Cette diode de 260W se compose de 18 diodes de 14.5 W chacune .Voici une explication claire et détaillée du fonctionnement d’un module de pompe laser 915 nm de ~260 W, comme celui que montre ta photo.
(Il s’agit bien d’un module multi-diodes haute puissance utilisé pour pomper un cristal laser, typiquement pour un laser fibre ou un laser solide type Nd:YAG.)

Ce sont des puces semi-conductrices allongées comportant chacune plusieurs dizaines à centaines d’émetteurs laser alignés.
Chaque barre délivre typiquement 10 à 20 W, d’où l’ordre de grandeur total ≈ 18 × 15 W = ~270 W optiques.

Une optique de couplage / homogenisation

Les petites pièces blanches légèrement inclinées sont des microlentilles (souvent faites de verre ou céramique), servant à :

  • Collimer le faisceau en direction rapide (fast axis collimation – FAC)

  • Collimer ensuite la direction lente (slow axis collimation – SAC)

  • Superposer les faisceaux des 18 diodes pour obtenir un seul faisceau cohérent spatialement

  • (mais pas en phase)

  • Un cristal ou une fibre collectrice à droite

    La zone violette très lumineuse à droite est l’endroit où :

    • Tous les faisceaux collimatés sont injectés ensemble

    • Souvent dans une fibre multimode de 200–400 μm de diamètre

    • Ou dans une zone d’injection d’un cristal (Nd:YAG, Yb:YAG, etc.)

    La lumière violette visible n’est pas le 915 nm (invisible), mais des fluorescences / réflexions parasites dans l’UV proche.

2. Comment fonctionne une diode laser de pompe 915 nm ?

Une diode laser fonctionne comme une LED « organisée » pour créer un faisceau très intense :

  1. Injection de courant dans un semiconducteur (généralement GaAs / AlGaAs)

  2. Accumulation de photons dans une cavité résonante à l’intérieur de la puce

  3. Amplification par émission stimulée

  4. Sortie d’un faisceau quasi-monochromatique à 915 nm

⚠️ Ces diodes ne sont pas faites pour faire un faisceau propre :
elles servent à délivrer beaucoup de puissance, pas à être précises.

3. Pourquoi utiliser 18 diodes au lieu d’une seule ?

Parce qu’une diode laser ne peut pas dépasser quelques dizaines de watts.
Donc pour obtenir 260 W :

  • On empile plusieurs barres

  • On superpose leurs faisceaux via une optique

  • On injecte le tout dans la même fibre ou le même cristal

C’est un principe de beam combining géométrique.

4. Pourquoi 915 nm ?

Parce que c’est une longueur d’onde qui pompe très efficacement certains milieux laser :

  • Nd:YAG → transition d’absorption à 808 nm et bande large vers 885–915 nm

  • Yb:YAG → bande large autour de 915–940 nm

  • Silica dopée ytterbium → très efficace vers 915–976 nm

915 nm chauffe moins que 808 nm → meilleure durée de vie.

5. Refroidissement

Le bloc doré est en cuivre, car :

  • Il conduit très bien la chaleur

  • Il est généralement refroidi par circulation d’eau

  • Les diodes doivent rester à température stable ±0.1 °C

Sinon la longueur d’onde dérive.

6. Résumé simple

Le module :

  • contient 18 barres laser de 15 watts chacune

  • combine tous les faisceaux en un seul

  • utilise des microlentilles pour collimater et homogénéiser

  • émet environ 260 watts à 915 nm

  • sert à pomper un laser solide ou un laser fibre

1. Chaque barre laser génère un faisceau “moche” et très divergent

Une barre laser possède :

  • une fast axis (axe rapide) → divergence énorme, ~30–50°

  • une slow axis (axe lente) → divergence plus faible, ~5–10°

Sans optique, impossible d’injecter dans une fibre.

2. Première étape : collimation individuelle (FAC / SAC)

Devant chaque barre, deux optiques microscopiques sont collées ou posées :

✔️ FAC (Fast Axis Collimator)

Une lentille cylindrique extrêmement fine, posée à quelques microns de la diode.
But : réduire la divergence extrême verticale.

✔️ SAC (Slow Axis Collimator)

Une seconde lentille cylindrique, beaucoup plus grosse.
But : collimater l’axe lent horizontal.

➡️ Résultat : chaque barre émet un faisceau plat et rectangulaire, mais collimaté.

3. Combinaison géométrique : “spatial beam stacking”

Voici l’idée clé :

Les 18 faisceaux sont superposés spatialement : on les met côte à côte dans une dimension, mais on réduit l’autre dimension grâce aux lentilles.

On aligne :

  • 18 barres verticalement (= une “stack”)

  • 18 faisceaux deviennent une pile de faisceaux parallèles

Ces faisceaux sont ensuite compressés optiquement en utilisant :

✔️ Lentilles d’imagerie (relais optiques)

elles créent une image réduite de la matrice des 18 faisceaux

✔️ Prismes ou optiques en zigzag (comme sur ta photo)

elles déplacent les faisceaux dans une géométrie compacte

✔️ Light-shaping optics

c’est l’ensemble des petites briques blanches :
elles réorientent, inclinent, décalent, et homogénéisent les faisceaux.

4. Mise en forme du paquet lumineux

  • Les 18 faisceaux sont côte à côte, espacés régulièrement

  • L’optique les redessine pour qu’ils tiennent exactement dans :

    • une fibre de 200–400 μm,  NA 0.22   un point de focalisation

Cette étape utilise :

🔹 Lentilles de focalisation (souvent une ou deux lentilles asphériques)
🔹 Barre de micro-lentilles en escalier (visible sur ta photo)
🔹 Un système de symétrisation (pour transformer la forme rectangulaire en tache ronde)

5. Combinaison finale dans la fibre

Pour injecter dans une fibre :

  1. Les 18 faisceaux collimatés sont réduits optiquement (démagnification)

  2. Puis focalisés exactement sur l’entrée de la fibre

  3. Chaque faisceau occupe un mode spatial différent de la fibre multimode
    (on ne combine pas en phase → ce n’est pas un laser cohérent)

  4. Toute la puissance se combine dans la fibre car elle accepte :

    • plusieurs centaines de modes

    • une ouverture numérique large

➡️ On combine la puissance, mais pas la cohérence.

Pour passer d’une pile de 18 faisceaux espacés de 1 mm à une tache (ou entrée de fibre) de 200 µm, il faut réarranger et réduire la dimension spatiale sans perdre trop d’énergie ni dépasser l’ouverture du système (NA / étendue). Je décris d’abord le principe physique, puis une recette pratique pas-à-pas avec chiffres et composants typiques.

1) Principe physique clé — étendue (A·Ω) / conservation de l’énergie optique

L’étendue (ou brightness et acceptance) se conserve : si tu réduis la surface linéairement par un facteur MM (démagnification), l’angle (divergence) augmente environ par 1/M1/M (pour petites angles).
Donc : démagnifier de 1 mm → 0,2 mm (facteur M=0,2M=0{,}2, soit 5× de réduction linéaire) augmente la divergence dans l’axe compressé par 5. Il faut donc :

  • collimater/pré-conditionner les faisceaux (contrôler la NA), puis

  • vérifier que la fibre ou l’optique d’entrée accepte la nouvelle divergence (NA suffisante).

  • 2) Calcul simple — facteur requis

  • Espacement initial = 1.000 µm

  • Espacement cible = 200 µm

  • Facteur linéaire M=200/1000=0,2M = 200/1000 = 0{,}2 → démagnification 5×.

Si tu as une largeur active par barre ~0,8 mm et un pitch 1 mm, la même réduction s’applique à la largeur.

3) Chaîne optique pratique (étapes)

Étape A — Collimation individuelle (FAC + SAC)

Avant de compresser, chaque barre doit sortir un faisceau contrôlé dans fast & slow axis :

  • FAC (fast-axis collimator) pour réduire divergence verticale.

  • SAC (slow-axis collimator) pour la direction lente.
    Résultat : faisceaux rectangles, faibles divergences contrôlées (NA initial faible).

Étape B — Former la “stack” et nettoyer la géométrie

  • Aligner les 18 faisceaux en une pile régulière (V-groove, support monobloc).

  • Utiliser microlentilles ou small prism-periscope blocks pour réaligner rigoureusement.

Étape C — Compression/anamorphose dans l’axe d’empilement

  • Utiliser une paire de lentilles cylindriques (ou une paire anamorphique) pour réduire la dimension uniquement dans l’axe vertical (celui des 18 barres).

    • Lentille 1 (fonctionnant comme collimatrice / relai), lentille 2 (focale plus petite) pour obtenir M=f2/f1=0,2M = f_2 / f_1 = 0{,}2.

    • Exemple pratique : f1=50 mmf_1 = 50\ \text{mm}, f2=10 mmf_2 = 10\ \text{mm} → M = 0.2 (démag ×5).

  • Pour réduire les deux axes (si nécessaire) on utiliserait des lentilles sphériques/asphériques en imagerie 2D.

Étape D — Relay imaging et télécentricité

  • Construire un système relais (2 ou 3 lentilles) pour amener l’image réduite précisément à l’entrée de la fibre/ferrule.

  • Idéal : système télécentrique côté image pour minimiser les décalages de position quand on bouge la lentille.

Étape E — Focalisation finale dans la fibre

  • Utiliser une lentille asphérique de couplage (objectifs pour fibre) pour focaliser la pile compacte sur le cœur de la fibre (ou sur la zone d’entrée).

  • Utiliser index-matching gel, ferrule précis, et positionnement en 6 axes pour l’alignement.

  • 4) Exigences numériques & vérifications

a) NA / divergence

Si tu démagnifies par 5× dans l’axe empilé, la divergence dans cet axe augmente 5×.
Ex : si après collimateurs la divergence (slow axis) = 0,04 (NA≈0,04), après demag → NA≈0,20. Donc la fibre doit accepter NA ≥ 0,20 (typique : 0,22 OK).

b) Étendue conservée

Vérifie que l’aire réduite × l’angle augmenté reste ≤ étendue acceptée de la fibre. Si non → pertes.

c) Alignement / tolérances

  • Placement de chaque faisceau sur image finale : tolérance de l’ordre de quelques µm (2–10 µm).

  • Angle / tilt de chaque micro-lentille contrôlé en µradians.

  • Température et expansion thermique doivent être gérées (Cu / Invar pour supports, refroidissement).

    • FAC : micro-cylindrical lens collée (distance 10–50 µm à la barre).

    • SAC : micro-lentille asphérique cylindrique distante quelques mm.

    • Anamorphic pair : cyl 1 f1=50f_1 = 50 mm, cyl 2 f2=10f_2 = 10 mm → M = 0.2.

    • Relay : doublet achromatique (imagerie 1:1 ou télécentrique) pour transférer la pile réduite.

    • Focusing : lentille asphérique pour fibre, focal length choisie selon diamètre ferrule (p.ex. f ≈ 8–16 mm).

    • Fibre : multimode, cœur 200–400 µm, NA ≥ 0.22 pour 260 W (ça dépend du damage threshold).

    • 5) Composants concrets & valeurs d’exemple

      • FAC : micro-cylindrical lens collée (distance 10–50 µm à la barre).

      • SAC : micro-lentille asphérique cylindrique distante quelques mm.

      • Anamorphic pair : cyl 1 f1=50f_1 = 50 mm, cyl 2 f2=10f_2 = 10 mm → M = 0.2.

      • Relay : doublet achromatique (imagerie 1:1 ou télécentrique) pour transférer la pile réduite.

      • Focusing : lentille asphérique pour fibre, focal length choisie selon diamètre ferrule (p.ex. f ≈ 8–16 mm).

      • Fibre : multimode, cœur 200–400 µm, NA ≥ 0.22 pour 260 W (ça dépend du damage threshold).


      6) Alternatives / solutions avancées

      • Micro-lens array + fused taper : chaque faisceau via micro-lentille sur un petit bundle de fibres, puis taper fondus ensemble vers un cœur plus petit. Avantages : compact. Inconvénients : pertes, seuils de dommage thermique, coût élevé de la fusion.

      • Diffractive optical elements (DOE) ou holographie pour reformatter la pile vers un profil rond → utile pour homogénéiser la distribution.

      • Beam homogenizer / light-pipe après combinaison pour lisser hotspots avant la fibre (mais génère pertes et chauffe).


      7) Erreurs fréquentes & pièges

      • Oublier la conservation d’étendue → incapable d’injecter toute la puissance dans la fibre (grosses pertes).

      • Sous-estimer la NA après démagnification → angle trop grand → pertes.

      • Mauvais refroidissement près des micro-lentilles → désalignement thermique.

      • Collimation FAC insuffisante → après démagnification, le faisceau « explose » en divergence.


      8) Checklist pour concevoir ton système (pratique)

      1. Mesurer NA sortie après FAC/SAC pour chaque barre.

      2. Choisir M = 0.2 (ex) et calculer NA_image = NA_object / M (vérifier fibre NA).

      3. Dimensionner paire de lentilles cylindriques (f1, f2) pour M.

      4. Simuler en ray-tracing (Zemax/OpticStudio / CodeV) la chaîne entière.

      5. Spécifier tolérances mécaniques (position ±µm, tilt ±µrad).

      6. Prévoir active alignment: driver + moniteur puissance pour ajuster chaque axe.

      7. AR coatings, index matching, et refroidissement.

        Aligner 18 faisceaux laser avec une précision de 1 µm (voire 0,5 µm) n’est possible qu’en combinant :

        1. Une mécanique extrêmement stable (base cuivre/Invar)

        2. Optiques pré-alignées en usine avec repères lithographiés

        3. Un alignement actif assisté par des caméras, photodiodes et micro-robots

        4. Un collage UV ou brasage à basse contrainte

        5. Des corrections thermiques calculées et intégrées

        Je te décris exactement ce que font les fabricants (nLIGHT, Coherent, II-VI, Lumentum…).


        1) Mécanique ultra stable pour éviter les déformations

        Avant même d’aligner, il faut un support qui ne bouge pas :

        ✔ Matériaux utilisés :

        • Cuivre OFHC (très bonne conduction thermique)

        • Invar (coefficient de dilatation extrêmement faible)

        • Parfois céramiques (stabilité thermique, rigidité)

        ✔ Structure monobloc

        Les rainures, marches, et surfaces de référence sont usinées dans le même bloc → précision CNC de 5–10 µm, puis rodage à 1 µm.

        👉 Résultat : la base est “géométriquement immobile” quand la température varie.

        2) Positionnement des diodes avec des repères lithographiques

        Sur chaque barre laser, il y a des marks lithographiques (dépôts métalliques ou traits gravés) détectables par caméras :

        • Tolérance des marks : ~0,2 µm

        • Position de la puce sur son submount (C-mount, D-mount) : ±1–2 µm

        • Le support a aussi des repères optiques gravés par photolithographie

        ➜ On pose la diode exactement sur ces repères → pré-alignement passif à 1–2 µm.

        3) Alignement actif (robotisé) en 6 axes avec mesure de puissance en temps réel

        C’est la vraie magie.

        Le module est mis dans une station d’alignement active :

        • table nanopositionnée (piezo, résolution ~10–50 nm)

        • caméra microscope (grossissement 50× à 200×)

        • photodiodes en sortie

        • ou déjà une fibre de test en place

        Pour chaque diode ou lentille :

        ➡️ on mesure la puissance dans la fibre en temps réel
        ➡️ on bouge la lentille/diode jusqu’au maximum absolu

        Ce “scanning” se fait :

        Axes :

        • X : gauche/droite (précision ~0,1 µm)

        • Y : haut/bas (~0,1 µm)

        • Z : distance lentille/diode (~50–100 nm)

        • θx, θy, θz (tilts) : ±1–10 µrad

        Le système cherche le maximum de couplage optique, ce qui fixe la bonne position automatiquement.

4) Collage UV ou brasage après alignement

Quand la puissance est maximale, on immobilise la pièce :

Collage UV :

  • Résine très faible retrait (<< 0,5 %)

  • Durcissement instantané par lumière UV

  • Déplacements post-polymérisation < 0,5 µm

Brasage (soldering) :

  • Au SnAg, AuSn, In

  • Utilisé pour pièces critiques (micro-lentilles SAC/FAC)

  • Conduit à un déplacement final prévisible → compensé dans l’alignement initial

👉 La pièce reste fixée à ±1 µm même quand elle chauffe à 40–50°C.

5) Compensation thermique intégrée (modélisation FEM)

Les fabricants modélisent :

  • dilatation locale du cuivre

  • déformation induite par le passage de 200–300 W électriques

  • coefficients thermiques du verre et des colles

  • flux de chaleur

Puis ils alignent volontairement “à côté” de la position idéale pour que :

➡️ à température de fonctionnement, tout se réaligne automatiquement à 1 µm.

C’est crucial pour les modules pompés à 915/976 nm.

 6) Pré-alignement optique des micro-lentilles

Les blocs de micro-lentilles (les petites briques blanches dans ta photo) sont :

  • usinés en céramique ou verre fritté

  • avec une précision typique de 1 µm sur 10–20 mm

  • surfaces polies optiquement

  • posés dans des sièges usinés à la forme exacte

📌 En usine :
Ils sont alignés une seule fois dans un jig très précis (contrôle caméra + faisceau témoin).
Ensuite, ils sont insérés comme des “Lego optiques” dans ton module → déjà alignés.

 7) Caméras de vision industrielle + illumination collimatée

Pour vérifier les centroids des faisceaux, on utilise :

  • caméra CMOS haute résolution (0,5–1 µm/pixel)

  • illumination coaxiale (Schlieren, DIC)

  • rétro-injection par laser HeNe ou fibre témoin

La caméra détecte l’axe du faisceau ou son image → correction instantanée.

 8) Alignement final avec la fibre

La fibre multimode (200–400 µm) est montée sur :

  • un micro-robot 6 axes

  • un maintien à v–groove

  • une ferrule alignée en tilt µrad

On maximise la puissance → puis on fixe la fibre par collage UV ou soudure laser.
La fibre est ensuite tirée légèrement (pré-tension contrôlée) pour compenser les dilatations futures.

 Résultat final

Grâce à ces 8 techniques combinées :

  • Alignement transversal : ±1 µm

  • Tilt : ±3–10 µrad

  • Centrage sur la fibre : ±1–2 µm

  • Stabilité thermique : <1 µm d drift sur 20–40°C

➡️ C’est ainsi qu’on combine 18 faisceaux avec une précision de microscope pour envoyer 260 W dans une fibre.

1) Le principe : une diode laser est commandée en COURANT, jamais en tension

Une diode laser est comme une LED très spéciale :

  • Sa tension typique est 1,7–2,2 V par émetteur (GaAs 915 nm)

  • La tension est peu informative

  • C’est le courant qui détermine la puissance optique

👉 Donc on utilise des drivers de courant constants (LDD : Laser Diode Drivers).

2) Drivers laser haute puissance utilisés dans les modules 915 nm

Un module 260 W avec 18 barres peut être commandé :

✔️ En série interne (courant unique pour toutes les puces)

Courant typique : 20–40 A
Tension totale : 20–40 V
→ Très courant dans les modules industriels.

✔️ En parallèle interne (rare, mais existe pour certaines stacks)

Courant plus élevé, 60–120 A
Tension faible (5–10 V)

✔️ Drivers de marque typique

  • Analog Modules (AM), modèle 773 series

  • Luminus / Arroyo Instruments

  • Wavelength Electronics (LDx2200, LD1500)

  • PicoLAS (LDD, LDP series)

  • DEI, IXYS pour impulsionnel haute puissance

 3) Courants de SEUIL et courants NOMAUX

Pour une diode 915 nm de haute puissance :

✔️ Courant de seuil (Iₜₕ)

  • Environ 0,8–1,2 A par barre

  • Charge faible → la diode commence à « lasérer »

✔️ Courant nominal

  • 8 à 14 A par barre (suivant la barre et la génération)

  • Une bar 10 W : ~10 A

  • Une bar 20 W : ~15–18 A

Si ton module contient 18 barres :
Courant total typique = 20 à 40 A si tout est en série.

4) Efficacité (wall-plug efficiency)

C’est le rapport :

η=PoptiquePeˊlectrique\eta = \frac{P_{optique}}{P_{électrique}}

Typiquement :

Type de diode Efficacité
808 nm anciennes 40–45 %
915/940 nm haute puissance 50–60 %
976 nm modernes 55–65 %

Exemple pour 260 W optiques :

  • Driver = ~500 W électriques

  • Température contrôlée = meilleure efficacité

5) Le driver doit GÉRER la température

Les diodes 915 nm changent de longueur d’onde avec la température :

  • ~0,3 nm / °C

  • Pour pompage : λ doit rester alignée avec l’absorption du cristal/fibre

Donc le driver travaille avec le refroidissement :

🔹 Régulation de température par water cooling
🔹 Sonde NTC sous chaque barre
🔹 Limites de température max (70–80°C puce)

6) Protections ABSOLUMENT indispensables

Une diode laser peut être détruite en nanosecondes.
Donc les modules doivent intégrer :

✔️ Protection ESD

Une simple décharge électrostatique peut tuer une bar 20 W.

✔️ Protection contre les SURCURRENTS

Driver avec limite Imax.

✔️ Soft-start (montée progressive sur 5–100 ms)

✔️ Protection contre « back-reflection »

Retour optique trop fort → dégradation catastrophique.

✔️ Protection température

Si T° > limite → coupure automatique.

✔️ Protection open/short circuit

Si la fibre se déconnecte ou faisceau bloqué → coupure.

7) Monitoring : photodiodes internes

Dans beaucoup de modules :

  • Une photodiode interne mesure une fraction de la lumière

  • Permet de faire un feedback sur la puissance optique

Mais dans les modules hautes puissances, on utilise souvent :

  • un moniteur externe

  • caméra + capteurs pour surveiller la fibre

Parce que la photodiode interne sature au-delà de 10 W.

8) Modes de fonctionnement du driver

✔️ Mode CW (continu)

Le plus utilisé pour pomper Yb:YAG, Nd:YAG, fibre.

  • Courant stable → puissance stable

  • Le driver stabilise I ±0,1 %

✔️ Mode Allumage/Extinction (TTL ou analog)

Fréquence possible :

  • TTL : jusqu’à 200 kHz

  • Analog : 50 kHz typique

  • Pulse shape raide → pilotage direct du gain laser

✔️ Mode impulsionnel haute puissance

Avec modules LDP (PicoLAS / DEI) :

  • Courants 100–300 A

  • Pulses 10–500 ns

  • Utilisés pour lidar, pumping pulsé.

9) Tension typique pour une diode 915 nm de puissance

  • 1,8–2,2 V par barre

  • En série (18 barres) → 30–36 V

La tension augmente légèrement avec le courant.

10) Courbe L-I-V typique (Laser power vs current vs voltage)

1) En dessous de Iₜₕ → sortie LED, quelques mW

2) Au-dessus du seuil → croissance linéaire

En général :

P=η (I−Ith)P = \eta\,(I – I_{th})

Avec η = ~1 W/A pour une barre 10 W
ou ~1,2–1,5 W/A pour les barres 20 W modernes.

11) Exemple concret pour un module 260 W

Supposons 18 barres 15 W chacune :

Paramètres typiques :

  • IthI_{th} ≈ 1 A

  • IopI_{op} ≈ 10–12 A

  • Driver total : 20–30 A @ 30–40 V

  • Montage en série = commande simple

  • Puissance électrique ≈ 450–500 W

  • Puissance optique ≈ 260 W

  • Éfficacité ≈ 55 %

12) Comment piloter le module en pratique

Schema général :

Alim DC -> Driver laser constant-current -> Module diode -> Fibre/cible

Étapes d’allumage :

  1. Vérifier refroidissement OK

  2. Activer driver (soft-start)

  3. Monter lentement le courant

  4. Stabiliser la photodiode

  5. Bloquer le courant max

  6. Surveiller température en continu

    1) Règle d’or : on pilote une diode par courant constant (driver CC), pas par tension

    Tu veux une source qui délivre un courant constant sûr, avec soft-start, limites, interlocks et monitoring. Les alimentations labo classiques peuvent fonctionner mais un driver laser dédié (ou une alim + module de contrôle laser) est fortement préférable pour la protection et la modulation. Laser Diode Control+1

    2) Quelle puissance / tension / courant viser (valeur de conception)

    Hypothèses réalistes (basées sur les valeurs discutées précédemment) :

    • tension par barre ≈ 1.8–2.2 V → prenons 2.0 V/barre

    • 18 barres en série (architecture commune) → VtotV_{tot}36 V

    • courant par barre pour ~260 W total (à ~55 % WPE) ≈ 13 A (ex. 13 A × 36 V ≈ 468 W électrique → ~260 W optique à 55 %).

    Donc objectif pratique :
    Alimentation/driver programmable CC capable d’environ 0–60 V et 0–30 A, puissance utile ≥ 600 W (marge thermique + pertes, headroom pour sûreté).
    (Si ton module est câblé différemment — sections en parallèle — les chiffres changent : je donne aussi options plus haut/bas ci-dessous.)

    3) Option A — meilleure pratique : driver laser dédié (courant constant)

    Avantages : protections spécifiques (reverse, overshoot, soft-start), interface modulation analog/TTL, surveillance courant/power, meilleure stabilité et sécurité pour diodes.

    Exemples de fabricants/produits : PicoLAS (séries LDP-CW / LDP-QCW), Meerstetter, Lumina/Analog Modules. Ces drivers existent en versions CW capables de dizaines d’ampères et en versions QCW/impulsionnelles pour courant très élevé. Ils intègrent protections et sorties de monitoring adaptées. picolas.de+2meerstetter.ch+2

    Recommandation concrète : un driver CW programmable capable de ≥40 A / >50 V ou une combinaison de drivers (si besoin), p.ex. PicoLAS LDP-CW (gamme disponible en 50 A, 120 A selon modèle). picolas.de+1

    4) Option B — alim DC programmable + contrôleur laser (si budget / intégration)

    Tu peux aussi utiliser une alimentation DC programmable CC (puissante) et la piloter par un module de contrôle laser (pour soft-start, mesure, interlocks). Cette solution marche mais nécessite que l’alim ait des caractéristiques « friendly laser » : faible ripple, remote sense, réponse dynamique correcte, et surtout la possibilité d’être utilisée en mode CC strict (ou couplée à un contrôleur de courant).

    Exemples d’alims industrielles adaptées :

    • Keysight N8737A — 60 V / 55 A / 3.3 kW (instrument haut de gamme, rack). Keysight

    • TDK-Lambda GEN / GENESYS (série avec 60 V / 12.5–25 A variants, et modules 2U à plusieurs kW). product.tdk.com+1

    • Delta Elektronika SM / SM6000 — séries conçues pour lasers/plasma, bonnes réponses dynamiques. deltaelektronika.com+1

    Si tu choisis cette voie : privilégie un bloc 0–60 V / 0–30–50 A, puissance nominale ≥ 600 W et faible ripple (voir §5). emea.lambda.tdk.com

    5) Spécifications techniques à exiger (critères)

    1. Plage de tension ≥ 0–60 V (pour couvrir Vf et marge).

    2. Plage de courant ≥ 0–30–50 A selon architecture.

    3. Puissance nominale ≥ 600 W (prévoir 20–50 % de marge).

    4. Ripple & noise : chercher faible ripple en courant — idéalement < 0,5–1 % du courant nominal ou <10–20 mA pour 10–20 A (certains bench supplies annoncent mArms). Les specs typiques de l’alimentation doivent être compatibles avec la sensibilité des diodes. product.tdk.com+1

    5. Remote sense (compensation de chute de ligne), Kelvin sensing pour le sense de courant.

    6. Interface de commande : analog TTL, USB/Ethernet/GPIB pour intégration, sortie monitoring courant/tension.

    7. Soft-start / slew control (limiter dv/dt et di/dt) pour éviter overshoot mortel. Les drivers laser dédiés proposent ça en standard. Laser Components

    8. Protections : OVP/ OCP / OPP / overtemp / interlock (châssis/fibre), protection reverse.

    9. Isolation galvanique et bonne mise à la terre système

      6) Architecture électrique recommandée (pratique d’intégration)

      • Si le module interne est en série : il suffit d’un driver CC unique 0–60 V, 0–30 A (mode courant constant).

      • Si blocs sont en plusieurs strings (ex : 2×9 en série/parallèle) : soit un driver par string (synchronisé), soit une alim plus complexe.

      • Câblage : câble court, faible inductance (bus cuivre épais), connexions Kelvin pour sense, bypass/TVS pour transients.

      • Filtres et snubbers : limiter réflexions/transients si modulation rapide.

      • Monitors : courant et tension sur sorties analog pour logging et sécurité.

      7) Protections et sûreté opérationnelle (indispensable)

      • Interlock physique (porte, shutter) qui ouvre la commande DC.

      • ESD protection sur connecteurs d’accès.

      • Surveillance photodiode : feedback puissance (pour limiter la puissance à valeur souhaitée).

      • Temp sensors (NTC sous submount) interfacés au driver.

      • Raccordement de la terre correct et unique (éviter boucles).
        Ces fonctions sont standard sur les drivers laser professionnels. Laser Diode Control+1

      8) Exemples concrets (à titre d’illustration)

      • Clé haut de gamme, instrument : Keysight N8737A — 60 V / 55 A / 3.3 kW, rack, programmable (très robuste mais cher). Keysight

      • Alim industrielle pour intégration : TDK-Lambda GEN / GENESYS — variantes 60 V / 12.5–25 A / modèles multi-kW. Bonnes options pour intégration système. product.tdk.com+1

      • Driver laser dédié : PicoLAS LDP-CW (gamme disponible en dizaines d’ampères, protections, modulation analog/TTL) — idéal si tu veux pilotage optimisé diode. picolas.de+1

      • Drivers OEM & modules : Meerstetter, Lumina/Analog Modules, etc. (très répandus dans photonique). meerstetter.ch+1

      9) Exemple de configuration recommandée pour ton module 260 W

      • Driver : PicoLAS LDP-CW (ou Meerstetter LDD haut courant) capable de ≥15 A en sortie continue et compliance ≥ 40 V, OU une alim programmable 0–60 V / 0–30 A + contrôleur laser dédié. Laser Components+1

      • Alimentation auxiliaire : si le driver nécessite alimentation DC, prévoir bloc 1 kW+ (selon driver).

      • Monitoring / safety : photodiode + NTC + interlock TTL + enregistrement courant/tension.

      • Câbles : court, calibre adapté (p.ex. 6–8 mm² cuivre pour courants > 10 A), et blindage.

      10) Coûts et disponibilité (aperçu)

      • Driver laser dédié (PicoLAS / Meerstetter) : quelques centaines à quelques milliers d’euros selon courant et fonctionnalités. picolas.de+1

      • Alims rack 1–3 kW (Keysight, Delta, TDK-Lambda) : plusieurs milliers d’euros (Keysight/Delta haut de gamme). Keysight+1


      Si tu veux que je calcule précisément l’alimentation idéale, dis-moi (sans attendre) :

      • le schéma électrique interne (les 18 barres sont-elles en série complète, 2×9, etc. ?),

      • la tension directe par barre (si tu la connais, sinon je prendrai 2.0 V/barre), et

      • la courant nominal par barre (ou la puissance par barre).

      Je peux alors tout de suite te donner la tension/courant exacts à viser et proposer 2–3 modèles précis adaptés au budget.

Objectif ESD

👉 Empêcher toute surtension > quelques volts aux bornes de la diode
👉 Éviter toute décharge rapide (dV/dt, dI/dt)
👉 Garantir une manipulation et un câblage sûrs avant, pendant et après l’installation


1️⃣ Protection ESD pendant la manipulation (OBLIGATOIRE)

✅ Poste de travail

  • Tapis antistatique ESD relié à la terre

  • Bracelet ESD (1 MΩ) relié à la même terre

  • Humidité ambiante 40–60 % (air sec = danger)

✅ Manipulation de la diode

  • Toujours garder la diode :

    • court-circuitée (LD+ ↔ LD–)

    • ou branchée à une charge résistive

  • Ne jamais laisser les broches “en l’air”

📌 Règle d’or

Une diode laser ne doit jamais être déconnectée sans protection.

2️⃣ Protection ESD électrique permanente (FORTEMENT RECOMMANDÉE)

🔹 A. Diode TVS (transil) aux bornes de la diode

👉 Indispensable pour une diode 500 W

  • Type : TVS bidirectionnelle

  • Tension de claquage : 36–40 V

  • Puissance impulsionnelle élevée

Exemples adaptés :

  • SMCJ36CA

  • SMCJ40CA

  • 5KP36CA (encore plus robuste)

📍 Placement CRITIQUE :

  • soudée au plus près possible des broches LD

  • fils très courts

LD+ o----+----> vers driver +
|
[TVS]
|
LD- o----+----> vers driver –

👉 La TVS :

  • écrête toute surtension ESD

  • absorbe les pics transitoires

  • protège lors des branchements à chaud accidentels


🔹 B. Résistance de décharge (bleeder)

  • Valeur : 10 kΩ à 100 kΩ

  • Puissance : faible (0,25 W suffit)

  • Placée en parallèle sur la diode

👉 Rôle :

  • évite accumulation de charge

  • stabilise le potentiel

  • protège quand le driver est éteint

3️⃣ Protection contre les transitoires du driver

Même avec un bon driver, il faut se méfier de :

  • coupures d’alimentation

  • interlock

  • câbles longs

  • inductances parasites

🔹 C. Condensateur local (optionnel mais très efficace)

  • Type : film polypropylène ou céramique X7R

  • Valeur : 100 nF à 1 µF

  • Tension : ≥ 50 V

  • Placé directement sur LD+ / LD–

⚠️ Ne pas dépasser quelques µF (sinon instabilité possible)

4️⃣ Câblage anti-ESD (souvent négligé)

✅ Recommandations

  • Câbles courts, torsadés (LD+ avec LD–)

  • Éviter les boucles

  • Écran relié à la terre côté driver uniquement

  • Pas de connecteurs débrochables à chaud

5️⃣ Séquence de connexion / déconnexion (CRITIQUE)

✅ Connexion

  1. Driver hors tension

  2. Diode court-circuitée

  3. Connecter la diode au driver

  4. Retirer le court-circuit

  5. Activer le driver (courant = 0)

  6. Monter le courant lentement

❌ À ne jamais faire

  • Brancher/débrancher diode sous tension

  • Toucher les broches sans bracelet ESD

  • Laisser la diode connectée à des câbles flottants

6️⃣ Niveau de protection recommandé (synthèse)

Niveau Mesures
Minimum Bracelet + TVS
Bon Bracelet + TVS + résistance
Industriel Bracelet + TVS + résistance + condo + câbles torsadés

👉 Pour 500 W, je recommande le niveau industriel, sans hésitation.

7️⃣ Ce que font les industriels (retour terrain)

Sur des bancs industriels > 300 W :

  • TVS toujours présente

  • diode jamais laissée flottante

  • soft-start lent (comme ton driver)

  • humidité contrôlée

👉 C’est ce qui permet des milliers d’heures de fonctionnement.


8️⃣ Si tu veux aller encore plus loin