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).
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1989 par Pierre LAPOSTOLLE
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Composants1. Traitement optique de l’information
1.1 Etat des lieux
La mise en œuvre des technologies optoélectroniques dans des systèmes performants de traitement et de stockage de l’information exploite certaines propriétés physiques des ondes optiques aujourd’hui bien établies.
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Contrairement aux électrons, les photons n’interagissent pas quand ils se croisent. Ce principe est à la base des architectures d’interconnexion entre circuits intégrés 3.2 et de corrélation d’images 3.1 et favorise le recours à l’optique dans les processeurs massivement parallèles 1.3.
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Les capacités de stockage en optique sont importantes. En effet, elles sont directement liées à la longueur d’onde λ, typiquement 0,5 µm. Pour un stockage en surface, par exemple un vidéodisque, la densité limite est de l’ordre de λ2 soit 108 bits · cm–2. Pour un stockage holographique en volume (enregistrement dans un cristal), elle est de l’ordre de λ3, soit potentiellement 1012 bits · cm–3.
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Les ondes optiques en propagation libre ou guidée sont immunisées par rapport aux effets inductifs appelés environnement électromagnétique.
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Les signaux transmis sur une porteuse optique ont une grande bande passante. Les diodes lasers et les composants optiques intégrés peuvent par exemple être modulés à des fréquences aussi élevées...
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