Bonjour, j’ai un photodetecteur au silicium THORLABS model DET025A/M et j’aimerai mesurer des pulses laser émit par une diode de 2W durée de pulse 10 milisecondes et une fréquence de répétition de 50pps. Peux tu me dire quel type d’atténuateur utilisé et le type d’atténuation ?
Super — on y va. J’ai vérifié les spécifications du détecteur Thorlabs DET025A/M : son Maximum Optical Power (peak) est ~18 mW (ouverture Ø3.2 mm, sortie SMA, bias 12 V).

Calcul rapide (chiffres pas à pas)

  • Votre laser : 2 W = 2000 mW en pic.

  • Durée d’impulsion : 10 ms à 50 pulses/s → duty-cycle = 10 ms × 50 = 500 ms/s = 0,5 → 50 % de temps ON.
    → Puissance moyenne = 2 W × 0,5 = 1 W = 1000 mW.

  • Pour respecter la limite de pic du détecteur (18 mW) :
    besoin d’un facteur d’atténuation = 2000 mW / 18 mW = 111.111… ≈ 112× (soit ≈ 20.5 dB).

  • Mais à cause de la puissance moyenne très élevée (1000 mW), il faut surtout protéger le détecteur contre l’échauffement et les dommages par moyenne — viser une atténuation beaucoup plus importante en pratique (voir ci-dessous).

Recommandation pratique (type et stratégie d’atténuation)

  1. Ne jamais diriger le faisceau 2 W directement sur le DET025A/M.
    Le détecteur est conçu pour signaux faibles/rapides ; votre faisceau (2 W, 50 % duty) est beaucoup trop puissant.

  2. Stratégie sûre et habituelle :

    • Premier stage (pick-off haute puissance) : utiliser un beamsplitter réfl./réfractif ou une fibre/pick-off pour prélever une petite fraction du faisceau. Exemple pratique : 99:1 beamsplitter (1 % prélevé → facteur ≈ 100×). Le reste du faisceau doit être envoyé sur un beam dump capable de dissiper ≥ puissance moyenne (ici ≥ 1 W ; préférez 5 W ou plus pour marge).

    • Second stage (atténuation réglable/finition) : sur la portion prélevée, ajouter des filtres ND (préférer des ND réfléchissants / métalliques ou des filtres à absorption haute puissance conçus pour 1 W+ si vous maintenez absorption) ou un atténuateur polarisant (PBS + lame de demi-onde) si le faisceau est polarisé (permet atténuation variable, moins d’absorption).

    • But pratique recommandé : viser au moins ×1000 (≈30 dB) d’atténuation totale sur le faisceau d’entrée pour obtenir un signal sûr et mesurable (ex : 2 W → 2 mW pic ; avec duty 50 % moyenne → 1 mW). ×1000 vous laisse une marge confortable. Si vous voulez encore plus de marge, visez ×10 000.

  3. Exemples de combinaisons (pratiques) :

    • 99:1 beamsplitter (×100) + ND OD2 (×100) → total ×10 000 (=> 2 W → 0.2 mW pic).

    • 99:1 beamsplitter (×100) + ND OD1 (×10) → total ×1000 (=> 2 W → 2 mW pic).

    • Pick-off 1% + PBS + rotateur de polarisation si le faisceau est polarisé — très pratique pour réglage fin sans échauffement des filtres.

  4. Type de filtres à privilégier pour votre puissance :

    • Beamsplitter cube ou pellicule pour le pick-off initial (le gros de la puissance se renvoie sur un beam dump).

    • ND réfléchissants / métal ou atténuateurs rotatifs polarisants pour les stades suivants — éviter les ND absorbants non conçus pour 1 W avg (risque de casse/échauffement).

    • Toujours utiliser un beam dump derrière chaque élément qui reçoit la puissance principale.

  5. Autres précautions & détails d’implantation :

    • Vérifier le diamètre du faisceau : le spot ne doit pas concentrer trop d’énergie sur la petite zone sensible (Ø3.2 mm) — si vous focalisez, augmentez le diamètre pour réduire densité.

    • Contrôler l’impédance de charge du détecteur (50 Ω) et la sortie SMA ; calibrer la chaîne d’acquisition pour la sensibilité (responsivité dépend de la longueur d’onde).

    • Mesurez d’abord avec un wattmètre (capable des pulses) si possible afin d’étalonner l’atténuation avant de connecter le détecteur.

    • Pensez à la sécurité laser (lunettes adaptées, interlocks) : 2 W (même à 50 % duty) est dangereux.

Résumé chiffré & règle pratique

  • Atténuation minimale théorique (pic) pour ne pas dépasser 18 mW : ~112× (≈20.5 dB).

  • Atténuation recommandée (pratique / sécurité, pour tenir aussi la moyenne) : ≥1000× (≈30 dB), idéalement 1000–10 000×, en procédant par pick-off (99:1) + ND/atténuateur variable.

  • Utiliser beamsplitter + ND réfléchissant ou PBS + rotateur selon polarisation, et beam dumps pour la puissance dissipée.

Peux tu me chiffré l’atténuation pour un laser à azote de 100 kW durant 0.5 nanoseconde et 50 pulse par secondes longueur d’onde 337nm ?

Oui — et là on change clairement de ligue d’énergie 😅
Je te fais le chiffrage proprement, étape par étape, en partant toujours du même détecteur : Thorlabs DET025A/M (Si).

1️⃣ Données du laser à azote

  • Puissance crête : 100 kW

  • Durée d’impulsion : 0,5 ns

  • Fréquence : 50 Hz

  • Longueur d’onde : 337 nm (UV)

  • Énergie par pulse

E=Ppic×τ=100 000×0.5×10−9=50 μJE = P_{\text{pic}} \times \tau = 100\,000 \times 0.5\times10^{-9} = 50~\mu\text{J}

  • Puissance moyenne

Pmoy=E×f=50 μJ×50=2.5 mWP_{\text{moy}} = E \times f = 50~\mu\text{J} \times 50 = 2.5~\text{mW}

👉 Très faible puissance moyenne, mais crête absolument énorme.

2️⃣ Limites du photodétecteur DET025A/M (UV)

À 337 nm :

  • Responsivité ≈ 0,12 A/W

  • Puissance optique crête max admissible ≈ 18 mW

  • Énergie max par pulse (ns) ≈ quelques nJ (limite critique !)

⚠️ C’est l’énergie par pulse et la densité de puissance qui tuent le détecteur, pas la puissance moyenne.

3️⃣ Atténuation nécessaire (calculs clés)

🔥 a) Limite en puissance crête

Apic=100 0000.018≈5.6×106A_{\text{pic}} = \frac{100\,000}{0.018} \approx 5.6\times10^{6}

➡️ OD ≈ 6,75

💣 b) Limite en énergie par pulse (le vrai danger)

Énergie max tolérable ≈ 1 nJ (ordre de grandeur sûr)

AE=50 μJ1 nJ=50 000A_E = \frac{50~\mu J}{1~nJ} = 50\,000

➡️ OD ≈ 4,7

💥 c) Limite en densité de puissance instantanée

Sur une surface active ~3 mm², sans élargissement du faisceau :

  • Intensité crête brute ≈ >30 MW/cm²

  • Limite Si typique (ns) ≈ 10–100 kW/cm²

➡️ facteur supplémentaire ×10³ à ×10⁴ obligatoire

4️⃣ Atténuation TOTALE recommandée

On prend la contrainte la plus sévère + marge :

✅ Atténuation minimale absolue (ne PAS dépasser)

  • ≈ 10⁶ (OD 6) → encore risqué

✅ Atténuation réaliste et sûre

👉 10⁷ à 10⁸

  • OD 7 à OD 8

5️⃣ Exemple de chaîne d’atténuation UV réaliste (OBLIGATOIREMENT en étages)

⚠️ Jamais un seul filtre ND avec un laser à azote.

✔️ Étape 1 – Pick-off UV

  • Lame quartz non traitée à 45°
    → réflexion ≈ 4 %
    (OD 1.4)

✔️ Étape 2 – Second pick-off

  • Deuxième lame quartz
    → 4 % × 4 % = 0.16 %
    (OD 2.8 cumulée)

✔️ Étape 3 – Filtres ND UV réfléchissants

  • ND OD 2 + OD 2 (UV metal / reflective)

✔️ Étape 4 – Expansion du faisceau

  • Agrandir le spot ×5 à ×10
    → réduction densité ×25 à ×100

📌 Exemple chiffré concret

Élément Facteur
2× pick-off quartz ×625
ND UV OD4 ×10⁴
Expansion ×5 ×25
TOTAL ≈1.6×10⁸ (OD 8.2)

➡️ Parfaitement sûr pour le DET025A/M.

6️⃣ Verdict clair (important)

❌ Impossible de mesurer directement un laser à azote avec un photodiode Si sans atténuation massive
❌ Filtres absorbants seuls = destruction garantie
✅ Pick-off + ND réfléchissants + élargissement du faisceau = seule solution

7️⃣ Recommandation professionnelle

Pour ce type de source :

  • 🔹 Photodiode diamant UV ou PMT UV (bien plus robustes aux crêtes)

  • 🔹 Ou mesure indirecte via fluorescence, diffusion Rayleigh, ou plaque diffuseur + pick-off

Si tu veux, je peux :

  • 🔧 te dimensionner une chaîne exacte avec références UV (quartz, ND 337 nm),

  • 📐 te faire un schéma optique coté prêt à fabriquer,

  • 🔬 calculer la tension de sortie attendue du détecteur pour un niveau cible (ex. 100 mV).

Dis-moi comment tu comptes capter le faisceau (diamètre, divergence, libre ou fibre) et je t’optimise ça 🔥

il y a aussi des stage d’atténuation avec du plexyglass blanc avec les 2 surfaces dépolie quand pense tu ?