344
J.-L. Le Gouët
déplacement mécanique, que la dimension spectrale peut constituer à elle seule un axe
rapide >> de grande capacité. Mossberg tient le raisonnement suivant. Compte tenu des
limites imposées par le bruit, il faut environ n = 104atomes pour enregistrer 1 bit. Par ailleurs
l’intensité du signal est optimale dans un échantillon de densité optique voisine de 1. I1 en
résulte une valeur maximale de la densité surfacique des données enregistrées. Dans une
mémoire orientée vers le stockage d’images bidimensionnelles de haute définition, on
s’accommode de cette contrainte en élargissant le spectre du laser. On atteint ainsi davantage
de centres actifs à travers un élément de surface et on réduit de ce fait l’aire requise pour
produire le signal minimum détectable. L’amélioration de la résolution spatiale se paie par
une dégradation de la résolution spectrale. Les centres actifs disponibles se partagent entre des
canaux spectraux moins nombreux. Au contraire, et c’est l’objectif visé par Mossberg, on peut
choisir d’accroître le nombre N, d’adresses spectrales accessibles en un seul point éclairé. La
surface à réserver à chaque pile d’adresses spectrales est alors déterminée par le nombre total
nN, d’atomes requis, divisé par la densité surfacique des atomes actifs dans une lame de
densité 1 [18]. Pour N,= lo5 dans Tm”:YAG la surface nécessaire pour chaque pile est
environ 400 pmz. Sur une plaque de 1 pouce carré on peut rassembler lo6 piles spectrales,
adressables en l o p s environ par déflecteur acousto-optique, et réaliser ainsi une unité de
mémoire de 10 gigaoctets, avec une vitesse de transfert de quelques dizaines de Mbits/s à
l’intérieur de chaque pile de lo5 adresses, et un temps de latence de l o p s pour la
commutation entre les points. Une telle mémoire, dont le principe est schématisé sur la figure
9, offrirait la capacité d’un support magnétique avec une vitesse d’accès beaucoup plus
élevée. S’appuyant sur ce schéma, un prototype de mémoire séquentielle rapide est en cours
de réalisation dans le cadre de la «startup company)) TEMPLEX à Eugene.
En examinant le problème de la vitesse de transfert dans une mémoire sélective en
fréquence nous avons rencontré des propriétés liées à la cohérence dans le domaine spectrotemporel. Le parallèle entre espace et temps/fréquence se poursuit dans le paragraphe suivant.
Des architectures familières en holographie spatiale sont adaptées à la conception de
processeurs optiques spectro-temporels.
6. PROCESSEURS SPECTRO-TEMPORELS
Dans le paragraphe 5 nous avons considéré la situation où la référence d’écriture b(r, t) et
l’onde de lecture c(r, t) sont des impulsions brèves qui se propagent dans la même direction.
Le signal se réduit alors à a(r, t- t2J et reproduit fidèlement le profil temporel du champ objet
enregistré. C’est la configuration choisie pour réaliser une mémoire. Plus généralement
l’équation 3 présente une forme similaire à celle qui, en holographie de Fourier, constitue la
base de la conjugaison de phase ou de l’intercorrélation d’images [19]. La coordonnée
temporelle y joue le rôle tenu par les coordonnées d’espace en holographie conventionnelle.
La situation équivalente à celle de la conjugaison de phase se manifeste lorsque a(r, t) et
c(r, t) sont des impulsions brèves. Dans le domaine temporel, l’hologramme réalise alors une
opération de renversement du temps, construisant b*(r, -t) à partir du champ enregistré b(r, t).
À la correction de distorsion par conjugaison de phase répond, dans le domaine spectrotemporel, la correction de dispersion par inversion du temps [20]. L’opération
d’intercorrélation est effectuée lorsque a(r, t) est une impulsion brève. L‘équation 3 se réduit
alors à l’expression :
s(r, t) = b(r, t)*c(r, t)
( 5 )
J.-L. Le Gouët
déplacement mécanique, que la dimension spectrale peut constituer à elle seule un axe
rapide >> de grande capacité. Mossberg tient le raisonnement suivant. Compte tenu des
limites imposées par le bruit, il faut environ n = 104atomes pour enregistrer 1 bit. Par ailleurs
l’intensité du signal est optimale dans un échantillon de densité optique voisine de 1. I1 en
résulte une valeur maximale de la densité surfacique des données enregistrées. Dans une
mémoire orientée vers le stockage d’images bidimensionnelles de haute définition, on
s’accommode de cette contrainte en élargissant le spectre du laser. On atteint ainsi davantage
de centres actifs à travers un élément de surface et on réduit de ce fait l’aire requise pour
produire le signal minimum détectable. L’amélioration de la résolution spatiale se paie par
une dégradation de la résolution spectrale. Les centres actifs disponibles se partagent entre des
canaux spectraux moins nombreux. Au contraire, et c’est l’objectif visé par Mossberg, on peut
choisir d’accroître le nombre N, d’adresses spectrales accessibles en un seul point éclairé. La
surface à réserver à chaque pile d’adresses spectrales est alors déterminée par le nombre total
nN, d’atomes requis, divisé par la densité surfacique des atomes actifs dans une lame de
densité 1 [18]. Pour N,= lo5 dans Tm”:YAG la surface nécessaire pour chaque pile est
environ 400 pmz. Sur une plaque de 1 pouce carré on peut rassembler lo6 piles spectrales,
adressables en l o p s environ par déflecteur acousto-optique, et réaliser ainsi une unité de
mémoire de 10 gigaoctets, avec une vitesse de transfert de quelques dizaines de Mbits/s à
l’intérieur de chaque pile de lo5 adresses, et un temps de latence de l o p s pour la
commutation entre les points. Une telle mémoire, dont le principe est schématisé sur la figure
9, offrirait la capacité d’un support magnétique avec une vitesse d’accès beaucoup plus
élevée. S’appuyant sur ce schéma, un prototype de mémoire séquentielle rapide est en cours
de réalisation dans le cadre de la «startup company)) TEMPLEX à Eugene.
En examinant le problème de la vitesse de transfert dans une mémoire sélective en
fréquence nous avons rencontré des propriétés liées à la cohérence dans le domaine spectrotemporel. Le parallèle entre espace et temps/fréquence se poursuit dans le paragraphe suivant.
Des architectures familières en holographie spatiale sont adaptées à la conception de
processeurs optiques spectro-temporels.
6. PROCESSEURS SPECTRO-TEMPORELS
Dans le paragraphe 5 nous avons considéré la situation où la référence d’écriture b(r, t) et
l’onde de lecture c(r, t) sont des impulsions brèves qui se propagent dans la même direction.
Le signal se réduit alors à a(r, t- t2J et reproduit fidèlement le profil temporel du champ objet
enregistré. C’est la configuration choisie pour réaliser une mémoire. Plus généralement
l’équation 3 présente une forme similaire à celle qui, en holographie de Fourier, constitue la
base de la conjugaison de phase ou de l’intercorrélation d’images [19]. La coordonnée
temporelle y joue le rôle tenu par les coordonnées d’espace en holographie conventionnelle.
La situation équivalente à celle de la conjugaison de phase se manifeste lorsque a(r, t) et
c(r, t) sont des impulsions brèves. Dans le domaine temporel, l’hologramme réalise alors une
opération de renversement du temps, construisant b*(r, -t) à partir du champ enregistré b(r, t).
À la correction de distorsion par conjugaison de phase répond, dans le domaine spectrotemporel, la correction de dispersion par inversion du temps [20]. L’opération
d’intercorrélation est effectuée lorsque a(r, t) est une impulsion brève. L‘équation 3 se réduit
alors à l’expression :
s(r, t) = b(r, t)*c(r, t)
( 5 )