La révolution de 2013 - Les diodes laser vertes
Jusqu'à présent, tous les projecteurs laser à lumière blanche (RGB) étaient équipés de modules laser DPSS (Diode Pumped Solid State). Ces sources laser sont basées sur la conversion "NLO" (non-linear-optic) d'une diode laser infrarouge à travers deux cristaux laser spécifiques. L'infrarouge (808nm) est converti en 1064nm par le premier cristal ; le second cristal double la fréquence et coupe ainsi la longueur d'onde en deux (Frequency doubling) donc 532nm Green est généré.La conversion n'est pas si facile et dépend des diodes de pompage et des cristaux laser qui sont chauffés ou refroidis. L'efficacité et les performances d'un module DPSS dépendent fortement de la température, ce qui affecte également la qualité du faisceau.
Différences entre les sources laser DPSS et les diodes laser
.Un inconvénient des sources laser DPSS est leur sensibilité et le comportement de modulation (dû à l'assemblage du cristal). Il existe des sources laser DPSS haut de gamme, qui permettent d'obtenir un très bon profil de faisceau et une bonne modulation grâce à plusieurs boucles de régulation de température et à une optique parfaite. Ce n'est cependant pas le cas de nombreuses sources laser DPSS moins chères ; la température interne du module DPSS influence le profil du faisceau et le comportement de la modulation, ce qui entraîne de mauvais profils de faisceau et des chutes de puissance en modulation.
Les sources laser DPSS ont tout de même quelques avantages qui sont un faible prix, un faible encombrement et peuvent avoir une puissance de sortie élevée. Un autre avantage jusqu'à présent est qu'il n'y avait pas d'alternatives aux sources laser DPSS vertes (à part les sources laser OPSL de Coherent, qui ne sont pas adaptées aux petits projecteurs et aux options à moindre coût).
Il y a quelques années, il y avait eu une révolution similaire avec le passage des sources laser DPSS bleues aux Diodes bleues. Les anciennes sources laser DPSS bleues présentaient un autre inconvénient : leur efficacité était deux fois moins bonne que celle des sources laser DPSS vertes.
Avantages des diodes laser bleues :
- Les Diodes laser sont beaucoup plus petites et compactes qu'un module DPSS - un diamètre de 5 à 9mm pour une diode laser bleue, qui a une puissance de sortie d'environ 1W par rapport à un module DPSS bleu avec une puissance de sortie de 0,5W à une longueur d'onde de 473nm, mesure 155 x 77 x 60mm ! Enfin, le PSU correspondant (également appelé driver) mesure 238 x 146 x 94mm!
- Les diodes laser ne nécessitent pas une stabilisation de la température aussi complexe par rapport aux cristaux DPSS, les sources laser DPSS doivent être refroidies ou légèrement chauffées (si le projecteur est trop froid). À l'intérieur des sources laser DPSS, il existe jusqu'à trois circuits de contrôle de la température : le premier pour la diode de pompage (la variation de la température de fonctionnement normale influence négativement la longueur d'onde), le deuxième stabilise le cristal laser (principalement Nd:YAG) et le troisième stabilise le "doubleur" (KTP ou LBO, selon la construction). Si l'une de ces boucles de température n'est pas correctement réglée, il en résulte des déviations, des scintillements et des baisses de puissance.
- ; Les diodes laser ne comportent pas de pièces mobiles, comme les miroirs de sortie d'un module DPSS. La structure de la diode laser (construction en tant que semi-conducteur) fait également office de cavité laser. C'est pourquoi elles ne peuvent pas être démontées en tant que sources laser DPSS. Les vibrations et les chocs violents entraînent souvent des baisses de la puissance de sortie et, dans le pire des cas, une panne complète de la source laser, ce qui entraîne la nécessité de réajustements.
- ; Les diodes laser sont plus faciles à moduler que les sources laser DPSS, car le courant de la diode laser est plus faible que sur une source DPSS. En raison de leur accumulation, les diodes laser sont beaucoup plus efficaces que les sources laser DPSS et produisent donc moins de déchets thermiques et simultanément moins de consommation d'énergie.
- ; Il existe un inconvénient des diodes laser : la faible puissance de sortie. Actuellement, les diodes laser sont limitées à une puissance de sortie de 120mW à 1,5W, selon la longueur d'onde. Cela nous amène à nous demander : " Comment obtenir plus de puissance ? "
- ; En couplant simplement les diodes laser, il est possible d'obtenir plus de puissance, qui en revanche est limitée par le profil de faisceau des diodes individuelles car vous ne pouvez pas empiler autant de diodes que vous le souhaitez (diamètre et divergence ; FAQ : Knife Edge)
Similaire à l'arrivée de la diode laser bleue, le développement de la diode laser verte a changé le marché du laser. De nombreux projecteurs laser ont été refaits et même redessinés chez Laserworld, afin de maximiser et d'utiliser tout leur potentiel.
Quels sont les avantages du projecteur à diode pure par rapport au projecteur "Diode-DPSS" ?
Du fait des diodes laser extrêmement compactes, il est possible d'avoir une grande puissance dans des boîtiers extrêmement petits, le meilleur exemple : notre PM-3800RGB Pure Diode. Encore mieux : la nouvelle RTI ATTO RGB 2.5.
- La divergence est un autre aspect important de l'industrie du laser de spectacle, plus la divergence est faible, plus le faisceau laser sera net. Une faible divergence est essentielle pour des projections graphiques de haute qualité, grâce à des lignes de projection nettes et précises.
- La consommation d'énergie et la génération de chaleur peuvent également être réduites de manière drastique, grâce à la technologie des diodes - sur les projecteurs Pure Micro, la consommation d'énergie a été divisée par deux.
- Comportement de modulation : Cet aspect est le plus important pour les programmateurs et concepteurs de spectacles laser. Grâce à la modulation linéaire, les couleurs de départ peuvent être facilement ajustées ; le scintillement et les fluctuations de puissance appartiennent au passé.
- La technologie des semi-conducteurs augmente également la durée de vie d'une source laser, car aucune pièce mobile n'est intégrée. Le problème de la sensibilité au froid ne se pose pas, car aucun cristal laser n'est utilisé dans la construction (Nd:YAG/KTP) : Les diodes laser peuvent être utilisées également avec des températures plus basses - ce n'est pas le cas des sources laser DPSS dépendantes de la température :
- La longueur d'onde des diodes de pompage dérive avec la température -> ; si le module DPSS est trop froid, la diode de pompage ne sort que 804-802nm, et non pas les 808nm complets. .
- Le cristal Nd:YAG (Neodym Yattrium Aluminium Granulé) atteint sa pleine efficacité à 808nm de longueur d'onde de pompe. Si celle-ci change, l'efficacité s'effondre, ce qui se traduit par une puissance beaucoup plus faible à 1064nm.
- La température du cristal à fréquence doublée doit être stabilisée, car sinon son efficacité s'effondre. .
Les développements passés au sein de l'industrie des lasers de spectacle ont montré que la technologie des semi-conducteurs est devenue une partie intégrante importante.
Glossaire:
NLO: optique non linéaire
Knife Edge: technologie permettant de coupler de nombreuses diodes laser à un faisceau groupé
Divergence : ; ; "Élargissement" du faisceau laser
DPSS: ; ; État solide pompé par diode
Nd:YAG: ; Neodym Yattrium Aluminium granulé : tourne 808nm -> ; 1064nm
KTP: ; ; Cristal doubleur de fréquence. Tourne 1064nm -> ; 532nm (vert)
OPSL: Laser à semi-conducteur pompé optiquement.
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