Conception, validation et mise en oeuvre d’une architecture de stockage de données de très haute capacité basée sur le principe de la photographie Lippmann

Conception, validation and implementation of a new architecture of high capacity optical storage based on Lippmann's photography

• Auteur / Autrice : Kevin Contreras Villalobos
• Direction : Gilles Pauliat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques
• Date : Soutenance le 04/02/2011
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ondes et Matière (Orsay, Essonne ; 1998-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Charles Fabry (Palaiseau, Essonne ; 1998-....) - Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'Optique / Manolia
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gilles Pauliat, Pal Koppa, Loïc Mager, Christiane Carré, Alain Cornet, Jean Taboury
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pal Koppa, Loïc Mager

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interférence (optique)

Modulateurs de lumière

Multiplexage en longueur d'onde

Mots clés libres

Stockage optique des données

Photographie Lippmann

Sélectivité de Bragg

Multiplexage en longueur d’onde

Modulateur de lumière

Optical data storage

Photography Lippmann

Bragg selectivity

Wavelength multiplexing

Spatial light modulator

Résumé

Le stockage de données par holographie suscite un intérêt renouvelé. Il semble bien placé pour conduire à une nouvelle génération de mémoires optiques aux capacités et débits de lecture bien supérieurs à ceux des disques optiques actuels basés sur l’enregistrement dit surfacique. Dans ce travail de thèse, nous proposons une nouvelle architecture de stockage optique de données qui s’inspire du principe de la photographie interférentielle de Lippmann. Les informations y sont inscrites dans le volume du matériau d’enregistrement sous la forme de pages de données par multiplexage en longueur d’onde en exploitant la sélectivité de Bragg. Cette technique, bien que très voisine de l’holographie, n’avait jamais été envisagée pour le stockage à hautes capacités. L’objectif de la thèse a été d’analyser cette nouvelle architecture afin de déterminer les conditions pouvant conduire à de très hautes capacités. Cette analyse s’est appuyée sur un outil de simulation numérique des processus de diffraction en jeu dans cette mémoire interférentielle. Elle nous a permis de définir deux conditions sous lesquelles ces hautes capacités sont atteignables. En respectant ces conditions, nous avons conçu un démonstrateur de mémoire dit de « Lippmann » et avons ainsi démontré expérimentalement que la capacité est bien proportionnelle à l’épaisseur du matériau d’enregistrement. Avec une telle architecture, des capacités de l’ordre du Téraoctet sont attendues pour des disques de 12 cm de diamètre.

Nowadays, the holographic data storage presents a renewed interest. It seems well placed to lead a new generation of optical storage capacity and playback speeds much higher than current optical discs based on the recording onto a surface. In this thesis, we propose a new architecture for optical data storage that is based on the principle of Lippmann photography interferential. Information are included in the volume of the recording material in the form of pages of data multiplexing in wavelength by exploiting the Bragg selectivity. This technique, although very similar to holography, had never been considered for high storage capacities. The aim of the thesis was to analyze this new architecture to determine the conditions that can lead to very high capacities. This analysis was based on a numerical simulation tool of diffraction process involved in this memory interferential. It allowed us to define two conditions under which these high capacities are achievable. In accordance with these conditions, we developed a demonstrator called "Lippmann’s memory" and have thus demonstrated experimentally that the capacity is proportional to the thickness of the recording material. With such an architecture, Terabyte disks of 12 cm in diameter are expected.