RECONDITIONNEMNT DPSS COHERENT 532nm

[chr33]

Bonjour a tous,
Encore un nouveau venu sur ce forum

J’ai récupéré une tète de laser dpss Cohérent 532nm.
La diode de pompe HS. Comme je dispose d’une diode
808nm 2W, je vais tenter de reconditionner ce laser. voir photos

J’ai commencé par fabriquer l’alimentation des 3 pelletiers (KDP, PLATINE, DIODE LASER) et de la diode laser, pas de problème, je maitrise.

J’ai injecté dans un premier temps le faisceau de pompe (1W pour commencer) sur le yag en refocalisant la diode dans la zone utile
du yag, avec juste le pelletier de la diode stabilisé à 25°C.
Après moult réglage, j’obtiens péniblement 1.5mw de vert en sortie. (Rendement 0.15%)


La cavité étant alignée à température stabilisée, cella ne m’étonne pas.

En faisant varié la température de la diode de pompe, je note plusieurs plage de fonctionnement, j’en choisie une à 23.2°C, puissance de sortie 2mW !!!!!)

Deuxième étape, je fais varier la température du KDP. Je note plusieurs zone de fonctionnement dont une me donnant 12mW en sortie !!!!! Mon rendement vient de bondir à 1.2% !!!!!

J’ai vu sur différent forum qu’on pouvait espérer 20% de rendement, la route va être longue.

La, les choses se complique avec 3éme pelletier, un premier balayage fait monter ma puissance de sortie à 25mW toujours pour 1W de pompe.

Je me demandais si quelqu’un pouvait me donner une indication sur les températures du KDP et de la platine afin d’éviter d’y passer de très longues heures ??

Ou une autre méthode de réglage ??

Le faisceau de pompe étant elliptique, je suppose qu’il va falloir le circulariser !!!

Je vous tiendrais au courant de l’évolution des réglages, si je pouvais obtenir 300mW se serai super.

[kl79]

Bonjour,
Je n'y connais pas grand chose, mais je crois savoir que les cristaux ont une puissance "max admissible",
tu connais la puissance de sortie de ton dpss "a l'origine ?, ca pourras peut etre aider les cracks du forum ?

[chr33]

La diode d'origine devait faire 1W environ. et il devait sortir 200mW.

[shrad]

tu en est certain?

ca ressemble a un modele COMPASS de petite puissance, entre 20 et 30mW (les gros COMPASS sont plus... gros non?)

mais je peux me tromper bien sur

en tablant sur un tres bon alignement, avec 1W de pompe tu devrais arriver a 100mW de puissance en sortie... comme tu as atteint 25mW ce n'est pas encore optimal mais pas mal

n'oublie pas que la polarisation de ta diode importe, tu dois donc pouvoir etablir une rotation de la diode pour trouver le plan de polarisation ideal pour le Nd:YVO4 ou YAG (apres le KTP sera normalement dans le bon plan de polarisation pour le 1064nm)

bon courage, et j'espere que tu utilise des lunettes

[radiums]

As tu des informations sur le dopage de tes cristaux ?

Il semblerait que le montage que l'on peut voir sur la photo ne soit pas du tout adapté à l'obtention d'une puissance de 200-300mW@532nm

la piste de la polarisation est à essayer, en pivotant la diode...

[chr33]

il y a du monde ce soir,
Aprés une petite recherche il semblerai que se soit la meme tete que dans le post de pichounN "probleme dpss" soit un coherent 100mW.
La polarisation, je n'y avait pas pensé, j'esserai demain soir.

pour les lunette, je suis trés bien équipé, lunette 808,Viewver IR,puissancemetre étaloné,salle blanche classe 100.

[electron190]

Etonnant , car le montage que j'avais fait avec une pompe de 1W et sans aucune régulation de température dépassait les 100mw de vert
Et de plus aligné " à l'arrache "
Je n'ai pas constaté d'influence au niveau de la polarisation de la diode , mais à vérifier quand meme sur ton montage
Ta diode de pompe , c'est une C-mount ou une diode en boitier rond ?

[damiens]

oué t'as l'air d'avoir du matos, je trouve qu'on ne voit pas extrement bien la composition de ton dpss sur la photo, d'autres seraient les bienvenues !

sinon le fait que ton faisceau soit éliptique n'influe pas vraiment à de faibles puissance, hormis sur la qualité finale du rayon laser ! disons que je penses que ca risque de te couter cher de le recirculariser, il te faut des prismes anamorphiques mais si tu as accés sur tout ce matériel soit tu es milliardaire soit tu bosse dans un labo spécialisé et tu dois savoir comment modifier la forme de ton faisceau ^^

+1 pour la polarisation, c'est à étudier mais logiquement ca n'influe que sur le KDP, il faut trouver l'angle idéal de phase matching et je ne vois pas de réglage pour ca sur ta platine !

[chr33]

diode 808 C-mount 2W,
Se serai le DPSS315M 105mW laser pour l'holographie
J'ai trouver cette page :

http://pagesperso-orange.fr/redlum.xohp ... s315M.html

si j'en croi les temératures affiché des éléments, ils tournent tous aux allentour de 21°C, le KDP est a +/- 0.04 °C

[electron190]

Donc , si c'est une C-mount , le probleme n'est pas celui auquel j'avais pensé
J'ai des diodes @808nm boitier rond extrement sensible à la température , d'ou ma question

[shrad]

je me disais que ca ressemblait particulierement aux compass petit modele, voir sur sams laser faq les desossages entiers et les photos, dans la section DPSS

ton 25mW serait alors un bon resultat

si tu as sous la main, pour arrondir ton faisceau tu as soit les lentilles cylindriques soit les prismes anamorphiques

la encore voir sur le site de sams laser faq les grosses cavites coherent en photos, qui montrent tres bien comment c'est assemble

tu as de la chance d'avoir une salle blanche, nous au labo c'est une salle brune qu'on aurait plutot ^^ enfin on va recevoir un femtoseconde (coherent chameleon) avec comme pompe un verdi 18W et on va se faire une mini "salle blanche" pressurisee

je vous dis pas comment ca va depoter le femtoseconde... pur monomode en plus donc pure puissance... rien que pour une paire de lunettes on en a eu pour 700€... j'imagine que ca doit au moins etre des OD10 de 400 a 2000nm (pompe 512@18W et femto de 600 a 1064 @ 4W max average pulsed power, donc megawatt presque en pulse)

EDIT:

apparament les compass 315M donne effectivement dans les 100mW

voir photos pour la cavite, pour ceux qui ne connaissent pas le modele:



et voila les infos completes: http://www.laserfaq.org/sam/laserscl.htm#sclcpsm

[damiens]

@Shrad: j'ai eu l'occas de tester les lunettes de protection qui accompagnaient le Verdi de mon école, en effet elle coupent trés trés trés bien le vert !!
je n'ai pas pensé à demandé l'OD lors de l'essai, mais je saurai quoi dans 2 ans, quand je préparerai mon Option femtoseconde :p:p

[chr33]

j'ai ca comme photo...

Niveau matos, j'utilise du materiel au taf aprés le boulo.

La ou j'ai un doute c'est sur la facon de pomper le YAG.
il y en a qui préconise de circulariser avec une lentille cylindrique ou un prisme puis de reconcentrer avec un telescope et d'attaquer le yag en collimaté, d'autre qui collimate puis qui refocalise uniquement.

comme je vais pomper avec 2W,il vaudrait mieux pour le YAG de ne pas focaliser.

pensez vous qu'il y a un risque à cette puisance??

[shrad]

erf j'aimerais bien avoir un compass

je pense que tu devrais focaliser le faisceau en un point assez fin sur le YAG, a ces puissances c'est ce qui est fait

pour le reste, ca sera de l'ajustement ^^

qu'est-il arrive a la diode d'origine? c'est possible qu'a l'interieur du boitier il y aie en fait une C-MOUNT defectueuse qui n'attend qu'a etre remplacee ^^

[chr33]

j'ai pu récuperer cette tête juste parceque la diode de pompe etait morte.

La diode d'origine integre un pelletier et une lentille cylindrique est collé dessus.On doit pouvoir en trouver mais c'est cher et comme j'avais deja cette diode toute neuve qui trainée dans mon tiroir , j'en ai profité.

merci Shrad pour pour l'info sur le site sam fac , j'ai commené a regarder, il y a des infos interessantes.

reste une question d'importance, es ce que je peus focaliser 2W sur ce petit YAG sans tout peter???

Je suis monté à 1.2W pendant une courte durée , la puissance à suivie.








shrad

[shrad]

bah si on table sur 20% de rendement, avec 100mW en sortie ca fait 500mW de pompe

mais ce n'est jamais le cas ideal, et je dirais que ca pompait a 700~800mW de base pour pouvoir sortir minimum 100mW (peut etre un peu plus mais ils doivent etre certains de remplir les specifications d'usine)

en voyant que le YAG est bien refroidi et stabilise en temperature, et que le KTP est sur peltier, je dirais qu'il n'y a pas grand risque de monter un peu vers 1,5W de pompe, meme un peu plus pour tester, en focalisant sur un point de moins d'1mm² sur le YAG

ce que je pourrais voir comme probleme, c'est que ton KTP ne repose que sur une face du peltier, donc que la regulation de temperature qui s'opere dessus ne sera peut etre pas uniforme a une puissance un peu superieure et que le faisceau en sortie sera de qualite inferieure a ce qui est attendu

la solution pourrait etre de creer un petit cavalier de cuivre qui viendrait se placer au dessus du KTP avec une pointe de glu thermique (peut etre de la colle pour poeles en fonte? c'est sense bien conduire la chaleur) en faisant attention de ne pas deborder sur le KTP (un cavalier legerement moins long pour que 1mm de KTP depasse de chaque cote par exemple)

attention de ne pas souder le cavalier au peltier, le KTP ne supporterait pas

en pompant a une puissance plus haute il ne faut pas oublier que la temperature ideale de tes cristaux va changer legerement, il faudra donc ajuster un peu pour retrouver un rendement max

aussi, l'angle d'attaque du faisceau infrarouge est a regler finement, ainsi que peut etre le point d'impact

pas oublier que tout ca c'est de la deduction personnelle, donc qu'il faut garder des pincettes et reflechir car je ne suis pas un gourou du laser, meme si je pense que ce sont des deductions logiques

bonne chance et donne nous des nouvelles

ah oui, tu peux aussi utiliser les composants d'origine du COMPASS (sondes de temperature etc..) si tu ne le fais pas deja

et j'ai cru remarquer que tu met un peltier sous le compass entier, pour refroidir, or il est concu pour un refroidissement passif a la base et c'est aussi possible que ca embete pour une gestion correcte des peltiers des cristaux (ou peut etre pas, c'est a tester)

tu as un peltier sur ta diode? un decalage de quelques nanometres du a la temperature de la diode peux faire chuter le rendement assez vite donc...

[chr33]

rajouter de la pate sur le kdp, ca peu se faire, c'est quoi ta glu pour poele a frire,ca se trouve ou?

Il semblerai que la température du kdp soit trés critique, +/- 0.04°C, faut que je modifie mon controleur pour améliorer sa stabilitée.

En ce qui concerne l'angle d'attaque de la diode de pompe, en faisant des essai cette angle n'est pas critique par contre la position sur le yag est a 10µ pres d'ou ma platine XY micro-controle.

Le peltier de dessous est d'origine je le pilote au dixieme de degree pres.

pour la diode laser elle est aussi sur pelletier, la puissance de sortie dépend effectivement beaucoup de sa temperature.

[shrad]

pas seulement la puissance mais surtout la longueur d'onde, ce qui fait qu'en variant de 2° en plus ou en moins tu vas peut etre augmenter ton rendement a mort

la colle pour poele est une colle pour coller les pieces en fonte des feux a charbon etc... mais c'est juste une idee, pas encore teste, donc prudence ne vas pas casser ton KDP

[chr33]

Nouveau record, 37mW pour 1W de pompe : ....

Je ne pense pas pouvoir faire mieux avec cette configue, il me reste à tester l'influence de l'axe de polarisation de la diode de pompe.
pour ca faut que fasse un peu de méca pour pouvoir tourner la diode sur son axe optique résultat la prochaine fois.

Autre piste, la forme du faisceau de pompe est déplorable, ratio largeur /hauteur =10, je pense que c'est la principale raison de ce faible rendement.
j'ai pu trouver des lentilles cylindriques et une lentille courte focale avec anti-reflet pour réaliser un télescope sur l'axe le plus large.

je vais aussi améliorer le refroidissement du yag avant de pomper à 2W, il suffit de coller une barre cuivre dans l'emplacement prévu,voire photo du CONPASS 315M200mW.

pour le refroidissement du KDP je vais coller dessus un morceau de feuillard en cuivre auto-collant, c'est réversible au cas ou.

N'ésitez pas si vous voyez d'autres points.

[electron190]

Un rapport de 10 sur une C-mout ??
Je n'ai encore jamais vu ça

[chr33]

Taille de puce 200µM réimmagée à 5 mêtres sur le mur on a une forme rectangulaire de 1CM/1mm environ.c'est pour ca que sur certaine diode il colle une lentille cylindrique sur la fenètre de sortie pour circulariser un peu le faisceau

[shrad]

c'est peut etre aussi la temperature de ta diode

si, par exemple, tu travaille a 27°, elle emet peut etre en 806nm... et augmenter a 33° donnerait 808nm

ce n'est qu'un exemple mais en variant la temperature entre 20° et 30° tu peux deduire la temperature ideale de la diode, car tu aura un pic dans l'efficacite a 808nm

sinon oui c'est sur une lentille cylindrique ameliorera le bazar avec une C-mount

[chr33]

Je viens de faire des mesures sur la diode nu, sans lentille de collimation, et effectivement j'ai un cone d'émission de 8°/32° soit un ratio de 4 et non 10 comme j'avais dit precedamment, bravo electron190

je ne m'explique pas l'aspect rectangulaire de 10mm/1mm sur le mur?

Il faut que j'améliore absolument ce faisceau de pompe.

[chr33]

Des news sur mon projet.

J'ai pompé à 2W pour une puissance de sortie de 70mW à 532.

toujour avec un faisceau de pompe oval (rapport 1/4).

Le YAG commence à chauffer, il faudra que j'y colle un radiateur comme sur la photo ci-dessus

Du cout, je doit aussi refroidir la diode de pompe à 15°C pour maintenir la bonne longueur d'onde de la diode.

je n'ai pas encore testé l'influence de la polarisation du faisceau de pompe (nessécité de réaliser des pièces mecaniques).

Prochaine étape, la circularisation du faisceau de pompe, j'espère ogmenter significativement ma puissance de sortie.

[jvr33]

salut chr33, t'es de bordeaux ??? moi j'habite Mérignac

je suis ton prijet avec interet

[chr33]

pas tout a fait, je suis de cadaujac (à 15mn de merignac)

[jvr33]

envoie moi un MP si tu veut venir voir mon chti laser

[shrad]

avant de monter en puissance de pompe, je pense que tu devrais optimiser les autres parametres, parce que 70mW pour 2W de pompe ce n'est meme pas 5% de rendement, et tu risquerais de montrer trop haut

une fois que tu as l'alignement ideal a par exemple 500mW de pompe, alors la tu peux monter et reajuster un minimum... sinon tu risque de monter plus haut que necessaire, et vu l'alignement de la bete ca serait dommage de cramer ton YAG, car apres l'avoir remplace il faudrait tout realigner (rappelons que c'est des composants optiques soudes a l'indium sur la plaque, donc bonjour les difficultes)

[chr33]

tu a raison, j'etait juste monté à 2 W pour voir si le réponse etait linéaire, s'il n'y avait pas d'effet de seuil.d'ailleur je me suis apercu que la température du pelletier de la diode doit chuter avec l'ogmentation de sa puissance.

Je suis entrain de circulariser le faisceau, du coup le puissance /cm2 vas tripler, jespére que le yag va tenir

[chr33]

Suite du projet, après avoir finalisé les 3 contrôleurs pelletiers et de l’alim de la diode laser, je continue mon reconditionnement de mon DPSS Yag compass 315M avec une nouvelle diode de pompe C-mount 2w.

Je rappel qu’à l’ origine, il donnait 80mW de vert pour 800mW de pompe.

J’ai monté la diode de pompe sur une mécanique permettant la faire tournée sur son axe optique afin de répondre à la grande question :
L’axe de polarisation de la diode de pompe a-t-elle une influence sur le fonctionnement du yag ?????

Après plusieurs essais, la réponse est : NON.

Quelque soit l’axe de polarisation, ca ne change rien à la puissance de sortie.

Je vais maintenant pouvoir fixer définitivement la diode en position horizontale pour la suite des essais.

J’ai toujours 4% de rendement (40mw de vert pour 1W de 808nm).

Il me reste à tester la circularisassions du faisceau de pompe et le nettoyage des optiques, sachant que 2 face de la cavité sont inaccéssible pour le nettoyage (miroir arrière et yag à 1mm l’un de l’autre). + le nettoyage du KDP problématique

[shrad]

je serais toi je regarderais la circularisation du faisceau, mais aussi et surtout la taille du spot sur le crystal qui doit faire entre 50µm et 200µm pour le bien (je dirais plus vers les 200µm vu la puissance de pompe de 2W)

au plus le faisceau sera finement focalise sur le crystal, au plus il risque d'endommager son coating, donc prudence, ca se joue a la cacahuete

ce que je conseillerais c'est de faire un test a 1W en diminuant peu a peu la taille du point de contact et voir a partir de quel moment la puissance deviens acceptable... a un moment ca ne montera plus mais ca chutera meme peut etre donc immediatement rebrousser chemin si ca arrive

autre question, ta diode n'est pas fort eloignee du cristal?

c'est une chose a savoir que l'air qu'on respire peux egalement reduire le rendement si trop de polluants le composent

pour les IR ce sont les molecules comme la vapeur d'eau, les solvants, les composes hydrocarbures en suspension, et les molecules plus complexes que les diatomiques et monoatomiques qui absorbent

pour le visible ce sont plutot les molecules genre O2,O3,N2,O,N et autres qui absorbent

pour de petites distances c'est negligeable, mais sur quelques dizaines de centimetres ca pourrait devenir problematique

si jamais tu rencontre ce probleme fais le moi savoir c'est interressant je trouve

[chr33]

Actuellement sur le cristal, le faisceau de pompe doit faire environ 1mm/0.2mm à vue de nez à travers le viewer IR. donc peu de risque.
comme c'est la distance focale entre la lentille et le yag fait 20 mm, je ne peu pas descendre en dessous, pour faire plus fin, il faut que je rajoute une lentille courte focale au plus prés du mirroir d'entrée.
Ce que je comprent pas c'est que le KDP faisant 1mm2 , pour du mono-mode, la zone active du yag devrait faire 1mm de diamétre alors pourquoi focaliser si finement avec ces risque de detruire le Coating?

[shrad]

en fait ce n'est pas un KDP que tu pompe

le principe c'est de pomper un Nd3+:YVO4 (vanadate d'yttrium doppe au neodyme) avec du 808nm

ca engendre un phenomene de reemission laser a 1064nm (specifique du Nd3+:YVO4 ainsi que d'autre cristaux comme le Nd3+:YAG (c'est l'ion dopant neodyme dans notre cas qui lase)

ce rayonnement laser pompe a son tour un cristal non lineaire, dans ton cas un KTP (nom simplifie pour KTiOPO4, potassium titanyle phosphate si je me souviens bien) qui se comporte comme un doubleur de frequence (pour chaque photon recu, deux photons sont emis) donc division de la longueur d'onde par deux

cela etant connu, les proprietes des cristaux sont non lineaires par defaut

pour le vanadate (NdYVO4) il y a un "treshold", un niveau d'excitation, a partir duquel le fonctionnement en optique non lineaire va s'etablir, et un autre a partir duquel le rendement va devenir maximum

tout ca depend evidemment de beaucoup de facteurs exterieurs comme la temperature, l'angle du crystal, ses coatings, la geometrie du faisceaux, les modes du faisceau, etc...

en gros tu ne peux pas savoir quoi faire exactement, mais en general on sait quoi ne pas faire, c-a-d detruire le crystal

et la, reste a eviter les conditions de destruction, c-a-d le COD (catastrophic optical damage), qui peuvent arriver a cause d'une densite de puissance trop elevee comme dans le cas d'un faisceau trop finement focalise

dans ton cas, je doute deja que le petit crystal puisse encaisser les 2W (surement pas d'ailleurs, ca cramera au bout de deux minutes), et deja a 1W je suis sceptique si on affine trop le point

tout ce que je peux te dire la dessus c'est que tu as de la marge, sur mes pointeurs la focalisation d'origine etait toujours inferieure a 0.2mm (voire a 0.1mm) donc je pense que tu peux encore affiner un peu

un autre point tres important c'est que ces cristaux ne sont jamais parfaits, tu dois donc rechercher le point qui te donnera le meilleur resultat et ca peut varier de 1 a 100 en rapport de rendement, donc explore la surface de ton crystal avec le faisceau, a basse puissance, pour voir lequel te donne le plus de lumiere

avec 200mW de pompe a 808nm, un rendement theorique de 20%, j'arrive a une visibilite egale a celle d'un 532nm de 30mW donc entre 10% et 15%, quand je suis sur le bon point, donc c'est clairement pour moi le point le plus important quand les cristaux sont deja alignes entre eux

[chr33]

pour le vanadate (NdYVO4) il y a un "treshold", un niveau d'excitation, a partir duquel le fonctionnement en optique non lineaire va s'etablir, et un autre a partir duquel le rendement va devenir maximum

Je pense effectivement que ce threshold explique beaucoup de chose, en effet, pour atteindre le seuil excitation minimum, le fait de focaliser plus finement le faisceau de pompe fait augmenter plus vite l’énergie à un point donné plutôt qu’augmenter la puissance de la diode.
Cela explique aussi pourquoi la diode d’origine (800mW) à été refocalisé sur le yag avec une lentille ultra courte focale (<2mm).
Donc mon problème de rendement viendrait du fait que je suis trop proche du seuil d’excitation minimum malgré une diode de pompe deux fois plus puissante.

Je vais diminuer la focale de refocalisation ce qui aura pour effet de diminuer le diamètre de pompe pour confirmer cette théorie.

[shrad]

taratata ^^

relis bien, je pense qu'avant de jouer avec la taille du spot, tu devrais d'abord trouver sur le cristal ou se trouve le point le plus efficace

je te le certifie, ca peux varier de 1 a 100 selon l'endroit ou tape le faisceau

donc une fois que tu as trouve l'endroit ideal, tu regle plus finement si besoin est (il est pas dit que tu doive le faire cela dit)