Multicouche d'un disque?

[EspritTordu]

Bonjour,


Les DVD mulitcouche sont des disques avec deux couches indépendantes montée l'une sur l'autre : on passe de l'une à l'autre en défocalisant ou focalisant le rayon laser lecteur, ce qui se fait souvent selon un certain temps perceptible (temps que je suppose du au mouvement mécanique des lentilles). Pour résumer, ce genre de système multicouche revient à dire que deux CD sont collés l'un sur l'autre.

Existe-t-il des disques laser qui ont deux couches non indépendantes : les bits sont lus verticalement et non plus linéairement ? Par exemple, soit 8 couches empilées, le laser traverse les huits couches (en étant partiellement absorbé) et se réfléchit en ayant subit des variations correspondant aux valeurs des bits traversés : sans bouger le disque, on lit un octet !


Merci.
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[invitea3fc981a]

Je ne pense pas qu'un tel produit soit réalisable. Premièrement, il serait beaucoup plus épais et ne répondrait donc pas à la norme CD/DVD, il faudrait créer un nouveau format de lecteur. Deuxièmement, les pertes engendrées par la traversée de plusieurs couches de matériaux absorbants empêcheraient d'avoir un signal exploitable. Troisièmement, il ne faut pas oublier que le disque continue à tourner sur lui-même, ce qui ne laisserait pas le temps au laser de se focaliser sur les différentes couches avant de passer à la zone suivante ; il faudrait diminuer la vitesse de rotation du disque de manière très significative, ce qui engendrerait de grosses pertes de débit.

On imagine facilement que si les DVD double couche actuels ne sont pas lus de cette manière, c'est parce que le temps de focalisation du laser pour passer d'une couche à l'autre est trop grand par rapport au temps qu'il faut pour passer au bit suivant sur la même couche.

[PA5CAL]

Bonsoir EspritTordu,

Le système que tu décris, s'il n'existe pas encore dans les appareils du commerce, a tout de même déjà germé dans l'esprit des fabricants, puisque j'ai lu un article de vulgarisation technique qui en parlait l'année dernière.

Je suppose qu'ils comptaient lire les différentes couches simultanément à l'aide de plusieurs lasers focalisés différemment.

L'atténuation résultant de la traversée de plusieurs couches ne doit pas être insurmontable. On sait s'accomoder de bien pire.

[EspritTordu]

Oui, je pensais à une lecture simultanée des couches se faisant plutôt par l'absorption du rayon laser à travers les couches. Cela impose un disque plus épais au sens ou la seconde couche doit compter pour deux épaisseurs de la première et un rayon plus fort.

[A voir en vidéo sur Futura]

[_Goel_]

Une invention francaise reprise par les américains consiste non pas à se restreindre à 2 dimensions (même si on les multiplie au sein de plusieurs couches) mais à enregisterer dans l'épaisseur du CD une image de l'interférence entre 2 faisceaux cohérents dont l'un est modifié selon l'information à coder.
On crée une image holographique.
=> c'est le procédé du CD holographique qui a montré récement sa faisabilité. Cependant, si mes souvenirs sont bon, le matériau actuel ne suporte qu'une seule écriture (ROM) et n'est pas stable dans le temps... Allez, ce n'est qu'une question de 4-5 ans pour qu'on en reparle.

[EspritTordu]

Ah oui, ce sont des gros volumes ! des gigas par ci, des téras (ah tiens un nouveau celui-là dans l'informatique )par là... et dire qu'il y a une dizaine d'années les mégas étaient révolutionnaires...

Comment fonctionne le principe de la mémoire holographique, je n'y comprends pas bien? Pourquoi deux lasers, des interférences parlent-t-il dans Wikipédia ?

[PA5CAL]

Pour créer un hologramme de manière optique (il y a aussi une autre manière, par le calcul informatique), on utilise deux lasers (en fait un seul, qu'on a séparé en deux faisceaux).

Un premier faisceau laser, constitué d'une onde pure, illumine directement la plaque sensible. Un second faisceau laser, de même longueur d'onde que le premier, illumine la même zone de la plaque sensible après avoir été perturbé, en phase et en direction, en fonction de l'hologramme à réaliser (par exemple en se réfléchissant sur un objet dont on veut faire une photo holographique, ou bien en passant au travers d'un dispositif optique dont on veut copier les caractéristiques).

Le mélange des deux faisceaux crée une figure d'interférence en 3D dans la plaque sensible (là où les ondes sont en phase, l'intensité lumineuse est forte, et là où elles sont en opposition de phase, l'intensité lumineuse est nulle ou faible).

Une fois la plaque "développée", le fait de l'éclairer avec un faisceau laser identique à l'onde pure initiale provoque la création d'une onde semblable à l'onde perturbée initiale. Ainsi, on peut voir par exemple l'objet photographié sous tous les angles pour lesquels la plaque a enregistré la lumière réfléchie (on en a une vue en 3D).


Pour la mémoire holographique, on utilise cette faculté de pouvoir lire des informations stockées dans un volume (et non plus sur une surface).

La relation entre l'information d'origine et les propriétés optiques de l'enregistrement holographique s'apparente à une transcription espace/fréquence (à une transformée de Fourrier, pour faire simple). Il en résulte qu'une information n'est pas particulièrement localisée, mais plutôt répartie sur tout ou partie du volume de stockage. Il est donc également possible d'utiliser les mémoires holographiques en les adressant par leur contenu (un peu comme la mémoire humaine).

[EspritTordu]

C'est-à-dire, si je suis bien, la lecture d'un tel disque ne nécessite qu'un seul laser ; c'est seulement l'enregistrement qui impose deux lasers. Une première chose éclaircie... Mais je reste encore perplexe

Je n'arrive pas à comprendre comment on fait pour enregistrer à la verticale plusieurs bits nécessairement différents.

Pour une couche, un premier laser reçoit les données en traversant une grille percées par des trous représentant donc les 1 logiques. Ce laser interfère avec un laser brute perpendiculairement dans le cristal. L'intérférence lumineuse conduit à la somme des amplitudes des lasers qui alors est suffisante pour griller localement le disque et ainsi faire un trou au beau milieu. Un trou qui devient un 1 logique. Je continu avec la seconde couche, je change la grille des données et je déplace mon laser brute (en changeant l'angle entre les deux par un déflecteur), on crée une seconde couche.
Est-ce bien cela la mémoire holographique utilisée dans ces futurs disques ?

Voici le lien sur la mémoire holographique sur wikipédia
http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9moire_holographique

Dans le paragraphe "Superposition d'hologrammes dans un cristal photoréfractif", pourquoi est-il est écrit que l'enregistrement de la seconde couche efface la première couche?
Pourquoi est-il noté que l'enregistrement d'une couche met autant de temps que des centaines?

La relation entre l'information d'origine et les propriétés optiques de l'enregistrement holographique s'apparente à une transcription espace/fréquence (à une transformée de Fourrier, pour faire simple). Il en résulte qu'une information n'est pas particulièrement localisée, mais plutôt répartie sur tout ou partie du volume de stockage. Il est donc également possible d'utiliser les mémoires holographiques en les adressant par leur contenu (un peu comme la mémoire humaine).

oui, oui, un peu d'aide , je ne suis pas : on enregistre pas selon la cadre amplitude suivant temps, mais suivant fréquence et phase...?

http://fr.wikipedia.org/wiki/Disque_...que_polyvalent
Ici est expliqué que le disque HVD est bien lu par deux lasers de longueurs d'ondes différents, pourquoi? Au passage que désigne le sigle PIT, ultime couche du disque?

[PA5CAL]

Je n'arrive pas à comprendre comment on fait pour enregistrer à la verticale plusieurs bits nécessairement différents.

Comme je l'indiquais, l'enregistrement holographique permet d'enregistrer une information (un bit par exemple) en la répartissant dans un volume. Ce volume peut donc en accueillir plusieurs sans qu'il soit possible de localiser très précisément chacune de ces informations dans l'espace.

L'exemple qui illustre clairement cette propriété est l'hologramme d'animation (comme celui qu'on trouve sur les cartes bleues VISA et qui représente une colombe battant des ailes). À chaque angle de vue correspond un aspect différent de l'image, de telle sorte qu'une rotation ou un défilement de l'hologramme devant les yeux restitue le mouvement (les ailes de la colombe bougent). En chaque point on a stocké plusieurs aspects visuels dont la lecture peut être faite indépendamment en changeant l'angle de vue.

L'interférence lumineuse conduit à la somme des amplitudes des lasers qui alors est suffisante pour griller localement le disque et ainsi faire un trou au beau milieu. Un trou qui devient un 1 logique. Je continu avec la seconde couche, je change la grille des données et je déplace mon laser brute (en changeant l'angle entre les deux par un déflecteur), on crée une seconde couche.
Est-ce bien cela la mémoire holographique utilisée dans ces futurs disques ?

Non. Ça, ce n'est pas de l'holographie. C'est de l'optique traditionnelle, où chaque information est précisément localisée dans l'espace. Cette description correspond plutôt à un disque multicouche comme on en fait actuellement.

Dans le paragraphe "Superposition d'hologrammes dans un cristal photoréfractif", pourquoi est-il est écrit que l'enregistrement de la seconde couche efface la première couche?
Pourquoi est-il noté que l'enregistrement d'une couche met autant de temps que des centaines?

Ce qui est écrit est assez confus et maladroit. En fait, l'enregistrement de la seconde couche efface partiellement la première couche, de manière à avoir une superposition des deux dans le même volume. L'enregistrement menant à la saturation du cristal prend le même temps quel que soit le nombre d'informations stockées. Une information unique occupant 100% de l'amplitude maximale permise par le cristal mettra autant de temps à s'enregistrer que cent informations concomitantes occupant chacune 1% de l'amplitude maximale.

oui, oui, un peu d'aide , je ne suis pas : on enregistre pas selon la cadre amplitude suivant temps, mais suivant fréquence et phase...?

L'enregistrement physique de plusieurs informations est réalisé dans un cadre phase/fréquence selon l'espace (et non le temps). Mais cela n'a d'importance que pour comprendre ce qui se passe physiquement, car le mode de lecture restitue directement les informations d'origine, de manière transparente, sans qu'il soit nécessaire de faire de transposition. La nouveauté, c'est qu'il est possible d'écrire et de lire plusieurs bits en un même point de l'espace, là où les systèmes traditionnels doivent les enregistrer en autant de points qu'il y a de bits.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Disque_...que_polyvalent
Ici est expliqué que le disque HVD est bien lu par deux lasers de longueurs d'ondes différents, pourquoi?

Il est lu par deux lasers de couleurs différentes de manière à lire deux couches holographiques distinctes et indépendantes. Les longueurs d'ondes étant différentes les deux lasers n'interfèrent pas, et le laser qui lit la couche la plus profonde n'est pas gêné par la traversée de l'hologramme de la couche supérieure.

Au passage que désigne le sigle PIT, ultime couche du disque?

Ce n'est pas un sigle. "Pit" signifie "trou" en anglais. Il s'agit d'aspérités fabriquées sur les supports optiques vierges inscriptibles, de manière à contrôler la fréquence spatiale des informations lors de l'enregistrement.

[EspritTordu]

La nouveauté, c'est qu'il est possible d'écrire et de lire plusieurs bits en un même point de l'espace, là où les systèmes traditionnels doivent les enregistrer en autant de points qu'il y a de bits.

Alors là je suis perdu Comment-est-ce possible?

[PA5CAL]

La nouveauté, c'est qu'il est possible d'écrire et de lire plusieurs bits en un même point de l'espace, là où les systèmes traditionnels doivent les enregistrer en autant de points qu'il y a de bits.

Alors là je suis perdu Comment-est-ce possible?

En me relisant, j'ai peur de ne pas avoir été très clair. Il faudrait remplacer "point" par "zone".

Pour reprendre l'exemple de l'hologramme de la colombe sur les cartes bleues VISA, on peut voir plusieurs images différentes en inclinant plus ou moins la carte. Pourtant toutes les images se trouvent au même endroit, sur un seul support. C'est ce que permet l'holographie. Avec un procédé traditionnel, l'enregistrement de toutes ces images aurait nécessité plusieurs supports distincts.

Pour l'enregistrement de données informatiques binaires, on peut faire de même. Sur une seule zone élémentaire d'un hologramme, il est possible d'enregistrer plusieurs bits, qu'on peut lire indépendamment les uns des autres en illuminant ou en lisant la zone sous différents angles. Avec un procédé traditionnel, ces bits doivent être enregistrés l'un à côté de l'autre, sur des zones distinctes.

Je n'expose là qu'une des propriétés des hologrammes, mais je ne sais pas si elle a été retenue pour les disques optiques dont on parle dans l'article.

[EspritTordu]

Oui pardonnez-moi, je veux bien admettre quand fonction de l'angle d'incidence des rayons, des rayons réfléchis on ait plusieurs images.

Mais je ne comprends pas comment les informations sont stockées : çà reste flou.

Je prends un exemple qui m'est plus familié : si on prend une suite de X nombres que l'on considère suivant temps/amplitude, si on transfert ces nombres dans un plan fréquence/phase (style FFT), alors on se retrouve toujours avec X nombres, pas plus ni moins.

Je ne vois pas comment marche cette approche des fréquences.

[PA5CAL]

J'ai peur de t'avoir un peu embrouillé avec cette histoire de fréquence.

Ce dont je parle ne fait pas du tout intervenir le temps. Il ne s'agit que de fréquence spatiale.

Je voulais dire simplement que l'image d'interférence que créent les deux lasers à l'enregistrement s'apparentent au spectre de fréquence (spatiale) de l'information d'origine. C'est d'ailleurs cette propriété qui est utilisée pour fabriquer les hologrammes calculés par ordinateur.

Pour prendre un exemple, disons plutôt "scolaire", lorsque l'information d'origine n'est constituée que d'une fente de faible largeur (a), alors l'hologramme est décrit par une fonction de type sinus cardinal (sin(ax)/x).

[PA5CAL]

si on prend une suite de X nombres que l'on considère suivant temps/amplitude, si on transfert ces nombres dans un plan fréquence/phase (style FFT), alors on se retrouve toujours avec X nombres, pas plus ni moins.

Là, tu raisonnes en numérique, avec un emplacement physique par bit d'information. Mais ici on parle de réalité physique. On n'enregistre pas des nombres binaires dont la quantité serait dénombrable, mais une grandeur physique (une propriété optique, en l'occurrence) qui est une fonction continue (non discrète) de l'espace.

La quantité de nombre binaires qu'on peut stocker ne dépend finalement que de la précision physique de l'enregistrement et du dispositif de lecture, avec une limitation due à la longueur d'onde du laser et à des considérations de physique quantique (mais là on n'y est pas encore).

EDIT: Pour faire simple, on ne fait pas une FFT (avec des nombres), mais une transformée de Fourrier (avec des fonctions).

[EspritTordu]

Je voudrais avoir les idées au clair : la mémoire holographique consiste donc à ajouter des harmoniques à une courbe de base ?

C'est-à-dire pour la lecture, il suffit de décomposer le signal laser en harmoniques qui correspondent chacune à un bit?

Ajouter des harmoniques ne change-t-il pas la longueur d'onde de base?

[PA5CAL]

Bonsoir

(Bon, me voici de retour après trois jours d'interruption de service de mon FAI, et l'équivalent de deux mois d'abonnement en facture de téléphone pour faire comprendre à sa hotline que le problème venait de chez lui... Merci Wxnxdxx !)

pour la lecture, il suffit de décomposer le signal laser en harmoniques qui correspondent chacune à un bit?

Non. Si on s'y prend bien, on n'a aucune transcription à faire, ni à l'écriture, ni à la lecture. Les bits sont lisibles directement, mais sous des angles de vue différents.

C'est le laser qui, par sa nature (lumière cohérente monochromatique), fait la transposition "bits"->"figure d'interférence" (à l'écriture) et "figure d'interférence"->"bits" (à la lecture).

La transcription "espace" <-> "fréquence spatiale" dont je parle n'est que la description de ce qui se passe physiquement dans l'hologramme, et pas ce qu'on doit faire pour l'utiliser.

Ajouter des harmoniques ne change-t-il pas la longueur d'onde de base?

Il doit encore y a encore méprise. Quand je parle de spectre et de fréquence, c'est dans l'espace, au niveau de la figure d'interférence, et non dans le temps.

Le laser, lui, est toujours monochromatique (= une seule couleur = une seule fréquence = une seule longueur d'onde). Le contenu de l'hologramme influe sur l'aspect de l'image lue, pas sur la couleur (i.e. sur les longueurs d'onde).

Le fait d'illuminer un hologramme en lumière rouge ne crée pas d'autres couleurs (d'harmoniques) : le résultat sera toujours rouge.

[EspritTordu]

Un hologramme fonctionne donc grâce à la lentille qui converge le flux lumineux contenant les données en un flux réduit spatialement ? Il suffit alors d'enregistrer ces faisceaux pinceaux dans un cristal, puis pour la seconde couche dans le cristal voisin?

[PA5CAL]

Oui. C'est ça.

Dans l'application qui est donnée dans l'article, c'est réalisé à l'aide de deux lasers de couleur différente (il y a une couche pour un laser rouge, et une autre couche pour un laser vert). En effet, un hologramme doit être créé et relu à l'aide de rayons ayant la même longueur d'onde.