Présentation
Auteur(s)
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Vincent LAUDE : Ingénieur de l’École supérieure d’optique, docteur ès sciences, ingénieur au Laboratoire central de recherches (LCR) Thomson-CSF
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Jean-Pierre HUIGNARD : Ingénieur de l’École supérieure d’optique, docteur-ingénieur, chef de laboratoire au Laboratoire central de recherches (LCR) Thomson-CSF
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Pierre CHAVEL : Ancien élève de l’École normale supérieure de Saint-Cloud, docteur ès sciences, directeur de recherche, Institut d’optique, CNRS URA 14
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le calcul optoélectronique est un sujet de recherches important depuis plus d’une dizaine d’années. Il commence cependant seulement de nos jours à émerger des laboratoires pour gagner le monde industriel, en offrant une alternative à la solution tout électronique pour certaines applications.
Durant de nombreuses années, les concepts validés en laboratoire se sont heurtés à une sévère réalité technologique constituée par l’absence de composants d’interface optique/électronique. De plus, les lasers existant étaient souvent trop encombrants pour envisager la miniaturisation nécessaire à l’éventuelle application de ces processeurs. Depuis ces dernières années, cette situation technologique a rapidement évolué. Non seulement sont apparus des lasers compacts présentant les puissances nécessaires en régime continu (environ 0,1 W), mais les progrès en matière d’écrans à cristaux liquides ont permis de disposer de l’élément essentiel que constituent les modulateurs spatiaux de lumière. Il est ainsi actuellement possible d’écrire à la cadence vidéo une image de 500 × 500 pixels sur un faisceau optique, et cette taille sera dans un futur proche de 1 000 × 1 000 pixels, puisque les applications grand public des écrans à cristaux liquides entraînent un développement industriel important de ces technologies. L’existence de capteurs CCD (Charge Coupled Device) de grande résolution et de petite taille complète la liste des éléments qui permet d’affirmer qu’une nouvelle étape apparaît pour le calcul optoélectronique. Elle se concrétise par l’apparition d’études algorithmiques appliquées aux processeurs optiques. La recherche de solutions hybrides optique/électronique profite au mieux des atouts de chacune de ces technologies, qu’il s’agisse de processeurs numériques, analogiques ou mixtes.
Les principales applications identifiées actuellement exploitent le parallélisme inhérent aux architectures optiques (traitement d’images, interconnexions optiques) ainsi que la faculté d’obtenir aisément la transformée de Fourier d’une image (corrélation, analyse de spectre).
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VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1989 par Pierre LAPOSTOLLE
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Traitement optique de l’information4. Quelques applications
4.1 Analyseur du spectre hyperfréquence
Nous envisageons tout d’abord un analyseur de spectre hyperfréquence large bande adapté aux signaux radar, qui utilise une cellule acousto-optique [12] (figure 11). Soit le signal temporel s (t ), qui module une porteuse à la fréquence f (en Hz) ; le signal modulé appliqué à la cellule est :
Un analyseur de spectre sert à mesurer le spectre d’un signal temporel s (t ), c’est-à-dire │TF[s ]│2(ν ), module carré de la transformée de Fourier du signal, pour chaque fréquence ν (en Hz).
Une cellule de Bragg acousto-optique est un SLM d’un type particulier puisqu’elle permet de transformer un signal temporel en une déflexion d’un faisceau laser. L’effet acousto-optique est la diffraction de la lumière par les ondes acoustiques ou ultrasonores. Un composant acousto-optique consiste en un transducteur piézoélectrique collé sur un cristal, couramment le niobate de lithium (LiNbO3). Le signal électrique appliqué sur le transducteur induit une onde acoustique se propageant dans le cristal, qui reproduit à la fois l’amplitude et la phase du signal électrique. La vitesse des ondes acoustiques v est environ de 3 600 m/s dans un cristal de LiNbO3 . L’onde acoustique induit une modulation de l’indice du cristal qui reproduit à son tour l’amplitude et la phase du signal électrique, de sorte que l’amplitude lumineuse diffractée en sortie du cristal est donnée par :
avec :
- µ :
- efficacité de diffraction (sans dimension)
- A0 :
- amplitude lumineuse incidente
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