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L’holographie au service des mémoires à très haute densité

La densité des mémoires holographiques est dix fois supérieure à celle des disques magnétiques. Les ordinateurs actuels ne sont pas adaptés à leur format de données.

Les mémoires holographiques ont tout de la mémoire idéale : un coût au mégaoctet équivalent à celui des bandes magnétiques, un temps d’accès à mi-chemin entre celui des meilleurs disques durs et celui des semi-conducteurs et un volume réduit. Ainsi, les chercheurs d’IBM ont fabriqué un cube holographique d’un centimètre de côté stockant 10 Go. Manhattan Scientifics, à New York, travaille sur Holostor, une disquette holographique de 50 Go, dont le prix de revient devrait avoisiner 2 dollars.
Cette nouvelle technologie hérite du procédé de l’hologramme lié à l’invention du laser. L’hologramme nécessite en effet une lumière spécifique, fournie par le laser, dite lumière cohérente : toutes les ondes qui la constituent ont une fréquence, une phase et une polarisation identiques et sont organisées en faisceau.

Une forte capacité d’impression

La confection d’un hologramme nécessite, outre le laser, des composants optiques, un support d’enregistrement et bien sûr, un objet à holographier. Dans un premier temps, on sépare le faisceau du laser en deux. Le premier faisceau, élargi par une lentille, est dirigé directement vers le support, sans aucune transformation. C’est le faisceau de référence. Le second faisceau est, lui, dirigé vers l’objet à holographier. Le support d’enregistrement reçoit le faisceau de référence et la lumière réfléchie par l’objet. Il ne reste plus qu’à développer le support au même titre qu’une pellicule argentique et on obtient un hologramme, un simili 3D. Le support d’enregistrement, une gélatine sensibilisée couchée sur une plaque de verre est doté d’une très grande définition, vingt fois supérieure à celle des meilleures émulsions photographiques. À certains endroits, les ondes lumineuses s’annulent ; à d’autres, elles s’additionnent. La capacité de la gélatine à capter les plus petits détails lui permet de ne prendre en compte que ces interférences entre les deux faisceaux lors de la phase d’enregistrement.
Appliqué aux mémoires, le principe de l’holographie est séduisant. Les chercheurs ont profité de cette forte capacité d’impression et remplacé les points qui constituent l’image tridimensionnelle par des bits. L’objet à holographier est ici constitué par le flux de données issus du processeur ou d’une mémoire de masse. Il est transformé en un ensemble de points plus ou moins lumineux, appelé page. Le passage à la pratique est plus complexe. Si l’on dispose de diodes laser et de microcomposants optiques (lentilles, miroirs mobiles…), le matériau d’enregistrement reste une pierre d’achoppement. Pas question ici d’utiliser de la gélatine, qu’il faut développer comme du papier photographique.

Les polymères à cristaux liquides


Les recherches passées et actuelles ont mis à jour deux types de matériaux prometteurs. Les polymères à cristaux liquides sont les plus aboutis. Faciles à fabriquer en grande quantité, ils offrent de bonnes caractéristiques optiques, ainsi qu’une grande facilité d’enregistrement. De plus, ils s’implémentent facilement dans des applications grand public.
L’utilisation de cristaux de composés de niobium est également envisagée mais est réservée aux applications spatiales et militaires. En cours de développement, ils offrent potentiellement de très grandes capacités d’enregistrement. Ici, on ne parle plus de gigaoctets, mais de téraoctets. Ces cristaux sont sensibles non seulement aux variations de l’angle du faisceau lumineux, mais aussi à sa durée. Il est ainsi possible de multiplier le nombre de pages enregistrées, selon qu’on envoie le signal d’enregistrement pendant une ou deux microsecondes, par exemple. On envisage dès aujourd’hui de construire, sur la base de ces fameux cristaux, des processeurs spécialisés dans le traitement d’images.
Si les mémoires holographiques ont vu leur développement retardé par le manque de matériau d’enregistrement, elles rencontrent aujourd’hui un autre frein, bien plus important. En effet, l’informatique actuelle manipule de petits paquets de données, de 64 bits au maximum. Or la structure même des mémoires holographiques impose une nouvelle architecture apte à traiter le flux de données. La révolution holographique aura peut-être lieu, mais elle devra s’inscrire dans un mouvement beaucoup plus général.

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KARIM BERNOUSSI