Qu'est-ce qu'un module de réseau de diodes ?

Il existe différentes technologies utilisées pour créer une lumière laser dans l'industrie du showlaser. Les plus courantes de nos jours sont

  • DPSS (Diode Pumped Solid State Lasers), qui utilisent le principe du résonateur pour créer la lumière laser
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  • La technologie des diodes, qui utilise la technologie des semi-conducteurs à haute performance (LED) ainsi que certaines optiques
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  • OPSL (Optically Pumped Semiconductor Laser), qui combine plus ou moins le principe du résonateur avec la technologie des semi-conducteurs
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Les diodes laser sont spéciales parmi les autres solutions, car elles ont des caractéristiques particulières :
Alors qu'il est possible de créer des puissances assez élevées de plusieurs Watts avec une tête laser de DPSS ou d'OPSL, les diodes laser sont plutôt limitées en puissance par diode unique. Pour obtenir des puissances plus élevées, il faut combiner plusieurs diodes.
Une autre limitation est la couleur de la lumière créée avec les diodes : Les couleurs d'un laser dépendent du matériau actif du laser, dans le cas d'un laser à diode, il s'agit du semi-conducteur. C'est pourquoi seuls le rouge (environ 637nm) et le bleu (445nm) sont des couleurs courantes pour les lasers à diodes pour le moment, car les semi-conducteurs utilisés pour ces couleurs sont stables et peuvent être produits à un rapport qualité-prix raisonnable. Des sources laser à diode de couleur verte ont été développées par OSRAM à une longueur d'onde de 515nm en 2013.

Comme mentionné ci-dessus, la puissance par source laser à diode unique est limitée. Ce sont les limites à l'heure actuelle :

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  • rouge 637nm : max. environ 170mW par diode unique (monomode)
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  • bleu 445nm : max. ca. 1500mW par diode unique
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  • vert 515nm : max ca. 150mW par diode unique
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Pour générer des puissances plus élevées, il est nécessaire de combiner ces diodes de faible puissance à un module de plus forte puissance.


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Deux principes sont utilisés pour ce faire :

Combinaison sur cube de polarisation

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Un cube de polarisation est utilisé pour combiner deux modules de diodes de polarisation différente. Chaque diode peut avoir être utilisée dans deux polarisations différentes (appelons les A et B). Avec le cube de polarisation, il est possible de combiner une diode de polarisation A avec une diode de polarisation B.

polarization-cube-combination - schematics

Il n'est pas possible de combiner une A avec deux B ou similaires. Il n'est pas non plus possible de combiner un faisceau déjà combiné avec un autre (AB avec A) avec le principe du cube de polarisation.
L'avantage de la combinaison du cube de polarisation est, que deux diodes sont combinées pour être un point après la combinaison.

Si plus de deux diodes doivent être combinées, la solution courante est la ...


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Combinaison par couteau

Le principe de la combinaison par Knife Edge combine plusieurs diodes laser en posant les très faisceaux très proches les uns des autres grâce à de petits miroirs. Cela conduit bien sûr à ne pas avoir physiquement un seul faisceau sortant du module, mais plusieurs petits faisceaux très proches les uns des autres. L'œil humain reçoit cela comme un seul faisceau.

knife-edge-combination - schematics

Usuellement, la combinaison Knife Edge se fait en deux couches, une couche avec une polarisation A et l'autre avec une polarisation B, donc après avoir combiné la couche même par Knife Edge Combination, les deux couches peuvent être combinées sur un cube de polarisation. Cela présente l'avantage de pouvoir réduire de moitié le nombre de points uniques générés par la combinaison à arête de couteau - ce qui constitue un avantage énorme pour la visibilité et la qualité du faisceau.


Différences de qualité des modules de réseaux de diodes

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Selon les matériaux utilisés et la précision de la fabrication, il existe d'énormes différences entre les modules de réseaux de diodes disponibles sur le marché.
RTI (Ray Technologies) ins un expert ihn fabrication haut de gamme de haute précision de modules de réseaux de diodes laser. L'alignement très précis des diodes individuelles et le très petit faisceau laser qui en résulte avec de grandes spécifications de faisceau résultent

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  • un fraisage extrêmement précis de l'aluminim
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  • le bon choix des matériaux (la stabilité de la température est extrêmement importante)
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  • l'utilisation de composants électroniques avancés développés et fabriqués en Allemagne
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  • l'utilisation de modules TEC professionnels qui sont adaptés à chaque module pour fournir des performances optimales
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  • Miroirs combinés à bords francs finement réglables
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  • l'utilisation de composants optiques à très faible perte
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  • une gestion thermique avancée
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Pourquoi est-il si important que le faisceau laser soit le plus précis possible ?

C'est évident : plus le faisceau est fin et précis, plus sa portée est longue, car il ne perd pas autant de puissance en chemin.
Mais il existe plusieurs autres cas pour lesquels il est si important de se procurer des modules de réseaux de diodes de qualité : Si un faisceau plus important (composé de plusieurs faisceaux à diode unique) doit être manipulé avec un système de balayage, il est très important de pouvoir utiliser de petits miroirs de balayage, car l'inertie augmente considérablement avec la taille des miroirs. Et évidemment, cela entraîne une réduction spectaculaire de la vitesse et de la précision de balayage.
Les modules de diodes RTI ont un faisceau extrêmement précis et peuvent même être utilisés avec les très petits miroirs de scanner CT-6210 - un énorme avantage pour la qualité du balayage.


knife-edge-combination - beam profile




Exemple d'une Knife Edge Combination non précise (mauvaise):
Il est même possible de compter les diodes individuelles sur le verre avant du module de réseau de diodes. Il y a beaucoup d'espace entre les faisceaux. D'énormes miroirs de scanner sont nécessaires pour gérer le gros faisceau, ce qui entraîne une réduction de la vitesse de balayage, surtout s'il s'agit de grands angles de balayage.
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Très bonne solution : Modules RTI Diode Array
Un seul point, les diodes individuelles ne peuvent pas être comptées. Toutes les couleurs correspondent en un seul point sans aucun flou.
Voyez les petits miroirs qui peuvent être utilisés ! Des vitesses de balayage plus élevées et de grands angles de balayage sont possibles en raison de l'inertie réduite des miroirs :

rti nano scanning small

Voyez nos produits de haute précision avec les modules de réseaux de diodes RTI :

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