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Au-delà de la tradition : pourquoi les lasers à solide pompés par diodes peuvent remplacer d’autres technologies laser ?
Avec les progrès de la technologie, les lasers à semi-conducteurs pompés par diode (DPSSL) ont progressivement montré leurs caractéristiques supérieures dans de nombreuses applications et ont remplacé la technologie laser traditionnelle. La technologie repose sur l'utilisation d'un laser à diode pour piloter un milieu de gain à semi-conducteurs tel que le grenat d'aluminium dopé au néodyme (Nd:YAG) ou le grenat d'aluminium et d'yttrium dopé au néodyme (Nd:YVO4). Comparé à d’autres technologies laser, le DPSSL est plus compact et efficace, ce qui le rend de plus en plus dominant dans les applications scientifiques.
Les atouts du DPSSL résident dans sa densité de puissance et son efficacité énergétique, ce qui en fait un choix fiable pour des applications telles que le marquage laser, le traitement médical et des matériaux.
Principes techniques et avantages
La longueur d'onde d'un laser à diode peut être ajustée par la température pour obtenir le meilleur coefficient d'absorption, offrant ainsi la meilleure efficacité énergétique. À haute puissance, le DPSSL peut atteindre des densités de puissance plus élevées que les technologies conventionnelles, grâce notamment à l'utilisation de lentilles thermiques. Les progrès de la technologie des lasers à diodes ont permis d’utiliser des monocristaux et de les disposer en bandes ou en piles, rendant la combinaison de ces lasers plus flexible.
En supprimant les zones sombres entre les diodes grâce à la technologie optique, la luminosité peut être augmentée et la durée de vie de l'appareil peut être prolongée.
Application du DPSSL
Le pointeur laser vert 532 nm est l'une des applications DPSSL les plus courantes. Il fonctionne en utilisant un laser à diode infrarouge GaAlAs de 808 nanomètres pour pomper un cristal YAG ou YVO4 dopé au néodyme afin de produire une lumière de 1064 nanomètres, qui est ensuite multipliée en fréquence via un processus optique non linéaire pour produire une lumière verte de 532 nanomètres. L'efficacité de ce procédé est d'environ 20 à 35 %, ce qui montre l'importante capacité de conversion d'énergie du DPSSL par rapport à la technologie laser traditionnelle.
Dans des conditions idéales, l'efficacité globale du DPSSL peut atteindre 48 %, ce qui en fait un excellent interprète dans les applications haute puissance.
Comparaison des lasers à diode
Bien que les lasers DPSSL et à diode soient tous deux des types courants de lasers à semi-conducteurs, chacun présente ses propres avantages et inconvénients. Le DPSSL a généralement une qualité de faisceau supérieure et peut atteindre une puissance très élevée tout en maintenant une bonne qualité de faisceau. Cependant, les lasers à diode sont moins coûteux et plus économes en énergie, ce qui les rend adaptés à certaines applications spécifiques. De plus, le DPSSL est sensible à la température et ne peut fonctionner de manière optimale que dans une petite plage, sinon il souffrira de problèmes de stabilité.
Avec le développement de la technologie de refroidissement, les performances du pentoxyde de néodyme et de zirconium (Nd:YVO4) dans les applications laser continuent d'être fortes, devenant le premier choix dans de nombreux scénarios industriels.
Compatibilité et perspectives d'avenir
Grâce aux progrès de la technologie des sources de pompage à diode verrouillées en longueur d'onde, de nouvelles améliorations de l'efficacité laser, de la largeur de ligne spectrale et de l'efficacité de pompage ont rendu le DPSSL de plus en plus attrayant pour une variété d'applications. L’introduction de ces nouvelles technologies permet au DPSSL de fonctionner avec des performances et une stabilité sans précédent, et ouvre un plus large éventail de perspectives d’application.
De la technologie médicale à la transformation industrielle, la technologie DPSSL brille dans tous les domaines. Cette technologie remplacera-t-elle complètement la technologie laser traditionnelle dans un avenir proche ?
