Qu'est-ce qu'une barre de diode?
Une barre de diodes est un ensemble d’émetteurs laser semi-conducteurs associés à des circuits de commande et à des systèmes optiques pour former un module de diodes laser. Ces unités ressemblent à des transistors métalliques. Les lasers sont disposés dans une ligne d'émetteurs à large spectre ou de sous-réseaux de 10 à 20 bandes minces. Ils accompagnent généralement une puce de photodiode de moniteur pour le contrôle en retour de la puissance de sortie. Ces modules fonctionnent dans des technologies allant des lecteurs de disque et imprimantes domestiques aux pointeurs laser. Des barres de diode de puissance supérieure fournissent une lumière laser pour des applications telles que la chirurgie au laser et le traitement de surface industriel de matériaux.
Une barre de diode typique contient de 20 à 50 émetteurs de 100 micromètres (µm) de large, soit la largeur de deux ou trois cheveux humains. Ils peuvent pomper des dizaines de watts de puissance de sortie; leurs longueurs d'onde se situent entre 780 et 860 nanomètres (nm) et entre 940 et 980 nm, ce qui est typique des lasers de pompage à l'état solide dans les réseaux de fibres optiques. Des lasers de grande puissance de plus de 100 watts (W) peuvent être formés en empilant des diodes verticalement. Ces lasers sont très efficaces, énergiques et brillants; cela les rend adaptés à de nombreuses applications dans tous les secteurs.
Les lasers courants produits par les modules à barres de diodes se trouvent dans les lecteurs d’ordinateur et les lecteurs de disques audio. Ces faisceaux tombent près de la partie infrarouge du spectre électromagnétique, à 780 nm. Ces lasers produisent environ cinq milliwatts (mW), mais sont collimatés par des optiques qui réduisent leur puissance à 0,3 à 1 mW. Les diodes laser infrarouges (IR) plus puissantes des lecteurs optiques d’ordinateur émettent jusqu’à 30 mW. Les lasers rouge profond familiers créés par les toutes premières diodes laser visibles fonctionnaient à environ 670 nm, à portée du spectre visible.
La collimation fait référence à la focalisation de rayons lumineux désorganisés en un faisceau parallèle. En électronique, cela pourrait être réalisé avec une lentille en plastique à un seul élément, qui est une lentille convexe à courte focale. Les modules laser à diode utilisent des lentilles asphériques; c'est-à-dire qu'ils ne sont pas sphériques.
Dans les réseaux de fibres optiques, le barreau de diodes est fabriqué sous forme de composant couplé aux fibres. Cela permet une plus grande utilisation de la sortie et la possibilité de distancer le module et le système de refroidissement d'un point chaud au laser, tel qu'une tête laser pompée par diode. Il est généralement associé à des fibres simples et multimodes, ou associé à une seule fibre par émetteur.
Des longueurs d'onde standard et personnalisées sont possibles avec ces composants. Les unités de barres à diodes sont disponibles dans de nombreuses largeurs de bandes et de barres et de longueurs de cavités. Des précautions de sécurité sont nécessaires, en particulier avec des faisceaux collimatés, car ils peuvent nuire à la vision. Les lasers dont la puissance est supérieure à 3 à 5 mW ou dont les longueurs d'onde sont proches du spectre visible présentent les plus grands dangers. Les faisceaux doivent être calibrés indirectement à l'aide d'un testeur, d'un mesureur de puissance laser, d'un détecteur infrarouge ou même d'une réflexion sur une carte.