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 :
-
Injection de courant dans un semiconducteur (généralement GaAs / AlGaAs)
-
Accumulation de photons dans une cavité résonante à l’intérieur de la puce
-
Amplification par émission stimulée
-
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 :
-
Les 18 faisceaux collimatés sont réduits optiquement (démagnification)
-
Puis focalisés exactement sur l’entrée de la fibre
-
Chaque faisceau occupe un mode spatial différent de la fibre multimode
(on ne combine pas en phase → ce n’est pas un laser cohérent) -
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)
-
Mesurer NA sortie après FAC/SAC pour chaque barre.
-
Choisir M = 0.2 (ex) et calculer NA_image = NA_object / M (vérifier fibre NA).
-
Dimensionner paire de lentilles cylindriques (f1, f2) pour M.
-
Simuler en ray-tracing (Zemax/OpticStudio / CodeV) la chaîne entière.
-
Spécifier tolérances mécaniques (position ±µm, tilt ±µrad).
-
Prévoir active alignment: driver + moniteur puissance pour ajuster chaque axe.
-
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 :
-
Une mécanique extrêmement stable (base cuivre/Invar)
-
Optiques pré-alignées en usine avec repères lithographiés
-
Un alignement actif assisté par des caméras, photodiodes et micro-robots
-
Un collage UV ou brasage à basse contrainte
-
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 absoluCe “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 :
Étapes d’allumage :
-
Vérifier refroidissement OK
-
Activer driver (soft-start)
-
Monter lentement le courant
-
Stabiliser la photodiode
-
Bloquer le courant max
-
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)
-
Plage de tension ≥ 0–60 V (pour couvrir Vf et marge).
-
Plage de courant ≥ 0–30–50 A selon architecture.
-
Puissance nominale ≥ 600 W (prévoir 20–50 % de marge).
-
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
-
Remote sense (compensation de chute de ligne), Kelvin sensing pour le sense de courant.
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Interface de commande : analog TTL, USB/Ethernet/GPIB pour intégration, sortie monitoring courant/tension.
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Soft-start / slew control (limiter dv/dt et di/dt) pour éviter overshoot mortel. Les drivers laser dédiés proposent ça en standard. Laser Components
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Protections : OVP/ OCP / OPP / overtemp / interlock (châssis/fibre), protection reverse.
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Isolation galvanique et bonne mise à la terre système
-
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
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Tapis antistatique ESD relié à la terre
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Bracelet ESD (1 MΩ) relié à la même terre
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Humidité ambiante 40–60 % (air sec = danger)
✅ Manipulation de la diode
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Toujours garder la diode :
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court-circuitée (LD+ ↔ LD–)
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ou branchée à une charge résistive
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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
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Type : TVS bidirectionnelle
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Tension de claquage : 36–40 V
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Puissance impulsionnelle élevée
Exemples adaptés :
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SMCJ36CA
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SMCJ40CA
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5KP36CA (encore plus robuste)
📍 Placement CRITIQUE :
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soudée au plus près possible des broches LD
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fils très courts
👉 La TVS :
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écrête toute surtension ESD
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absorbe les pics transitoires
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protège lors des branchements à chaud accidentels
🔹 B. Résistance de décharge (bleeder)
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Valeur : 10 kΩ à 100 kΩ
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Puissance : faible (0,25 W suffit)
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Placée en parallèle sur la diode
👉 Rôle :
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évite accumulation de charge
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stabilise le potentiel
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protège quand le driver est éteint
3️⃣ Protection contre les transitoires du driver
Même avec un bon driver, il faut se méfier de :
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coupures d’alimentation
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interlock
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câbles longs
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inductances parasites
🔹 C. Condensateur local (optionnel mais très efficace)
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Type : film polypropylène ou céramique X7R
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Valeur : 100 nF à 1 µF
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Tension : ≥ 50 V
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Placé directement sur LD+ / LD–
⚠️ Ne pas dépasser quelques µF (sinon instabilité possible)
4️⃣ Câblage anti-ESD (souvent négligé)
✅ Recommandations
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Câbles courts, torsadés (LD+ avec LD–)
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Éviter les boucles
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Écran relié à la terre côté driver uniquement
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Pas de connecteurs débrochables à chaud
5️⃣ Séquence de connexion / déconnexion (CRITIQUE)
✅ Connexion
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Driver hors tension
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Diode court-circuitée
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Connecter la diode au driver
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Retirer le court-circuit
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Activer le driver (courant = 0)
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Monter le courant lentement
❌ À ne jamais faire
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Brancher/débrancher diode sous tension
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Toucher les broches sans bracelet ESD
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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 :
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TVS toujours présente
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diode jamais laissée flottante
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soft-start lent (comme ton driver)
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humidité contrôlée
👉 C’est ce qui permet des milliers d’heures de fonctionnement.
8️⃣ Si tu veux aller encore plus loin








