Technologie des diodes laser et recommandations de produits de diodes laser

Les diodes laser sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent une densité de puissance lumineuse concentrée. Ceci est rendu possible lorsqu’une différence de potentiel électrique est appliquée entre leurs couches P et N. Un revêtement diélectrique à haute réflectivité est appliqué à la facette arrière de la puce laser. Cela garantit que la majorité de la lumière est émise par la facette avant. La facette avant est également dotée d’un revêtement à faible réflexion (souvent 2 ou 3 % de réflectivité, selon la puissance), afin d’augmenter encore l’efficacité et de ne réfléchir que le minimum de lumière nécessaire au fonctionnement laser. De plus, une région est gravée dans la couche active, qui devient le guide d’onde et confine la lumière dans la dimension latérale. La lumière est confinée dans la dimension verticale du guide d’onde grâce aux couches d’enrobage supérieures et inférieures.

Selon les dimensions du guide d’onde, son ouverture numérique, la longueur d’onde et d’autres facteurs, le laser peut être soit monomode, soit multimode. Une diode laser monomode émet un faisceau de type gaussien. Ce faisceau monomode présente la plus faible divergence de tous les types de faisceaux lasers lors de la propagation dans l’espace, ainsi que la plus faible étendue (du français “étendue”, qui décrit la divergence minimale pouvant être atteinte pour un diamètre de faisceau collimaté donné). Une diode laser multimode, parfois aussi appelée guide d’onde à large surface (BAL), dispose d’un guide d’onde plus large. Lorsqu’un laser à large surface est collimaté, la lumière présente une divergence bien plus importante ; le BAL se comporte dans certains cas de manière similaire à une LED, en raison de la taille plus importante de l’émetteur.

Cependant, la divergence peut être réduite pour tout laser par collimation à l’aide d’une lentille de plus grande distance focale. En réalité, pour un faisceau collimaté donné, la divergence est inversement proportionnelle à la distance focale de la lentille utilisée. Typiquement, une lentille asphérique de haute qualité est sélectionnée comme lentille de collimation car elle permet de préserver les caractéristiques de faible étendue, ou faible divergence, du laser. Les lentilles asphériques peuvent en outre être très économiques lorsqu’elles sont fabriquées par moulage à grande échelle. Cette combinaison permet d’obtenir un module laser très rentable.

Les diodes laser sont intégrées dans des produits pour diverses applications. Trop nombreuses pour être toutes listées, les utilisations incluent la gravure, la découpe et le marquage sur une grande variété de matériaux tels que les métaux, le bois et les plastiques. Les lasers à diode peuvent également servir de source lumineuse pour l’illumination d’échantillons dans les sciences de la vie. Par exemple, les diodes laser sont souvent intégrées dans la source lumineuse d’un microscope à fluorescence. L’un des principaux avantages de l’utilisation de diodes laser comme source lumineuse pour les applications médicales et scientifiques, y compris la microscopie, réside dans la densité spectrale de la lumière laser. Généralement, le spectre lumineux émis par le laser semi-conducteur est concentré dans une bande très étroite de l’ordre de 2 nm ou moins dans l’espace des longueurs d’onde. Ce spectre peut être encore resserré par l’ajout d’un élément de sélection de longueur d’onde, qui peut être soit intégré longitudinalement à la structure du guide d’onde, soit positionné en externe. Cependant, pour les lasers de gravure, la largeur spectrale est moins critique que la longueur d’onde centrale.

Les diodes laser violettes et bleues, aux longueurs d’onde de 405 nm, 445 nm ou 450 nm sont idéales pour les têtes laser utilisées en gravure, marquage et découpe, pour de multiples raisons. La lumière à courte longueur d’onde est fortement absorbée par de nombreux matériaux, présente des caractéristiques de faible étendue dues à un guide d’onde généralement étroit permettant d’obtenir des densités de puissance très élevées, est puissante, relativement insensible à la température et offre une longue durée de vie.

En plus d’intégrer des diodes laser dans les systèmes de gravure et les lasers scientifiques, Opt Lasers commercialise également des diodes laser individuelles, souvent dans des boîtiers TO. Les formats standards que nous proposons comprennent 3,8 mm (TO-38), 5,6 mm (TO-56) et 9 mm (TO-18). Opt Lasers fournit des diodes laser à différentes longueurs d’onde, notamment 405 nm, 445 nm, 465 nm, 473 nm, 488 nm, 505 nm, 520 nm, 638 nm, 808 nm, 830 nm, 850 nm, 980 nm et 1060 nm, en sortie libre ou couplées sur fibre. N’hésitez pas à nous contacter si vous avez besoin d’une autre longueur d’onde pour votre application.