Article

1 - CALCUL OPTOÉLECTRONIQUE

2 - HOLOGRAMMES CALCULÉS

3 - CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES

Article de référence | Réf : RE171 v1

Calcul optoélectronique et hologrammes calculés

Auteur(s) : Pierre AMBS

Date de publication : 10 nov. 2013

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Version en anglais En anglais

RÉSUMÉ

Le calcul optoélectronique est basé sur l'utilisation de la lumière comme support de l'information. Grâce à la vitesse et au parallélisme inhérent de cette dernière, le processeur possède alors un potentiel inégalé en termes de vitesse de traitement. Les hologrammes calculés, souvent associés aux processeurs optiques, permettent de créer des fronts d'onde complexes irréalisables avec des méthodes classiques. Les bases du calcul optoélectronique et ses applications sont présentées, ainsi que les algorithmes de calcul des hologrammes et leurs utilisations.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

The optoelectronic calculation is based on the use of light as an information carrier. Thanks to the speed and the inherent parallelism of the latter, the processor then has unparalleled potential in terms of processing speed. The holograms calculated, often associated with optical processors, allow for the creation of complex wavefronts that cannot be achieved with conventional methods. The basics of optoelectronic computing and its applications are presented as well as the algorithms for the calculation of holograms and their uses.

Auteur(s)

  • Pierre AMBS : Professeur des universités École nationale supérieure d'ingénieurs, Sud Alsace (ENSISA), Université de Haute-Alsace

INTRODUCTION

Le calcul optoélectronique désigné souvent par le terme traitement optique de l'information a fait l'objet de recherches très actives dans le monde, car il repose sur une idée très prometteuse qui est d'utiliser les propriétés de vitesse et de parallélisme de la lumière pour traiter l'information à très haute cadence. Dans le cas du traitement optique, l'information sera une information optique sous la forme d'un signal optique unidimensionnel ou d'une image. Par rapport aux processeurs électroniques qui, pour la plupart, traitent l'information en série, l'optique a l'avantage de son parallélisme inhérent et naturel permettant ainsi le traitement en parallèle et en temps réel de très grandes quantités de données. De plus, la transformée de Fourier est effectuée très simplement par une lentille convergente. Toutes ces propriétés constituent les atouts majeurs des calculateurs optoélectroniques pour le traitement d'images, la reconnaissance de formes par corrélation, ainsi que les interconnexions optiques en espace libre. Elles expliquent aussi que depuis les années 1960 et l'arrivée du laser, les processeurs optiques ont fait l'objet de recherches très actives dans le monde entier suscitant beaucoup d'enthousiasmes et des réalisations expérimentales prometteuses, en particulier entre 1980 et 2005. Aujourd'hui, les progrès des ordinateurs, aussi bien en puissance de calcul qu'en capacité mémoire, font que la perspective d'un processeur tout optique de traitement du signal n'est plus d'actualité, mais que la présence d'optique au sein de calculateurs électroniques est de plus en plus une nécessité. Aujourd'hui, ces 50 années de recherche dans des domaines très variés tels que l'architecture de processeurs, les algorithmes de traitement du signal, les composants optoélectroniques (diodes laser, modulateurs spatiaux de lumière, détecteurs, composants non linéaires...), les éléments optiques diffractifs, les techniques d'imagerie pour n'en citer que quelques-uns, contribuent au succès de la photonique et à l'émergence de nouveaux domaines comme la nanophotonique ou la biophotonique.

L'holographie calculée est née dans les mêmes années 1960 que le calcul optoélectronique et a longtemps été associée à lui en tant que composant des processeurs optiques. Tout comme les hologrammes enregistrés optiquement, les hologrammes calculés par ordinateur ont pour but l'enregistrement et la reconstruction d'un front d'onde. Cependant, le front d'onde restitué étant calculé et codé sur la surface de l'hologramme calculé, ce dernier permet beaucoup plus de souplesse. Des fronts d'ondes complexes très variés peuvent être générés faisant de l'hologramme calculé, appelé actuellement Élément Optique Diffractif Numérique, le composant optique idéal pour la manipulation de la lumière. Les hologrammes calculés sont arrivés actuellement dans une phase de maturité aussi bien pour les algorithmes de calcul que pour les méthodes de fabrication qui sont empruntées à la microlithographie. Les applications sont très variées, elles touchent le domaine industriel, scientifique et grand public. La réalisation de composants à la structure inférieure à la longueur d'onde ouvre actuellement de nouvelles perspectives d'applications.

Cet article comprend donc deux parties, la première consacrée au calcul optoélectronique et la deuxième aux hologrammes calculés.

Important

La partie traitant du calcul optoélectronique reprend en partie les principaux éléments, au niveau du texte et des figures, d'un article [E 4 500] publié par les Techniques de l'Ingénieur avec pour titre « Calcul optoélectronique » et pour auteurs Vincent Laude, Jean-Pierre Huignard et Pierre Chavel. Cet article datant de 1996, le présent article en est une mise à jour.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re171


Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(219 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation
Version en anglais En anglais

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(219 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GOODMAN (J.W.) -   Introduction to Fourier optics.  -  Roberts & Company Publishers (2005).

  • (2) - PÉREZ (J.P.) -   Optique : fondements et applications.  -  Dunod (2004).

  • (3) - VANDER LUGT (A.) -   Signal detection by complex filtering.  -  IEEE Trans. Inf. Theory, 10, p. 139-145 (1964).

  • (4) - JAVIDI (B.), HORNER (J.L.) -   Real-time optical information processing.  -  Academic Press Limited (1994).

  • (5) - WEAVER (C.S.), GOODMAN (J.W.) -   A technique for optically convolving two functions.  -  Appl. Opt., 5, p. 1248-1249 (1966).

  • (6) - RHODES (W.T.), SAWCHUK (A.A.) -   Incoherent optical processing.  -  In Optical Information Processing Fundamentals, LEE (S.H.), éd., Springer-Verlag, p. 69-110 (1981).

  • ...

1 Sites Internet

http://www.cambridgecorrelators.com/

Groupe de recherche Ultrafast and Nanoscale Optics Group du Prof. FAINMAN (S.) à l'University of California, San Diego https://www.unogroup-ucsd.com/

Groupe de recherche Optics Laboratory du Prof. PSALTIS (D.) à l'École Polytechnique fédérale de Lausanne https://www.epfl.ch/labs/lo/people-2/demetri-psaltis/

Groupe de recherche Optics Group du Prof. CAMPOS (J.) à l'Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) https://photonics.masters.upc.edu/en/academic-staff/juan-campos

Entreprise française spécialisée dans les éléments optiques diffractifs http://www.holotetrix.com/

Département de recherche Optique du Prof. DE BOUGRENET DE LA TOCNAYE (J.-L.) à Télécom Bretagne https://www.imt-atlantique.fr/fr/personne/jean-louis-de-bougrenet-de-la-tocnaye

HAUT DE PAGE

2 Normes et standards

...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(219 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS