Lasers émettant dans la région spectrale du bleu et du violet, c'est-à-dire avec une
pointeur laser longueur d'onde d'environ 400 à 500 nm. Notez que même les lasers émettant clairement dans la région spectrale violette sont souvent appelés lasers bleus au lieu de lasers violets.
Le choix des supports de gain laser pour de telles longueurs d'onde est limité, et les performances réalisables ne sont généralement pas aussi bonnes que dans, par exemple, la région spectrale infrarouge. Cependant, des progrès techniques substantiels ont conduit à un choix de lasers bleus et violets, y compris de nombreux dispositifs commerciaux, adaptés à une large gamme d'applications.
Types de lasers bleus
Les types de lasers bleus suivants sont les plus courants :
Les diodes laser bleues, à base de nitrure de gallium (GaN) ou de matériaux apparentés (par exemple InGaN) et émettant autour de 400 à 480 nm, ont été développées avec beaucoup de succès, offrant désormais des puissances de sortie et des durées de vie nettement meilleures que les diodes laser vertes. Les puissances de sortie peuvent maintenant aller jusqu'à 10 W pour une diode laser bleue à large zone, par exemple, et en combinant plusieurs de ces diodes laser, les lasers à diodes couplées à des fibres avec des centaines de watts ou plus sur une fibre multimode ont deviennent disponibles dans le commerce. On peut aussi générer de l'ordre de 100 W avec une barrette de diodes. Un autre développement est celui de l'émission bleue.
Les lasers à conversion ascendante dopés au thulium ou au praséodyme à base de fibres ou de cristaux massifs peuvent émettre autour de 480 nm,
Laser 10000mw typiquement avec quelques dizaines de milliwatts de puissance de sortie et avec une bonne qualité de faisceau. Un développement ultérieur pour des puissances de centaines de milliwatts ou même de plusieurs watts semble possible.
La lumière bleue ou violette peut également être générée en doublant la fréquence (externe au résonateur laser ou intracavité) la sortie des lasers émettant autour de 800 à 1000 nm. Les lasers dopés au néodyme, par ex. Nd:YAG émettant à 946 nm (pour 473 nm), Nd:YVO4 à 914 nm (pour 457 nm) et Nd:YAlO3 à 930 nm (pour 465 nm).
Les matériaux cristallins non linéaires courants pour le doublement de fréquence avec de
[Laser 20000mw tels lasers sont le LBO, le BiB3O6 (BIBO), le KNbO3, ainsi que le KTP et le LiTaO3 périodiquement polarisés. Des puissances de sortie de plusieurs watts peuvent être obtenues, même avec un fonctionnement à fréquence unique et une qualité de faisceau élevée, bien que moins facilement qu'avec des lasers de 1 m. Au lieu d'un laser, un oscillateur paramétrique optique peut être utilisé.
Les VECSEL à pompage optique de haute puissance sont également des sources très intéressantes pour le doublement de fréquence avec plusieurs watts voire des dizaines de watts de puissance de sortie. Notez que d'autres types de lasers à semi-conducteurs, tels que les diodes laser à large zone, sont disponibles avec des longueurs d'onde appropriées, mais sont moins adaptés au doublement de fréquence en raison d'une largeur de raie généralement plus large et d'une mauvaise qualité de faisceau. Il existe cependant des lasers à diodes qui délivrent quelques dizaines de milliwatts de lumière à fréquence doublée.
Les
Laser 500mw hélium-cadmium (qui sont des lasers à gaz) peuvent émettre des centaines de milliwatts dans la région bleue à 441,6 nm, avec une qualité de faisceau élevée.
Les lasers à ions argon, basés sur l'amplification laser dans un plasma d'argon (réalisé avec une décharge électrique), sont des sources lumineuses assez puissantes pour différentes longueurs d'onde. Alors que la puissance la plus élevée peut être atteinte en feu vert à 514 nm, des niveaux de puissance importants de plusieurs watts sont également disponibles à 488 nm, à l'exception de certaines lignes plus faibles, par ex. à 458, 477 et 497 nm. Dans tous les cas, le rendement énergétique de ces lasers est très faible, de sorte que des dizaines de kilowatts d'énergie électrique sont nécessaires pour une sortie bleue de plusieurs watts, et le système de refroidissement a des dimensions correspondantes. Il existe des tubes plus petits pour les lasers à argon refroidis par air, nécessitant des centaines de watts pour générer quelques dizaines de milliwatts.
Pour les longueurs d'onde inférieures à ≈ 400 nm, la sensibilité de l'œil (c'est-à-dire sa capacité à détecter de petits niveaux de lumière) diminue fortement et l'on pénètre dans la région de la lumière ultraviolette. (Voir aussi l'article sur les lasers ultraviolets.) Notez que même pour des longueurs d'onde autour ou légèrement supérieures à 400 nm, la rétine peut être endommagée par des effets photochimiques même pour des niveaux d'intensité qui ne sont pas perçus comme très brillants.
Applications des lasers bleus et violets
Des lasers bleus et violets sont utilisés, par ex. dans les interféromètres, pour l'impression laser (par exemple,
Laser 3000mw l'exposition de plaques d'impression) et la photofinition numérique, l'enregistrement de données (Blu-ray Disc, mémoire holographique), en microscopie laser, dans les écrans de projection laser (dans le cadre de sources RVB), en cytométrie en flux, et pour les mesures spectroscopiques. Les applications laser à diode directe deviennent également de plus en plus réalisables en raison de l'amélioration des performances des diodes laser bleues.
L'enregistrement des données est le principal moteur du développement des diodes laser bleues et violettes ; la courte longueur d'onde d'émission permet une meilleure densité de stockage.
Dans la plupart des cas, l'utilisation de lasers bleu et violet est motivée par les longueurs d'onde relativement courtes, ce qui permet une forte absorption dans de nombreux matériaux, une focalisation serrée ou la résolution de structures très fines dans les applications d'imagerie.
最終更新:2021年11月02日 17:33