Etude de l’architecture d’une mémoire holographique microfibrée réinscriptible

Au vu de l’état de l’art sur le stockage holographique présenté dans le chapitre 1, il apparaît que des architectures et matériaux variés peuvent être envisagés de manière prospective. Le champ d’investigation est donc très large, et le groupe Manolia de l’Institut d’Optique d’Orsay avait ainsi choisi avant le démarrage de cette thèse de développer sa thématique de recherche sur le stockage holographique en orientant ses travaux sur l’architecture de mémoire microfibrée. Les potentialités de cette approche sont en effet bien réelles. Tout d’abord, le fait que les capacités accessibles apparaissent proportionnelles à l’épaisseur de la couche de données est très attractif. De plus, l’utilisation d’un nombre important de longueurs d’onde est propice à augmenter les débits d’écriture et de lecture par rapport aux supports surfaciques optiques actuels.L’approche par microréseaux est également très intéressante du fait de son fonctionnement proche de celui des supports surfaciques actuels, ce qui la rend moins prospective et semble garantir une bonne compatibilité avec ces supports. Les limitations que connaissent ces derniers pourraient toutefois poser certains problèmes à cette approche. D’une part au niveau des débits, qui sont surtout limités par les vitesses de rotation de disque accessibles [McLeod 05]. D’autre part au niveau des tolérances de fonctionnement. En effet, l’augmentation des capacités visée est essentiellement due à la multiplication des couches de microréseaux, et les contraintes de positionnement volumiques au sein d’un tel empilement pourraient être importantes avec de grandes ouvertures numériques de focalisation (donc particulièrement sensibles aux aberrations optiques). Par ailleurs, l’unité de réflexion nécessaire à l’enregistrement conduit à une architecture avec des éléments actifs à aligner de part et d’autre du disque, ce qui nécessite la plupart du temps la présence d’un asservissement.Dans ce contexte, ce chapitre décrit une structure de mémoire microfibrée basée d’une part sur un matériau réinscriptible original, et d’autre part sur une configuration de type Lippmann permettant de supprimer l’unité de réflexion et d’accroître les performances de la mémoire par une méthode de lecture spécifique. Ainsi, après une présentation de l’état initial du projet de mémoire microfibrée au départ de cette thèse, les développements qui ont pu y être apportés au cours de celle-ci seront ensuite décrits.

Etat initial du projet de mémoire microfibrée réinscriptible

Les travaux de recherche effectués sur ce projet dans le groupe Manolia bénéficiaient initialement de collaborations avec plusieurs partenaires qui se sont poursuivies par la suite. Ces principaux partenaires initiaux sont le Département de Photochimie Générale (DPG) de l’Université de Haute Alsace (Mulhouse), l’Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB), le Centre de Physique Moléculaire Optique et Hertzienne (CPMOH, Bordeaux), le Laboratoire de Magnétisme et d’Optique de Versailles (LMOV),et Irilab, start- up fondée spécialement pour étudier l’architecture de mémoire microfibrée. Les principaux aspects de l’état du projet de mémoire holographique microfibrée réinscriptible au départ de cette thèse sont ainsi décrits ci-dessous.Pour enregistrer des réseaux de Bragg dans les microfibres, celles-ci doivent contenirdes éléments photosensibles introduits dans le matériau initial avant sa structuration en microfibres. Pour obtenir des capacités de l’ordre du teraoctet sur un disque microfibré, rappelons que 500 réseaux doivent typiquement être multiplexés dans des microfibres de longueur proche du millimètre. Un matériau de choix pour créer ces microfibres est un photopolymère. En effet, la création de microfibres monomodes sur une large plage spectrale (environ 100 nm) et de diamètre proche de 0,5 µm nécessite de prévoir un saut d’indice entre cœur et gaine d’environ 0,05. Ceci est tout à fait possible dans les photopolymères conventionnels [Tomlinson 85, Kewitsch 96], et il est à noter que les effets de rétreint ne sont pas un problème dans le cas présent de structuration en microfibres. Au sein du projet, le DPG, et plus spécifiquement l’équipe de Christiane Carré, est chargé de l’élaboration et de la caractérisation d’un photopolymère adapté du fait de sa très forte expertise dans ce domaine. Parmi les méthodes potentielles pour la création des microfibres, l’exposition duobtenue pour la matrice de colonnes d’indice résultante, de l’ordre de 2.10-3, s’est cependant avéré insuffisante pour guider efficacement la lumière dans les conditions visées pour le projet.