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Grâce aux nanoparticules d'or, un même petit volume de l'épaisseur du disque peut engranger plusieurs bits d'informations si l'on utilise différentes longueurs d'onde et des variations de polarisation. © Peter Zijlstra / et al., Nature 459, 410 (2009)
Le disque optique à cinq dimensions existe... Des chercheurs australiens de la Swinburne University of Technology, Min Gu, Peter Zijlstra et James Chon, viennent d'en faire la description dans la revue Nature. Leur astuce consiste à utiliser des nanoparticules d'or, disposées au sein du matériaumatériau plastiqueplastique constituant le disque.
L'équipe, qui travaille sur ce sujet depuis plusieurs années, a préparé une collection de nanoparticules de tailles et de formes variées. Ces minuscules structures répondent ainsi différemment à la longueur d'ondelongueur d'onde et à la polarisation. Avec trois longueurs d'onde (700, 840 et 980 nanomètresnanomètres), les chercheurs ont montré qu'il est possible d'affecter trois populations distinctes de nanoparticules situées dans la même région. Là où le procédé classique du CD et du DVD n'enregistre qu'un seul bit, il est donc possible d'en enregistrer trois. A la lecture, le choix d'une longueur d'onde permet de récupérer sélectivement l'information de l'une des trois populations.
Gu et ses collègues ont fait également varier la polarisation de la lumièrelumière et mis en évidence qu'elle aussi affecte différemment les nanoparticules d'or selon leur taille et leur forme. « Par exemple, explique James Chon, nous avons pu enregistrer avec un angle de polarisation nul. Et juste au-dessus, nous avons pu enregistrer une nouvelle couche d'informations avec un degré de polarisation de 90 degrés, sans qu'elles interfèrent l'une avec l'autre ». En clair, il est possible d'enregistrer des couches de données multiples, comme sur un DVD ou un Blu-Ray multicouches, mais elles sont ici extrêmement fines.
Pour parvenir à concentrer l'énergieénergie des photonsphotons sur un domaine très petit, l'équipe fait appel au phénomène des plasmons de surface, un phénomène de ré-émissionémission de photons par les électronsélectrons excités par le laserlaser, apparaissant à l'interface entre deux milieux de constantes diélectriquesconstantes diélectriques différentes.
La concurrence se bouscule pour les disques optiques du futur
En utilisant le principe classique d'un disque optique, qui enregistre les données sur une surface (en dessinant une spirale) et en profondeur (en multipliant les couches), ces deux nouveaux paramètres (la couleurcouleur et la polarisation) constituent en quelque sorte deux dimensions supplémentaires. D'où l'expression « d'enregistrement à cinq dimensions » utilisée par les auteurs.
Selon eux, le procédé ferait grimper la capacité à 1,6 To (téra-octetoctet), c'est-à-dire 1.600 Go, de quoi démoder définitivement les DVD et autres Blu-Ray. Il y a cependant encore loin du laboratoire à l'industrialisation, que les chercheurs estime possible d'ici cinq à dix ans et pressentent dans des domaines particuliers, comme l'archivagearchivage de données médicales plutôt que dans le domaine du grand public.
De plus, même au niveau des laboratoires, la concurrence est rude. D'autres méthodes existent déjà pour pousser très loin la capacité des supports optiques. Pioneer a déjà montré un Blu-Ray à 400 Go. General Electric a présenté un procédé holographique qui autoriserait 500 Go. Inphase Technology nous promet toujours son Tapestry de 300 Go qui pourrait un jour atteindre 1,6 To (curieuse coïncidence des chiffres). Enfin, une société israélienne, Mempile, prétend monter à 1 To avec un disque un peu plus épais qu'un DVD et espère 5 To... Le concours continue.
