Nos Experts ont Comparé les Diodes Laser 520 nm et les Lasers DPSS 532 nm
La lumière verte est perçue par l’œil humain comme étant la lumière la plus brillante ! Par conséquent, il semble logique que le laser vert soit utilisé pour des applications dans lesquelles le faisceau laser est censé être observé à l’œil nu. En utilisant des réticules et des lignes laser vertes, nous pouvons positionner des appareils ou des pièces ; les points laser verts indiquent au chirurgien l’endroit où le laser utilisé pénètre le tissu humain ; dans le traitement des matériaux, ils indiquent l’endroit où le matériel sera soudé ou bien séparé.
La sensibilité chromatique varie d’une personne à l’autre ; toutefois, au niveau le plus élémentaire, la longueur d’ondes de 532 nm du laser DPSS est perçue comme un vert riche et puissant. Les diodes laser disponibles à présent ont une longueur d’onde de 520 nm (c’est-à-dire une trace bleu vif qui est perçue comme une teinte plus froide).
BASE
Beyond Borders
Le vert : la chose la plus brillante jamais offerte à l’œil humain !
La lumière verte est perçue par l’œil humain comme étant la lumière la plus brillante ! Par conséquent, il semble logique que le laser vert soit utilisé pour des applications dans lesquelles le faisceau laser est censé être observé à l’œil nu. En utilisant des réticules et des lignes laser vertes, nous pouvons positionner des appareils ou des pièces ; les points laser verts indiquent au chirurgien l’endroit où le laser utilisé pénètre le tissu humain ; dans le traitement des matériaux, ils indiquent l’endroit où le matériel sera soudé ou bien séparé. La sensibilité chromatique varie d’une personne à l’autre ; toutefois, au niveau le plus élémentaire, la longueur d’ondes de 532 nm du laser DPSS est perçue comme un vert riche et puissant. Les diodes laser disponibles à présent ont une longueur d’onde de 520 nm (c’est-à-dire une trace bleu vif qui est perçue comme une teinte plus froide).
Profil du faisceau : des différences frappantes
Si on continue la comparaison entre les deux technologies, les différences les plus frappantes se retrouvent au niveau du profil du faisceau : en raison de la physique sous-jacente, le laser DPSS produit un faisceau uniforme et circulaire avec une courbe de distribution gaussienne de la puissance et une valeur M2 presque proche de 1.0. Tandis-que, la structure en couches du laser à base de semiconducteurs émet un faisceau elliptique dans une proportion d’à peu près 1:3. Elle convient à tracer des lignes, et associée à des éléments optiques diffractifs, elle peut générer des modèles variés. Le laser DPSS reste le choix principal des lasers à point – surtout dans le domaine médical.
Plage de température : du froid glacial au chaud
Le premier mini laser DPSS lancé sur le marché disposait d’une plage de température très limitée : les valeurs se situaient typiquement entre 10°C et 30°C ou entre 15°C et 40°C. Les modèles qui sont disponibles actuellement se situent entre -5°C et +50°C !
Les diodes laser restent imbattables dans le cadre de cette comparaison : Jusqu’au niveau de puissance de 50 mW, les diodes à 520 nm offrent une température d’exploitation constante située entre -20°C et +60°C.
La température de fonctionnement s’applique à la source laser. Si elle est intégrée dans un boîtier, la chaleur supplémentaire produite à l’intérieur du boîtier doit aussi être prise en considération.
MODULATION DE LA CHALEUR, TAILLE ET COÛT
ont un impact considérable
La stabilité de la puissance dépend de la chaleur dégagée
La chaleur dégagée influence de manière significative la stabilité de la puissance laser : les lasers DPSS miniatures sont extrêmement sensibles à la température. Grâce à l’électronique de pointe, nous avons réussi à stabliser les modules DPSS FLEXPOINT® face aux fluctuations de puissance à moins de 5%. Ceci exige des lasers DPSS que le fabricant ait prévu l’intégration d’une photodiode supplémentaire.
Cela nous permet d’implémenter un circuit de commande efficace afin de stabiliser la puissance optique. La stabilisation de la puissance ne pose pas de problèmes dans le cas des modules avec une diode laser à émission directe : les diodes de contrôle sont intégrées par défaut. Ensemble avec le dispositif de commande du laser numérique, nous pouvons atteindre des fluctuations de puissance inférieure à 2%
La modulation de l’émission et le phénomène de Q-switch
Le comportement de modulation numérique et le réglage analogique de la puissance des mini lasers DPSS dépendent du phénomène de Q-switch.
Il s’agit d’un bruit perturbateur d’une intensité très élevée situé dans la plage de fréquence entre 200 kHz et 2 MHz. De plus, le laser DPSS peut permettre la création d’un autre mode qui résulte en un deuxième faisceau d’émission.
Cet effet non souhaité advient souvent à des niveaux inférieurs de puissance et, donc, affecte les lasers avec des régulateurs de puissance.
Les deux effets perturbateurs dépendent énormément de la température et sont généralement non-reproductibles. Les fréquences maximales de modulation des modules laser DPSS FLEXPOINT® sont, par conséquent, limitées à quelques kHz et, dans certains cas, inférieures à 1 kHz.
Les diodes laser à 520 nm ne présentent pas ce phénomène de Q-switch et peuvent être modulées jusqu’à >100 MHz en fonction des dispositifs électroniques de commande. Dans le cas des modules laser simples, les fréquences de modulation vont généralement de quelques centaines de kHz jusqu’à 2 MHz.
Dimensions : la taille, c’est important !
Si l’espace est réduit, vous avez besoin de diodes laser : les plus petites diodes laser à 520 nm disponibles sur le marché sont adaptées à des boîtiers TO ayant un diamètre de seulement 3,8 mm. Le module entier, y compris les dispositifs électroniques de commande, rentre dans un boîtier de diamètre de 11,5 mm.
Il est possible de miniaturiser encore ce module jusqu’à seulement 6 mm ! La taille du boîtier dépend du profil de faisceau souhaité et de la taille des dispositifs électroniques de commande.
Les lasers DPSS miniatures sont pour la plupart disponibles avec un diamètre entre 10 mm ou 12 mm. Quelques versions spéciales ont un diamètre réduit de 5,6 mm. La taille du boîtier des lasers DPSS sera toujours plus grande que celle des modèles avec une diode laser en raison de leur design complexe et des conditions de mise en forme du faisceau.
Puissance de sortie
Les diodes laser à 520 nm sont actuellement disponibles avec une puissance de sortie allant jusqu’à 80 mW. Les mini lasers DPSS peuvent atteindre jusqu’à plusieurs centaines de milliwatts.
Baisse des coûts
Le prix des diodes laser à 520 nm a chuté rapidement depuis leur lancement sur le marché. Elles sont déjà moins chères que les lasers DPSS avec une puissance de sortie de >10mW.
On peut supposer que le coût des diodes laser vertes rejoindra bientôt le coût des diodes laser rouges. En raison des dispositifs électroniques de commande que l’on peut manipuler beaucoup plus facilement que dans le cas des lasers DPSS, la diode laser verte est déjà la solution la plus économique.
EN CONCLUSION
Beyond Borders
Les diodes laser vertes ont connu une expansion rapide et seront le leader dans plusieurs secteurs de la technologie de projection ; néanmoins, les lasers DPSS à 532 nm resteront le premier choix dans certaines applications. En particulier, lorsque le profil du faisceau est prioritaire, le laser DPSS peut profiter pleinement de ses avantages. Si la taille du boîtier, la température, la stabilité de la puissance, la modulation de l’émission ou le prix gagnent en importance à l’heure du choix, alors les diodes laser vertes seront utilisées.
| DPSS Module | Laser Diode | |
|---|---|---|
| Longueur d'Onde | 532 nm | 520 nm |
| Profil de Faisceau | Faisceau Gaussien | Faisceau presque Elliptique 3:1 |
| Température des Fonctionnement | -5°C to 50°C | -20° to 60°C |
| Stabilité de Puissance en Sortie | <5% | <2% |
| Fréquence de Modulation | <1 kHz | >100 MHz Disponible |
| Puissance de Sortie, Max. | >100 mW | 80 mW |
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