Le module Spectra-Physics BD-5 est un opérateur de faisceau optique passif, utilisé surtout avec des lasers continus (Ar⁺, Kr⁺, He-Cd, DPSS, etc.). À partir de tes photos (empilement de lames en verre à angle, trace violette, boîtier Spectra-Physics), on peut être très précis sur ce qu’il fait et comment ça marche physiquement et mathématiquement.

Le BD-5 est un beam attenuator + beam shaper :

👉 Il permet de :

  • atténuer la puissance du laser de façon continue et reproductible

  • déplacer légèrement le faisceau sans changer sa direction globale

  • nettoyer spatialement le faisceau (suppression de réflexions parasites)

  • travailler à forte puissance sans brûler (optique en transmission, pas d’absorption)

Ce n’est ni un modulateur rapide, ni un AOM, ni un EOM.

Ce qu’on voit sur les photos

Tu as exactement montré l’intérieur typique du BD-5 :

🔹 Empilement de lames en verre

  • Une pile de plaques optiques parallèles

  • Légèrement inclinées par rapport au faisceau

  • Verre optique (BK7 ou équivalent)

  • Non absorbantes

🔹 Deux barres cuivre

  • Rigidité mécanique

  • Dissipation thermique indirecte

  • Maintien précis de l’angle

🔹 Trace violette visible

  • Diffusion Rayleigh + réflexions de surface

  • Typique d’un laser bleu / violet (488 nm, 457 nm, 405 nm)

 Principe physique fondamental

Le BD-5 exploite les réflexions de Fresnel sur des interfaces air–verre.

Pourquoi l’inclinaison est cruciale

Les lames ne sont pas perpendiculaires au faisceau :

Effets recherchés :

  1. Les réflexions parasites sortent du chemin optique

  2. Le faisceau principal reste quasi colinéaire

  3. Pas de cavité parasite (évite oscillations)

Déplacement latéral du faisceau

Pour une lame d’épaisseur e inclinée d’un angle θ :

δ=e⋅sin⁡(θ−θ′)cos⁡(θ′)\delta = e \cdot \frac{\sin(\theta – \theta’)}{\cos(\theta’)}

avec :

nsin⁡θ′=sin⁡θn \sin \theta’ = \sin \theta

➡️ Le BD-5 introduit un décalage latéral, mais pas d’angle de sortie.

Effet sur la qualité de faisceau

Le BD-5 :

  • ne focalise pas

  • ne change pas M²

  • ne modifie pas la divergence

Mais :

  • supprime les franges parasites

  • améliore la stabilité du point focal

  • agit comme un spatial cleaner passif

Puissance admissible (très important)

Comme il n’y a pas d’absorption significative :

  • Compatible avec plusieurs watts continus

  • Très utilisé avec :

    • Argon ion 488 / 514 nm

    • Krypton

    • DPSS multi-watts

Limite principale :

  • densité de puissance surfacique

  • qualité des traitements antireflet (s’ils existent)

En résumé clair

Fonction BD-5
Atténuation continue ✅
Forte puissance ✅
Passif / robuste ✅
Modulation rapide ❌
AOM / EOM ❌
Filtre de longueur d’onde ❌

calculer l’atténuation exacte pour 25 lames et 915 nm 200w continu

Parfait, on fait ça proprement et chiffré 🔬
Hypothèses réalistes pour un Spectra-Physics BD-5 à 915 nm – 200 W CW.

Hypothèses optiques raisonnables

Pour le BD-5 :

  • Lames en verre optique type BK7 / équivalent

  • Pas de revêtement AR sophistiqué (ou AR simple ancien)

  • Incidence faible (quelques degrés)

À 915 nm :

n≈1,51n \approx 1{,}51

estimer la puissance max admissible avant fracture

Très bonne question — là on touche à la vraie limite physique du BD-5 :

👉 la fracture thermo-mécanique des lames, pas l’optique elle-même.

Je te fais une estimation quantitative réaliste, étape par étape, pour 915 nm CW.

 Mécanisme réel de rupture

Pour des lames en verre (BK7 ou équivalent), la rupture vient de :

  • absorption volumique résiduelle (très faible mais non nulle)

  • gradient thermique transverse

  • contrainte mécanique σ > σᵣ (rupture)

➡️ Ce n’est PAS la puissance totale qui casse la lame
➡️ C’est la densité de puissance + taille du faisceau

 Propriétés thermomécaniques du verre (BK7)

Valeurs typiques :

Paramètre Symbole Valeur
Conductivité thermique k 1.1 W·m⁻¹·K⁻¹
Coefficient dilatation α 7.1×10⁻⁶ K⁻¹
Module d’Young E 82 GPa
Coefficient de Poisson ν 0.206
Contrainte de rupture (réelle) σᵣ 30–50 MPa
Absorption à 915 nm A ~1×10⁻⁴ cm⁻¹