FR2770912A1 - Dispositif et procede de stockage holographique d'informations - Google Patents

Abstract

Dispositif et procédé d'enregistrement d'informations dans une mémoire holographique, comprenant un modulateur spatial (11) pour inscrire successivement des informations sur un faisceau laser (9), un diviseur spatial (23) formant un front d'onde étendu, un codeur d'adressage (27), un faisceau laser fixe (13) de référence pour l'enregistrement dans une mémoire (15) d'une série d'hologrammes élémentaires correspondant aux informations codées successives du front d'onde étendu, pour former un hologramme de concaténation, et des moyens de lecture dans la mémoire (15) et d'enregistrement dans une autre mémoire holographique (39) de volume, pour l'enregistrement dans cette mémoire d'une pile d'hologrammes de concaténation.L'invention permet d'augmenter la capacité de stockage d'une mémoire holographique.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE STOCKAGE HOLOGRAPHIQUE
D'INFORMATIONS
L'invention se rapporte principalement à un dispositif et à un procédé de stockage holographique d' informations
Les recherches concernant les mémoires holographiques décrites notamment dans Clara ALES,
Phannara AING, Gilles PAULIAT, et Gérald ROOSEN, "Prospects of photo-refractive memories for optical processing", optical memory and neural networks, vol.3, n0.2 pp.167 - 190, 1994, ont montré que les prototypes proposés de mémoires holographiques avaient une capacité de stockage d'informations insuffisante par rapport aux solutions concurrentes. La Demanderesse a découvert que ces limitations des mémoires holographiques étaient engendrées par les modulateurs spatiaux et/ou par les caméras de lecture et non pas par des milieux d'enregistrement holographique.

C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir une mémoire holographique de grande capacité.

C'est également un but de la présente invention d'offrir une telle mémoire permettant un accès direct aux éléments d'informations.

C'est aussi un but de la présente invention d'offrir une telle mémoire ayant un faible temps d'accès à l'information.

C'est également un but de la présente invention d'offrir une telle mémoire ayant un débit élevé de lecture et ou d'écriture d'informations.

C'est aussi un but de la présente invention d'offrir une telle mémoire présentant une grande fiabilité.

C'est également un but de la présente invention d'offrir une telle mémoire susceptible de travailler dans des environnements sévères.

C'est aussi un but de la présente invention d'offrir une telle mémoire présentant un taux d'erreurs faible.

C'est également un but de la présente invention d'offrir une telle mémoire susceptible de stocker des données, notamment des bases de données ainsi que des fichiers informatiques.

C'est aussi un but de la présente invention d'offrir une telle mémoire susceptible de stocker des images compressées ou non-compressées.

Ces buts sont atteints par une mémoire holographique selon la présente invention comportant des moyens de concaténation dans un hologramme unique de grande capacité d'informations, d'une pluralité d'hologrammes porteurs d'informations à mémoriser.

La concaténation, selon l'invention permet de séparer à la lecture l'information provenant des divers hologrammes concaténés. La concaténation est avantageusement obtenue par des écritures multiples, de préférence successives, dans le milieu holographique, chaque écriture étant affectée d'un code orthogonal par rapport à tous les autres codes employés, affectés aux autres hologrammes, de manière à permettre la lecture individuelle des diverses informations mémorisées.

Avantageusement, le codage orthogonal est assuré par un diviseur du faisceau porteur d'informations à mémoriser, associé à un codeur d'amplitude ou, de préférence, de phase.

L'invention a principalement pour objet un dispositif holographique de stockage d'informations comportant un modulateur spatial de lumière, un milieu d'enregistrement holographique et une source de lumière d'enregistrement générant un faisceau d'enregistrement modulé par le modulateur spatial et un faisceau de référence illuminant le milieu d'enregistrement holographique caractérisé en ce qu'il comporte un diviseur spatial, divisant le premier faisceau de lumière en une pluralité de faisceaux modulés par l'information à enregistrer et un codeur disposé entre le diviseur spatial et le milieu d'enregistrement holographique, sur le trajet de la pluralité des faisceaux d'informations, ledit codeur appliquant, sur commande, à la pluralité des faisceaux d'informations, un code choisi parmi un ensemble de codes orthogonaux ou pseudo-orthogonaux.

Dans un mode de réalisation, le milieu d'enregistrement holographique est un milieu photoréfractif.

Dans un autre mode de réalisation, le milieu d'enregistrement holographique est un milieu photosensible.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- le codeur est un codeur de phase,
- le codeur est un codeur d'amplitude,
- le modulateur spatial de lumière comporte un dispositif matriciel à cristaux liquides,
- le modulateur spatial de lumière (11) est un modulateur matriciel dont chaque élément d'image est susceptible de reproduire, sur commande, plusieurs niveaux de gris,
- le diviseur spatial comporte une matrice de micro-lentilles,
- le diviseur spatial comporte un réseau holographique de Dammann,
- le dispositif comporte un contrôleur connecté au codeur et un bus de données connecté au modulateur spatial de lumière,
- il comporte un contrôleur connecté d'une part au codeur et, d'autre part au modulateur spatial de lumière ou à une mémoire d'images du modulateur spatial de lumière,
- le modulateur spatial de lumière assure pour chaque élément d'image de la matrice une modulation en tout ou rien (transparent, opaque) de la lumière,
- le dispositif comporte des moyens de relecture d'informations stockées dans le milieu d'enregistrement holographique comprenant une caméra matricielle et des moyens de projection de l'hologramme à lire sur un détecteur de ladite caméra,
- il comporte un dispositif holographique de stockage d'informations formant une mémoire de concaténation et des moyens de recopie de l'hologramme enregistré dans le milieu d'enregistrement holographique de la mémoire de concaténation dans une pile d'enregistrements holographiques d'un milieu d'enregistrement holographique de volume,
- il comporte, en outre, une source de lumière d'enregistrement générant un premier faisceau illuminant le milieu d'enregistrement holographique de la mémoire de concaténation puis le milieu d'enregistrement holographique de volume et un second faisceau de référence illuminant le milieu d'enregistrement holographique de volume ainsi que des moyens de codage du faisceau de référence fournissant l'adresse de l'hologramme copié dans la pile du milieu d'enregistrement holographique de volume,
- il comporte un contrôleur relié aux moyens de codage du second faisceau de référence d'enregistrement dans le milieu d'enregistrement holographique de volume,
- il comporte des moyens de relecture de l'information stockée dans le milieu d'enregistrement holographique de volume comprenant un décodeur et un recombineur disposés devant une caméra de détection, le décodeur appliquant sur commande, à la pluralité des faisceau de relecture un code choisi dans l'ensemble de codes orthogonaux d'écriture dans le milieu d'enregistrement holographique de la mémoire de concaténation.

L'invention a également pour objet un procédé d'enregistrement d'informations dans une mémoire holographique, consistant à former sur la mémoire une interférence entre un premier faisceau laser portant une information à enregistrer et un second faisceau laser de référence et à associer à l'information ainsi enregistrée une adresse correspondant à la valeur d'un paramètre du faisceau laser de référence, caractérisé en ce qu'il consiste
- à inscrire une première information sur le front d'onde du premier faisceau laser,
- à former ensuite un front d'onde étendu à partir du front d'onde précité,
- à coder l'information portée par le front d'onde étendu par modulation spatiale d'un paramètre tel que la phase ou l'amplitude du front d'onde étendu,
- à enregistrer l'information codée de ce front d'onde étendu dans la mémoire sous forme d'un hologramme élémentaire par interférence de ce front d'onde étendu avec un faisceau laser fixe de référence, et à associer à cet hologramme une adresse constituée par la modulation spatiale précitée de l'information,
- puis à répéter les opérations pour une nouvelle information inscrite sur le front d'onde du premier faisceau laser, en modifiant la modulation spatiale précitée pour associer une nouvelle adresse à cette nouvelle information, et en enregistrant dans la mémoire un nouvel hologramme élémentaire obtenu à partir du même faisceau laser fixe de référence, ce nouvel hologramme élémentaire se combinant à l'hologramme élémentaire précédemment enregistré pour former dans la mémoire un hologramme de concaténation.

Selon une autre caractéristique de l'invention, ce procédé consiste à répéter les opérations précitées pour une pluralité d'informations inscrites successivement dans le premier faisceau laser et à enregistrer successivement dans ladite mémoire une pluralité d'hologrammes élémentaires formant dans cette mémoire, par concaténation, un hologramme unique.

Avantageusement, ce procédé consiste également à copier dans une autre mémoire holographique l'hologramme de concaténation enregistré dans la première mémoire citée, en associant une adresse à cet hologramme, puis à enregistrer dans la première mémoire citée un autre hologramme de concaténation et à le copier dans ladite autre mémoire en lui associant une adresse différente de celle du premier hologramme de concaténation, et ainsi de suite, une information quelconque enregistrée dans ladite autre mémoire étant associée à une adresse double, constituée de l'adresse de cette information dans un hologramme de concaténation et de l'adresse de l'hologramme de concaténation dans ladite autre mémoire.

L'invention a également pour objet un procédé de lecture d'une information enregistrée dans une mémoire holographique conformément au procédé ci-dessus, caractérisé en ce qu'il consiste à extraire de ladite autre mémoire un front d'onde correspondant à l'hologramme de concaténation contenant l'information recherchée, puis à décoder ce front d'onde pour obtenir l'information recherchée, ce décodage étant réalisé à partir de la modulation spatiale précitée de l'information dans le front d'onde étendu précité.

L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et des figures annexées données comme des exemples non limitatifs et sur lesquelles
- la figure 1 est une vue schématique d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de stockage d'informations selon la présente invention
- la figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de lecture d'informations selon la présente invention
- la figure 2a est une vue schématique d'une variante de réalisation du dispositif de la figure 2.

- la figure 3 est un schéma d'un dispositif de lecture/écriture dans une mémoire selon la présente invention
- la figure 4 est une vue schématique de l'exemple préféré de réalisation d'un dispositif de stockage d'informations de grande capacité selon la présente invention
- la figure 5 est un schéma d'un exemple de réalisation d'un dispositif de stockage d'informations de grande capacité selon la présente invention
- la figure 6 est un diagramme de flux d'écritures dans une mémoire de grande capacité selon la présente invention
Sur les figures 1 à 6 on a utilisé les même références pour désigner les même éléments.

Sur la figure 1, on peut voir un exemple de réalisation d'une mémoire holographique selon la présente invention comportant une source de lumière 1 comportant de manière connue un laser 3, un séparateur de faisceaux 5 et un miroir 7. La source de lumière 1 délivre un premier faisceau 9 illuminant un modulateur spatial 11 et un second faisceau 13, dit faisceau de référence, illuminant un milieu d'enregistrement holographique 15.

Le modulateur spatial de lumière 11 assure la modulation de la lumière correspondant à l'information à mémoriser.

Cette information constitue par exemple une image à stocker ou des données informatiques. Avantageusement, le modulateur spatial de lumière 11 est un modulateur d'amplitude de préférence de type afficheur monochrome à cristaux liquides.Le taux d'erreurs est réduit en mettant en oeuvre des afficheurs à cristaux liquides assurant une modulation d'amplitude de la lumière en tout ou rien (transparent, opaque) . La capacité de la mémoire holographique selon la présente invention est augmentée par la mise en oeuvre d'un modulateur spatial de lumière dont chaque élément d'image est susceptible de moduler la lumière sur une pluralité d'intensités. Par exemple, un afficheur à cristaux liquides susceptible d'afficher 256 niveaux de gris susceptibles d'être distingués à la lecture du dispositif selon la présente invention permet de stocker des mots de 8 bits (1 octet) pour chaque élément d'image et chaque modulation effectuée avec le modulateur 11. Le modulateur 11 reçoit les données à afficher à partir d'une interface 17 et d'un bus 19. Le bus 19 est un bus de données ou un bus mixte données/adresses. Le modulateur 11 peut être associé à une mémoire graphique 21 intégrée ou interne.

Le faisceau 9 ayant traversé le modulateur spatial de lumière 11 atteint un diviseur 23 du faisceau assurant la division du faisceau modulé en une pluralité de faisceaux 25 avantageusement identiques.Les éléments d'image du modulateur 11 et les faisceaux 25 sont avantageusement répartis selon une matrice carrée de, par exemple, 64, 256 ou 1024 ou plus. Le diviseur 23 comporte, par exemple, un réseau de micro-lentilles ou un illuminateur de tableau, par exemple un réseau holographique de Dammann.

Les faisceaux 25 assurent l'illumination d'un codeur 27. Le codeur 27 assure un codage orthogonal des faisceaux 25. On entend par codage orthogonal un codage de l'ensemble des faisceaux 25 où chaque code correspond à un enregistrement individuel dans un milieu d'enregistrement holographique 15 séparable en lecture.

On peut par exemple utiliser un codage d'amplitude. Un codage d'amplitude est réalisé, par exemple, par une matrice d'obturateur avantageusement de type à cristaux liquides. Le codeur 27 arrête par exemple tous les faisceaux 25 sauf un, les divers codes orthogonaux correspondant aux divers faisceaux 25 que le codeur 27 transmet pour illuminer le milieu 15 d'enregistrement holographique. Malheureusement, ce type de codage a un faible rendement énergétique dans la mesure où un seul faisceau assure l'illumination du milieu d'enregistrement. On utilise avantageusement un codage de phase, un codeur de phase assurant sur commande un déphasage de certains faisceaux 25 de 7t radiants. Un exemple de codes orthogonaux de déphasage pour un codeur à 4 faisceaux 25 est donné dans le tableau 1 dans lequel les déphasages appliqués aux faisceaux est exprimé en radiants
Tableau 1 0000 07t07t
OOnx osso
Le codeur de phases présente l'avantage d'une excellente efficacité énergétique.

A chaque faisceau 25 correspond une cellule de codage du codeur 27 directement adressable par un contrôleur 29 recevant de l'interface 17 par l'intermédiaire d'un bus d'adresses 31 les instructions de codage du codeur 27.

Lorsque le dispositif de la figure 1 reçoit un ordre d'écriture en mémoire d'un ensemble d'informations correspondant à la capacité de la mémoire, l'interface 17 qui reçoit les données par l'intermédiaire d'un bus 33 assure, par le bus 19, le chargement de la mémoire d'images 21 et la modulation spatiale de lumière correspondante par l'intermédiaire du modulateur 11. Le contrôleur 29 élabore le premier code orthogonal correspondant à la première page de données qui est enregistrée dans le milieu holographique 15 par interférences entre la lumière du laser 3 modulé par le modulateur 11, séparée en faisceaux 25 et codée par le codeur 27 et la lumière du faisceau de référence 13. Les données de la seconde page sont chargées dans la mémoire d'images 21, le contrôleur 29 élabore le code orthogonal suivant et on procède à l'inscription holographique de la deuxième page mémoire. Le processus est répété avec les nouvelles pages et les nouveaux codes jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de données à écrire ou jusqu'à ce que la mémoire soit pleine, c'est-à-dire que des pages correspondantes à tous les codes aient été stockées.

Pour modifier une donnée d'une page dans la mémoire de la figure 1, on charge la page modifiée à inscrire dans la mémoire 21 alors que le contrôleur 29 élabore le code orthogonal correspondant à cette page. La page est réécrite dans le milieu holographique 15 avec, éventuellement, un effacement préalable de cette page du milieu holographique 15.

I1 est à noter que dans l'exemple de réalisation de la figure 1 le faisceau de référence 13 ne varie pas, c'est-à-dire qu'il conserve la même incidence, la même fréquence et la même relation de phase avec le faisceau 9 d'écriture.

En cas d'inscription d'informations individuelles, le système d'exploitation d'un ordinateur auquel est connecté le dispositif de la figure 1 ou l'interface 17 choisit le prochain emplacement libre dans lequel on va effectuer l'écriture des données. I1 peut s'agir d'un emplacement vierge, c'est-à-dire d'un emplacement dans lequel aucune écriture n'a été faite auparavant ou d'un emplacement comportant une information dont le système n'a plus besoin. Dans ce second cas, il peut être nécessaire d'effacer l'information portée à cette adresse par le milieu d'enregistrement holographique 15 avant l'enregistrement. L'interface 17 charge dans la mémoire d'image 21 les données correspondant à la page à écrire tenant compte des nouvelles informations à ajouter. Simultanément le contrôleur 29 adresse au codeur 27 le code de la page à compléter ou d'une nouvelle page dans laquelle l'inscription doit être effectuée. Le système d'exploitation et/ou l'interface 17 met à jour un pointeur d'emplacement libre, s'il y en a,dont la notification dans un dispositif de stockage d'informations résulte de la dernière écriture,
Le dispositif de stockage de la figure 1 peut également être mis en oeuvre pour stocker directement des images, comprimées ou non. Les images sont transmises par l'interface 17 et le bus 19 à la mémoire d'images 21.

Dans un tel cas, il n'y a pas d'adressage direct d'éléments d'images de la mémoire 21 et du modulateur spatial de lumière 11. Le contrôleur 29 élabore un code orthogonal séparé pour chaque image à stocker. Toutefois, il est bien entendu que la taille de l'image à stocker ne correspond pas nécessairement à la taille de la mémoire d'image graphique 21 et par suite au nombre d'éléments d'images du modulateur spatial de lumière 11.

Une image peut correspondre à une pluralité de pages enregistrées dans le milieu holographique 15, ou au contraire, une pluralité d'images peut être contenue dans une page unique.

Le milieu 15 d'enregistrement peut être du type à enregistrements multiples notamment un milieu photoréfractif ou photosensible. I1 est à noter qu'on n'effectue pas avec les dispositifs de la figure 1 d'inscription de pile d'hologrammes et, par suite, on peut utiliser un matériau de faible épaisseur ou un matériau en couche mince. De même, le dispositif selon la présente invention peut utiliser un milieu d'enregistrement holographique 15 avec enregistrement unique et lecture multiple, comme par exemple une pellicule ou une plaque photographique.

Sur la figure 2, on peut voir un dispositif de lecture selon la présente invention d'un milieu holographique 15 enregistré avec un dispositif de la figure 1. La source de lumière 1 du dispositif de la figure 2 fournit un faisceau 13 de référence illuminant directement le milieu d'enregistrement holographique 15 à lire. Par diffraction sur le hologramme enregistré dans le milieu 15, le front d'onde concaténé est reconstitué.

Ce front d'onde illumine un décodeur orthogonal 27' avantageusement identique au codeur 27 de la figure 1.

Les codes fournis par le contrôleur au décodeur 27' permettent de sélectionner la page à lire. La page reconstituée est mise en forme par le recombineur 23' qui peut identique au diviseur 23 dans le cas d'un codage en phase ou plus simplement dans le cas d'un codage d'amplitude qui peut être une simple optique de relais.

Une caméra 35 assure l'acquisition des images.

Dans une variante non illustrée, le dispositif de lecture est dépourvu du recombineur 23' et du décodeur 27'. L'ensemble des pages reconstituée est envoyé avec une optique de relais pour détection sur une caméra comportant un nombre suffisant de photodétecteurs.

Le dispositif de relecture peut également être identique au dispositif d'écriture de la figure 1 si on effectue la relecture de la mémoire par le faisceau 13' qui est le conjugué en phase du faisceau 13 de référence ayant servi à l'enregistrement. Ce dispositif de lecture est illustré sur la figure 2a. La page relue est extraite du dispositif par une lame séparatrice 5' avant d'être détectée par la caméra 35'.

Sur la figure 3, on peut voir un dispositif d'enregistrement lecture correspondant au dispositif d'enregistrement de la figure 1 couplé à un dispositif de lecture de la figure 2.

Sur la figure 4, on peut voir l'exemple préféré de réalisation d'un dispositif de stockage d'informations selon la présente invention.

Le dispositif de la figure 4 comprend un dispositif d'enregistrement de la figure 1 comportant notamment une source de lumière 1, un modulateur spatial de lumière 11, un diviseur de faisceaux 23, un codeur 27 et un milieu d'enregistrement holographique 15. Le dispositif de la figure 4 comporte en outre des moyens pour l'enregistrement d'une pile d'hologrammes concaténés dans un milieu d'enregistrement holographique de volume 39.

L'enregistrement d'une pile d'hologrammes dans un milieu holographique de volume 39 est connu en soi mais il est limité dans les dispositifs d'Art antérieur par les performances des modulateurs spatiaux de lumière.

Au contraire, pour un dispositif selon la présente invention on dépasse cette limite par la construction d'hologrammes concaténés dans le milieu d'enregistrement holographique 15 et on effectue une recopie de l'hologramme concaténé ayant une capacité supérieure à celle susceptible d'être obtenue par une inscription directe avec un modulateur de lumière. La copie s'effectue par la mise en oeuvre d'une optique de reprise 41 et par l'illumination simultanée du milieu holographique de volume 39 par un faisceau de référence 13'. A chaque niveau de la pile correspond, de manière connue, un faisceau 13' différent. Le milieu d'enregistrement holographique de volume 39 est un milieu massif ayant une épaisseur comprise, par exemple, entre quelques millimètres et quelques centimètres typiquement égal à 1 centimètre. Avantageusement, les faces principales du milieu 39 ont sensiblement les même dimensions que celles du milieu d'enregistrement holographique 15.

La sélection de l'adresse de l'hologramme dans la pile des hologrammes du milieu d'enregistrement holographique de volume s'effectue, de manière connue, par codage de phase, de longueur d'onde ou, avantageusement d'angle d'incidence du faisceau de référence 13'.Par exemple, le faisceau de référence 13' est formé par prélèvement de la lumière du faisceau 9 du laser 1 par un miroir semi-transparent 43 et un miroir de renvoi 45. L'orientation du faisceau 13' est modifié par un déflecteur qui peut être un moteur pas à pas, un galvanomètre ou un déflecteur acoustooptique 47. Le déflecteur est contrôlé par le contrôleur 29.

Avantageusement, le dispositif 47 de déflexion du faisceau 13' d'adressage du niveau de la pile d'hologrammes dans le matériau d'enregistrement holographique de volume 39 comporte un système de déflexion acousto-optique dans lequel une onde acoustique engendre des modifications périodiques d'un milieu transparent de manière à former un réseau de difraction.

La fréquence acoustique appliquée détermine le pas du réseau et par suite la déflexion subie par le faisceau.

Le dispositif 47 peut être un codeur de phase. En variante, le niveau de l'hologramme dans la pile est sélectionné par la longueur d'onde de la source 1.

Lors de l'écriture dans un dispositif de stockage d'informations de la figure 4, on effectue dans un premier temps une concaténation des informations à inscrire dans le milieu d'enregistrement holographique 15 puis, on sélectionne une adresse dans la pile d'hologrammes du milieu 39, par exemple par l'orientation du faisceau 13' et on effectue la copie de l'hologramme stocké dans le milieu holographique 15 à un des niveaux de la pile du milieu d'enregistrement holographique 39.

Pour cela, on ferme l'obturateur 37 et on ouvre les obturateurs 37' et 37.

On prépare ensuite 1'hologramme concaténé suivant et, après modification de l'adressage, par exmple de l'incidence du faisceau 13', on effectue la recopie du nouveau hologramme concaténé à un emplacement libre de la pile stockée dans le milieu d'enregistrement holographique du volume 39. La lecture d'un hologramme de la pile s'effectue, après sélection du faisceau de référence 13' correspondant, de manière analogue à la lecture dans un dispositif de la figure 3. Pour cela, on ouvre l'obturateur 37" et on ferme les obturateurs 37 et 37'. Le milieu d'enregistrement holographique de volume 39 est illuminé par le faisceau de référence 13'. La page est sélectionnée par le décodeur 27' pour être détectée par une caméra 35. Comme dans le cas de la figure 3, pour une modulation en tout ou rien de la lumière la caméra effectue une acquisition dont le seuil est avantageusement réglé sensiblement à la moitié de l'intensité nominale d'un point illuminé ; dans le cas d'un enregistrement en niveau de gris, les seuils de détection sont choisis en fonction des intensités lumineuses normalement restituées par le milieu holographique d'enregistrement.

Sur la figure 5, on peut voir un schéma partiel du dispositif de la figure 4 mettant en oeuvre des codeurs 27, 27' d'amplitude, ce qui permet de mieux visualiser les trajets optiques.

Sur la figure 6, on peut voir un diagramme de flux illustrant un exemple d'un procédé de stockage de x pages consécutives dans le dispositif de stockage d'informations de la figure 4.

En 51 on transmet au dispositif selon l'invention le nombre de pages à stocker.

On va en 53.

En 53 on initialise le compteur 1 de niveaux dans la pile d'hologrammes enregistrée dans le milieu d'enregistrement holographique des volumes 39. Lorsque la pile est vide le compteur est initialisé à O. Lorsque la pile est partiellement remplie, le compteur est initialisé au numéro du dernier niveau complet.

On va en 55.

En 55 on incrémente le compteur 1 de niveaux dans la pile.

On va en 57.

En 57 on initialise le compteur k de pages du niveau 1 de la pile en cours de traitement. S'il s'agit d'un niveau vide de la pile le compteur k est initialisé à O. Si le niveau 1 comporte des pages enregistrées le compteur k est initialisé à la dernière page mémorisée.

On va en 59.

En 59 on incrémente le compteur k de pages.

On va en 61.

En 61 on transfert la page à écrire dans le modulateur spatial de lumière 11, par exemple en chargeant une image dans la mémoire d'images 21.

On va en 63.

En 63 on enregistre la page k dans le milieu d'enregistrement holographique 15.

En 65 on vérifie si le compteur de pages a atteint la valeur maximale k ,k~ kMAx correspondant au minimum entre le nombre de pages et le nombre de faisceaux 25 codés par le codeur 23.

Si non on va en 59.

Si oui on va en 67.

En 67 on effectue la recopie de l'hologramme du milieu d'enregistrement holographique 15 vers le niveau 1 de la pile du milieu d'enregistrement holographique de volume 39.

On va en 69.

En 69 on vérifie si le compteur 1 a atteint la valeur maximale Cux 49x correspondant au minimum du nombre de niveaux de la pile stockée dans le milieu d'enregistrement holographique de volume 39 et le nombre de pages à inscrire divisé par le nombre de faisceaux 25.

Si non on va en 55.

Si oui on va en 71.

En 71, l'interface 17 indique au système d'exploitation que les informations ont été enregistrées.

Le dispositif selon la présente invention présente une capacité de stockage multipliée par un facteur P correspondant au nombre de codes orthogonaux utilisés, c'est-à-dire au nombre de faisceaux formés dans le diviseur de faisceaux 23. Cette augmentation d'un facteur P peut être utilisée seule comme illustré sur les figures 1 à 3 ou en combinaison avec un enregistrement dans une pile d'hologrammes comme illustré sur la figure 4 et 5. Dans ce dernier cas, l'efficacité de la diffraction lors de la lecture varie, comme dans les enregistrement des piles d'hologrammes de type connu, avec l'inverse du carré du nombre de niveaux de la pile.

Au contraire, la perte d'efficacité de diffraction par concaténation de P pages est inversement proportionnelle au nombre P de pages concaténées. I1 en résulte que l'efficacité de la difraction des dispositifs de stockage des figures 4 et 5 est proportionnelle à l'inverse de (N2 P) et par suite, à capacité égale, la perte d'efficacité de la diffraction est nettement inférieure par augmentation du nombre de pages concaténées que par augmentation du nombre de niveaux de la pile. I1 en résulte la possibilité de former des mémoires holographiques de très grande capacité.

Le dispositif de stockage d'information selon la présente invention peut être associé à tout système informatique classique et/ou à des dispositifs de traitement et/ou de stockage d'images.

La présente invention s'applique principalement à l'industrie informatique et à l'industrie de matériel vidéo.

Claims (23)

REVENDICATIONS

1. Dispositif holographique de stockage d'informations comportant un modulateur spatial de lumière (1), un milieu d'enregistrement holographique (15) et une source de lumière d'enregistrement (1) générant un faisceau d'enregistrement (9) modulé par le modulateur spatial (1) et un faisceau de référence (13) illuminant le milieu d'enregistrement holographique (15) caractérisé en ce qu'il comporte un diviseur spatial (23), divisant le premier faisceau de lumière (9) en une pluralité de faisceaux modulés (25) par l'information à enregistrer et un codeur (27) disposé entre le diviseur (23)spatial et le milieu d'enregistrement holographique (15), sur le trajet de la pluralité des faisceaux d'informations (25) ,ledit codeur (27) appliquant, sur commande, à la pluralité des faisceaux d'informations (25) , un code choisi parmi un ensemble de codes orthogonaux ou pseudo-orthogonaux.

2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le milieu d'enregistrement holographique (15) est un milieu photoréfractif.

3. Dispositif holographique de stockage d'informations selon la revendication 1 caractérisé en ce que le milieu d'enregistrement holographique (15) est un milieu photosensible.

4. Dispositif holographique de stockage d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le codeur (27) est un codeur de phase.

5. Dispositif holographique de stockage d'informations selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le codeur (27)est un codeur d'amplitude.

6. Dispositif holographique de stockage d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le modulateur spatial de lumière (11) comporte un dispositif matriciel à cristaux liquides.

7. Dispositif holographique de stockage d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le modulateur spatial de lumière (11) est un modulateur matriciel dont chaque élément d'image est susceptible de reproduire, sur commande, plusieurs niveaux de gris.

8. Dispositif holographique de stockage d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le diviseur spatial (23) comporte une matrice de micro-lentilles.

9. Dispositif holographique de stockage d'informations selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le diviseur spatial (23) comporte un réseau holographique de Dammann.

10. Dispositif holographique de stockage d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un contrôleur (29) connecté au codeur (27) et un bus de données (19) connecté au modulateur spatial de lumière (11) .

11. Dispositif holographique de stockage d'informations selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce qui comporte un contrôleur (29) connecté dune part au codeur (27)et, d'autre part au modulateur spatial de lumière (11) ou à une mémoire d'images (21) du modulateur spatial de lumière (11).

12. Dispositif holographique de stockage d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le modulateur spatial de lumière (11) assure pour chaque élément d'image de la matrice une modulation en tout ou rien (transparent, opaque) de la lumière.

13. Dispositif holographique de stockage d'informations selon l'une quelconque des revendications 1 à îl caractérisé en ce que chaque élément d'image de la matrice d'éléments d'image du modulateur spatial de lumière (11) est susceptible, sur commande, d'adopter un niveau de gris choisi parmi une pluralité de niveaux de gris.

14. Dispositif holographique de stockage d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de relecture d'informations stockées dans le milieu d'enregistrement holographique(l5)comprenant une caméra matricielle (35) et des moyens de projection de l'hologramme à lire sur un détecteur de ladite caméra.

15. Dispositif holographique de stockage d'informations de grande capacité caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif holographique de stockage d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes formant une mémoire de concaténation et des moyens de recopie de l'hologramme enregistré dans le milieu d'enregistrement holographique (15) de la mémoire de concaténation dans une pile d'enregistrements holographiques d'un milieu d'enregistrement holographique de volume (39).

16. Dispositif holographique de stockage d'informations de grande capacité selon la revendication 15 caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une source de lumière d'enregistrement générant un premier faisceau (9,25) illuminant le milieu d'enregistrement holographique (15) de la mémoire de concaténation puis le milieu d'enregistrement holographique de volume (39) et un second faisceau de référence (13') illuminant le milieu d'enregistrement holographique de volume (39) ainsi que des moyens de codage (47) du faisceau de référence (13') fournissant l'adresse de l'hologramme copié dans la pile du milieu d'enregistrement holographique de volume (39).

17. Dispositif holographique de stockage d'informations de grande capacité selon la revendication 15 ou 16 caractérisé en ce qu'il comporte un contrôleur (29) relié aux moyens de codage (47)du second faisceau de référence (13') d'enregistrement dans le milieu d'enregistrement holographique de volume (39).

18. Dispositif holographique de stockage d'informations de grande capacité selon l'une quelconque des revendications 15 à 17 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de relecture de l'information stockée dans le milieu d'enregistrement holographique de volume (39) comportant un décodeur (27') et un recombineur (25) disposé devant une caméra (35) de détection, le décodeur appliquant, sur commande, à la pluralité des faisceaux de relecture un code choisi dans l'ensemble de codes orthogonaux d'écriture dans le milieu d'enregistrement holographique de la mémoire de concaténation.

19. Dispositif holographique de stockage d'informations de grande capacité selon la revendication 18 caractérisé en ce que le dispositif de concaténation constitue également le dispositif de déconcaténation d'informations.

20. Procédé d'enregistrement d'informations dans une mémoire holographique, consistant à former sur la mémoire une interférence entre un premier faisceau laser portant une information à enregistrer et un second faisceau laser de référence et à associer à l'information ainsi enregistrée une adresse correspondant à la valeur d'un paramètre du faisceau laser de référence, caractérisé en ce qu'il consiste

- à inscrire une première information sur le front d'onde du premier faisceau laser,

- à former ensuite un front d'onde étendu à partir du front d'onde précité,

- à coder l'information portée par le front d'onde étendu par modulation spatiale d'un paramètre tel que la phase ou l'amplitude du front d'onde étendu,

- à enregistrer l'information codée de ce front d'onde étendu dans la mémoire sous forme d'un hologramme élémentaire par interférence de ce front d'onde étendu avec un faisceau laser fixe de référence, et à associer à cet hologramme une adresse constituée par la modulation spatiale précitée de l'information,

- puis à répéter les opérations pour une nouvelle information inscrite sur le front d'onde du premier faisceau laser, en modifiant la modulation spatiale précitée pour associer une nouvelle adresse à cette nouvelle information, et en enregistrant dans la mémoire un nouvel hologramme élémentaire obtenu à partir du même faisceau laser fixe de référence, ce nouvel hologramme élémentaire se combinant à l'hologramme élémentaire précédemment enregistré pour former dans la mémoire un hologramme de concaténation.

21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il consiste à répéter les opérations précitées pour une pluralité d'informations inscrites successivement dans le premier faisceau laser et à enregistrer successivement dans ladite mémoire une pluralité d'hologrammes élémentaires formant dans cette mémoire, par concaténation, un hologramme unique.

22. Procédé selon la revendication 20 ou 21, caractérisé en ce qu'il consiste à copier dans une autre mémoire holographique l'hologramme de concaténation enregistré dans la première mémoire citée, en associant une adresse à cet hologramme, puis à enregistrer dans la première mémoire citée un autre hologramme de concaténation et à le copier dans ladite autre mémoire en lui associant une adresse différente de celle du premier hologramme de concaténation, et ainsi de suite, une information quelconque enregistrée dans ladite autre mémoire étant associée à une adresse double, constituée de l'adresse de cette information dans un hologramme de concaténation et de l'adresse de l'hologramme de concaténation dans ladite autre mémoire.

23. Procédé de lecture d'une information enregistrée dans une mémoire holographique conformément au procédé de la revendication 22, caractérisé en ce qu'il consiste à extraire de ladite autre mémoire un front d'onde correspondant à l'hologramme de concaténation contenant l'information recherchée, puis à décoder ce front d'onde pour obtenir l'information recherchée, ce décodage étant réalisé à partir de la modulation spatiale précitée de l'information dans le front d'onde étendu précité.