Aujourd’hui, la capacité de stockage de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose,...) permise par les CD et les DVD doit répondre à l’arrivée de nouvelles applications multimédia (Le mot multimédia est apparu vers la fin des années 1980, lorsque les CD-ROM se sont développés. Il désignait alors les...), telles que la vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images...) haute définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les...). Récemment commercialisé, le format Blu-Ray a déjà permis de quintupler la capacité de stockage d’un DVD, de 4,7 à près de 25 gigaoctets en simple couche.

Le CEA Léti (1) travaille sur l’augmentation de cette capacité, avec la contrainte de ne pas changer pour autant de format ni de mode de lecture. Les chercheurs du CEA-Léti ont mis au point la technique dite de "super-résolution", qui repose à la fois sur le traitement de la surface (Il existe de nombreuses acceptions au mot surface, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, souvent...) du disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et...) et sur la reconnaissance des signaux par le laser (L'effet laser est un principe d'amplification cohérente de la lumière par émission stimulée. Laser est l'acronyme...). La capacité de stockage du Blu-Ray pourrait ainsi tripler voire quadrupler.


Du CD au Blu-Ray, le principe du stockage des données reste le même: une succession de marques sculptées sur le disque, suivant une spirale qui va en s’élargissant comme sur un disque vinyle. La taille plus ou moins importante - à l’échelle nanométrique – de ces sculptures différencie déjà les capacités de stockage des différents formats. La dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa...) de la plus petite marque est de 160 nm pour un Blu-Ray, contre 400 nm pour un DVD. Un rayon laser "lit" ensuite les creux et les bosses qui sont traduits en langage numérique ; sa longueur (La longueur d’un objet représente la distance entre deux de ses extrémités, les plus éloignées possibles. Lorsque...) d’onde est adaptée à la ‘finesse’ de lecture ; ce laser est ainsi rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) dans le cas du CD et du DVD, bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde...) dans le cas du Blu-Ray.

Avec la technique de super-résolution, le laboratoire de stockage optique du CEA-Léti s’affranchit de la limite de diffraction (La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle qui ne leur est pas complètement...) du système Blu-Ray - c’est-à-dire sa finesse maximale de lecture - fixée (2) à 120 nm, pour ‘lire’ des marques réduites à 80 nm.

La super-résolution consiste d’une part à utiliser en surface du disque un matériau semi-conducteur dit "antimonure d’indium": ce matériau permet de lire de plus petites marques, car il concentre la partie la plus intense du faisceau laser (sa partie centrale), évitant ainsi que le faisceau n’en lise plusieurs à la fois. D’autre part, pour traduire les signaux lus par le faisceau laser en langage numérique, les chercheurs du Léti ont adapté à la super-résolution des algorithmes dits PRML (3), déjà utilisés en micro-électronique (La micro-électronique est une spécialité du domaine de l'électronique.). Ces algorithmes indiquent au lecteur Blu-Ray la traduction la plus ‘probable’ en langage numérique des signaux détectés.

Cette 4ème génération de disque optique permettra de multiplier par 3 ou 4 la capacité de stockage du Blu-Ray: de près de 25 Gigaoctets à 75/100 Go pour un disque simple couche. Attendues pour 2010-2012, ces technologies répondraient notamment au développement de la ‘full HD’ utilisant des écrans de tailles croissantes. Les recherches menées par le CEA-Léti font l’objet de discussions avec de grands industriels du secteur.

Notes:
(1) Léti: Laboratoire d’électronique et de technologie de l’information.
(2) Le système BluRay comporte une marge: les marques font 160 nm, malgré la limite de diffraction de 120 nm.
(3) PRML: Partial Response Maximum Likelihood