CURSO DE POSGRADO: Procesamiento Digital de Imágenes

CURSO DE POSGRADO
Curso "Procesamiento Optico de la Información" dictado por el Dr. Jorge
Tredicce
Recent advances in optical information processing
(beyond image analysis)
Avances recientes en Procesamiento de Información por métodos ópticos
(Más allá de análisis de imágenes)
Prof. Jorge R. Tredicce
Institut Nonlineaire de Nice
Universite de Nice-Sophia Antipolis – CNRS UMR6618
FUNDAMENTOS
En la actualidad se están investigando diferentes métodos ópticos para
procesar información que permitan reemplazar los métodos actuales
basados en el uso de la electronica. Generar memorias ópticas, “shift
registers”, puertas lógicas y finalmente una computadora basada en
procesos controlados exclusivamente por luz podría revolucionar
completamente la tecnología actual. La idea no es nueva y se genera en la
década del 80 (del siglo XX por supuesto) con los experimentos que
demuestran biestabilidad óptica. Sin embargo aun hoy no hemos sido
capaces de construir un sistema todo óptico que permita procesar
información y sea competitivo con el método tradicional. Sin embargo los
componentes ópticos son cada día mas utilizados en estos procesos e
investigaciones recientes permiten demostrar que es posible construir
memorias ópticas, hacer criptografía de señales y procesar información
utilizando principios de óptica y en especial principios de óptica cuántica.
Hoy la tecnología se esta desplazando hacia sistemas híbridos (en parte
ópticos y en parte electrónicos) y quizás mañana se pueda pensar que las
computadoras cuánticas usando exclusivamente luz sean una realidad.
OBJETIVOS
Brindar al alumno una base para la comprensión de los fenómenos ópticos
que permiten procesar información partiendo de los fundamentos teóricos
de óptica semi-clásica y cuántica. Dar una visión general del estado-del-arte
(state-of-the-art) en la investigación experimental sobre dicho tema y una
idea sobre los proyectos del futuro.
CONTENIDOS
1. Introducción.
Fundamentos de la interacción radiación-materia. Óptica semi-clásica y
cuántica. Cuantización del campo electromagnético. Dispositivos ópticos
nolineares: amplificadores ópticos y láseres. Biestabilidad óptica. Solitones
ópticos (temporales, espaciales, conservativos y disipativos)
2. Sistemas híbridos y ópticos para guardar datos.
Memorias ópticas, principios de operación. Efectos electro-óptico y acoustoóptico. Sistemas híbridos biestables. Memorias hibridas.
Como construir una memoria toda optica. Control de la posición y
movimiento de solitones espaciales.
3. “Shift registers” opticos
Principio de operación de un shift register. Luz “lenta” y “rapida” (slow and
fast light). Uso de solitones para desarrollar un “shift register”. Otras
posibles aplicaciones de solitones espaciales: un generador de pulsos a
comando, un microscopio de fuerza.
4. “Switch” óptico
Uso de estructuras ópticas transversales para generar un “switch óptico”.
Switch óptico basado en solitones espaciales.
5. Procesando información en óptica cuántica.
Principio de operación de un computer óptico: Q-bit. “Calculando” con
fotones únicos. Comunicando con fotones únicos.
6. Criptografía
Definición y características de caos determinista. Criptografía clásica
usando señales caóticas.
Criptografía cuántica.
7. Otros sistemas investigados actualmente
Láser atómico. Condensados de Bose-Einstein. Polaritones. Condensados
de polaritones.
METODOLOGÍA
Los contenidos del curso se impartirán en 12 clases de 3 horas cada una,
cronológicamente repartidas en 6 semanas.
El curso se promociona por medio de un trabajo específico, el cual busca
acercar al alumno a los problemas de investigación actualmente en estudio
en el tema, y relacionado en la mayor manera posible con su tema de
doctorado.
BIBLIOGRAFIA
1. M. Le Bellac, Introduction a l’information quantique
Bellin, Paris 2005
2. M. Le Bellac, Quantum Physics, Cambridge University Press, 2006
3. H. Gibbs, Optical bistability controlling light with light, Academic Press,
1985
4. P. L. Knight and L. Allen, Concepts of Quantum Optics, Pergamon Press,
1983
5. Y. R. Shen, The Principles of Nonlinear Optics
6. N. Akhmediev, A. Ankiewicz (Eds.) Dissipative Solitons: From Optics to
Biology and Medicine, Springer, 2008.