des fréquences temporelles. Dans un premier temps les réseaux de
Bragg monochromatiques sont gravés sous différentes incidences. Ils sont alors disponibles pour diffracter
différentes fréquences dans différentes directions.
La dimension temporelle est pour l'instant absente de cet exposé. Pourtant fréquence et
temps, variables conjuguées, sont étroitement liées et nous n'avons pu ignorer la dimension
temporelle qu'en supposant implicitement que les durées mises en jeu pour la gravure, le
balayage de fréquence ou la lecture, étaient toutes très supérieures à l'inverse de la largeur
homogène. Nous montrons dans le paragraphe suivant qu'il est possible de faire l'économie
de cette hypothèse.