Manipulations avec quelques diodes laser

 

En quelques mots on peut préciser que ce genre d’expérience est plutôt « onéreux » et « sportif ». Le principe consiste à récupérer des diodes laser, semi-conducteur délivrant une lumière monochromatique et cohérente afin d’en réaliser des lasers ultra puissants.   Ces photos proviennent de mes quelques Xp.

Trois types de diodes sont accessibles :

 

                  

On l’appelle abusivement « Blue Ray » alors que sa couleur tend plutôt vers le violet (ce qui dépend de la sensibilité de chacun), sa longueur d’onde est de 405 nm, à l’extrémité de la courbe de sensibilité de l’œil.

On peut la trouver sous de nombreuse dénomination, DT0811, KES-400A, PHR-803T, cette dernière étant la plus puissante de toutes. Ces diodes se trouvent dans des modules HD-DVD ou « Blue-Ray » où il faut démonter et récupérer la diode, mais celle-ci se font plus rare (mort du HD-DVD). Puissance max 200 mW.

 

                                                                                                                                                                                                                                                                

 

L’autre type de diode est celle utilisée dans les graveurs DVD actuel (les graveurs CD ont des diodes vers 790 nm de faible puissance) qui utilisent des diodes entre autre, à 650 nm. On n’a donc pas a s’inquiéter de la disponibilité de ces diodes, les plus puissantes se trouvant dans les graveurs les plus rapide (18x,20x,22x, contre les plus lent à 16x). Comme les précédentes, il faut acheter/récupérer un graveur DVD, le démonter et récupérer la diode laser.

 

On peut se consoler de détruire un graveur neuf en se disant qu’on peut récupérer l’optique (lame quart d’onde, réseaux, beamsplitter) et la mécanique (moteur, connectique).

Troisième type de diode accessible, les diodes proches infrarouges à 808 nm. Ces diodes sont peut être les plus dangereuses de toutes car on ne voit quasiment pas le rayonnement. Notre œil ne voit qu’une légère teinte rouge très foncé, c’est à ce moment qu’on croit que la diode est morte et qu’on regarde le faisceau presque invisible ! Erreur. Les caméra ou appareils photo sont sensible à cette longueur d’onde et permettent de photographier la lumière qui apparaît  alors rose (la photo du bas permet de se rendre compte de la puissance dégagé alors qu’on voit juste une faible lueur rouge foncé sur la diode).

 

                                                                                                                     

Un autre danger est dans la puissance disponible de ces diodes. Celle que j’utilise sont des 200 mW (centaine de mA) pour servir de pompe mais on peut acheter des monstres de puissance « C-mount » sur ebay pour une centaine de dollar qui monte jusqu'à 5W et qui drainent jusqu'à 5 ampères !!!! . On peut alors soit réaliser des lasers vert très puissant ou véritablement des armes électromagnétiques, une puissance de 15 mw focalisé suffisant à endommager sérieusement la rétine. Mais les diodes à 808 nm servent principalement de pompe pour les lasers verts à 532 nm .                                                                             

                                                                                                                                  Green laser

  L

 

                                                                                                                                                                Les lasers verts, à 532 nm sont très compliqués à ajuster mais en même

                                                                                                           temps étonnamment simple : on utilise une pompe à 808 nm qui va illuminer un

                                                                                                           cristal de Nd :Yag (neodymium-doped yttrium aluminium garnet,1 % de

                                                                                                           néodyme) qui va absorber la radiation à 808 nm pour émettre à 1064 nm (et

                                                                                                           946, 1120, 1320 et 1440 nm.) Un cristal de KTP (KTiOPO4) va doubler la

                                                                                                           fréquence et va donc émettre à 532 nm. Seulement le rendement reste assez

                                                                                                           faible une conversion tout optique de 808@1064 correspond à environ 35 %, et

                                                                                                           pour 1064@532 environ 40 %. Avec une pompe de 200 mW, on peut obtenir un

                                                                                                           vert à 30 mW environ.On peut fabriquer soi même un laser vert mais il faut

                                                                                                            respecter une orientation des cristaux par rapport à eux même, et à moins

                                                                                                            d’avoir des outils de précision cela reste difficile. Ce qui est faisable c’est

                                                                                                            changer la pompe et trouver le maximum de rendement.

 

 

Réparation de mon ancien vert 50 mw, on peut voir le cristal de Nd :Yag (en vert ). L’orientation de la pompe par rapport au Nd : Yag est primordial, on peut voir  dans cette expérience que le rendement dépend de l’orientation de la diode : Vidéo. Et aussi ici .

Ce genre d’expérience est plus que fascinant, c’est un peu comme si le monde quantique était directement lié au monde macroscopique, on approche la pompe du cristal à un endroit précis et ça lase ! . Dans le même principe, ont peut créer du bleu a 473 nm en doublant la fréquence de la radiation à 946 nm issu du Nd :Yag avec du Lbo ou Bibo.  On peut acheter des lasers vert (dit « Greenie ») sur le net mais il ne faut pas croire qu’un 50 mW est vendu comme un …50mW ! il n’y a pas de norme qui vérifient la puissance des lasers, le meilleur moyen pour s’en procurer sans se faire avoir est sur DX.                   

“These DPSS modules all have the same components in them.  They have the same pump diode, the same crystals, and the same lenses.  They are assembled and then tested.  Depending on the positioning and conditions of the crystals, the output differs.  After they are assembled, power is put to them and the pot is adjusted until it is as bright as it can get.  If it measures above 50mW it is sold as a 100mW.  If it measures around 40mW then it is sold as a 30-50mW.  If it only gives less than 15mW it is sold as a 5mW”                                                                                                                                                                                                 La suite …..