J’ouvre un Topic là-dessus…cela fait un certain temps que je me penche sur ce sujet, qui est totalement mystérieux. On peut taper 36 fois DPSS bleu sur google, on ne trouve aucun info, on ne sais pas trop comment ca marche…
Autant dire que le mystère est plutôt bien gardé par les spécialistes et les fabricants, qui ne lâchent pas d’info la dessus.
J’ai néanmoins réussi à trouver des petites infos à ce sujet, et en les mettant bout à bout on arrive à reconstruire le puzzle.
Mais disons qu’il manque quelques pièces, alors avec votre aide et vos connaissances, on va certainement pouvoir lever le mystère.
L’objectif est de trouver une description concrète de la méthode de fab, je suis volontaire pour investir à la construction d’un DPSS bleu de 457 ou 473nm, pour expérimentation, d’une puissance de 5 ou 10mW (je dit bien expérimentation)
Si cela fonctionne correctement, nous pourrions rebondir par la suite sur des projets de DPSS bleus plus puissants, plus abordables, conscient que le prix serait de toute façon élevé.
Commençons…
Un laser DPSS, démarre toujours d’une diode de pompe, émettant inévitablement à 808nm.
Pour résulter un rayon du spectre visible, il faut diviser le fréquence par deux, ce principe est maintenant très courant et connu de tous.
Pour les DPSS 532nm, la source est un rayon de 1064nm
Faisceau de 946 nm pour avoir 473nm
Faisceau de 914 nm pour avoir 457 nm
Nous sommes tous conscient que un passage du 808 vers le 1064ou946ou914 est obligatoire, c’est le fameux Nd:YVO4
Mais cela transforme le rayon 808nm en plusieurs raies IR exploitables en 1064, 946 et 914
En revanche, il y a des pertes inégales, pour du 946 on perds 90% de la puissance de départ de la diode de pompe, 93% pour du 914, alors que le 1064 fait perdre que 60%.
C’est à cette raison que les DPSS 532nm sont moin cher, pour une diode de pompe moin puissante, la puissance du faisceau en sortie est plus grande.
Pour exemple : Diode de pompe 808nm de 20W = entre 3 et 4W à 532 nm
Pour cette même diode de pompe = 600mW de bleu à 473nm, 500 à 457nm.
Le prix se justifie, un DPSS 600mW à 473nm coute autant qu’un DPSS 532nm de 3W !
Pour avoir un rayon bleu, il faut utiliser à la place du KTP un traitement au KNBO3,
ou bien au LBO ou BBO.
Mais le KNBO3 est le moin cher et celui qui donne la meilleure efficacité.
Le seul problème est qu’il est extrêmement sensible aux variations de température, donc on ne peut pas le moduler la diode de pompe.
Le rayon IR qui le traverse doit avoir une puissance très stable, le KNBO3 doit être stabilisé à 0.01°C pour avoir une bonne performance de rayon à 473nm.
Les questions : Comment fait-on alors pour moduler analogiquement ?
Est-ce tout simplement le contrôle de la température qui fait varier l’intensité, plutôt que une modulation directe sur la diode de pompe ?
Quel procédé utiliser pour stabiliser à 1/100ème de degré ce KNBO3 ?
Quel agencement de lentilles est necessaire pour collimater le faisceau de la diode de pompe ?
Sur certains schémas, on peut observer plusieurs lentilles et prismes mais quel est la config la plus intéressante, et pourquoi une seule lentille achromatique ne suffit-elle pas ?
Voir ici ce que je veut dire :
Apparemment, il est possible de partir d’une base de DPSS 532nm et de la modifier en remplacant le KTP et la gestion de la temp pour se fabriquer un DPSS émettant dans le bleu.
Je ne suis pas un expert en anglais, pour info une source traitant de ce sujet mais qui date de quelques années…donc il faut actualiser un peu les données
Si j’ai dit des erreurs, merci de me le faire savoir, et je corrige !
Building a Blue DPSSFD Laser
In addition to the common 1,064 nm IR line, neodymium has another one at 914 nm (Nd:YVO4, doubles to 457 nm) or 956 nm (Nd:YAG, doubles to 473 nm), both blue - though 457 is more blue than 473 nm.
However, these lines are much weaker and thus not commonly used when an IR beam is needed. If money isn't a major concern, VLOC has hybrid Nd:YAG/KNbO3 modules that are optically contacted (not face glued or diffusion bonded). To get an output power of 50 mW blue, would require a pump power of with at least 2 to 3 WATTS and careful pump beam correction but lower output power would be possible with a butt coupled 1 or 2 W diode. Estimated cost: $600 for the hybrid module. The major problem is the extremely high temperature sensitivity of the KNbO3. Precise temperature control is essential. For this reason, only CW operation is possible as modulation would also affect the temperature of the crystals.
The near IR laser line is extremely weak, it's difficult to make Neodymium based lasers lase there, and not other lines. However, if you build a 532 nm laser, there is no reason that you can't build one at 457 nm. Obviously you will need different coatings on your crystals and a different cut of KTP (both of which are likely to be much less readily available and much more expensive for this reason), but there is nothing that makes it fundamentally more difficult (some high power 457 nm systems use all sorts of funky tricks to 'help' the near IR line along, like nonplanar ring resonators but this isn't necessary for modest powers).
To give you an idea of the difference, the 3 to 4 W green DPSS lasers on the market normally use a 20 W laser diode bar to pump the laser. Using the same 20 W bar, you will get a blue laser that puts out maybe 600 mW of blue light. Laser Power, Corp. uses about 12 W of 808 nm to get 400 mW at 457 nm. If you're going to try and make such a laser, you should be using nothing less than a 10 or 15 W fiber-coupled diode laser for the pump (you can buy a nice used car for the price of one of these). Since the 2nd harmonic conversion efficiency is related to the square of the pump power, at the power levels that are more realistic for a home-built laser, efficiency will be even lower.
457 nm is a kind of exotic wavelength (doubled Nd:YVO4). You will not find a company which sells you the required crystals coated for this wavelength. I think Melles Griot (Laser Power) does their own coating because there is no company offering this as a standard coating. 473 nm is a more popular wavelength (doubled Nd:YAG) and materials for that are easier to get. But the main problem for all blue DPSS lasers is the doubling crystal. Most of the products use KNBO3 which is very temperature sensitive. You have to control temperature in the range of +/-0.01 °C to achieve good power stability. With less sensitive doubling crystals like LBO or BBO, output efficiency is much lower. Also noise is a big problem with blue DPSS lasers, specially with the microchip lasers.
I tried to get blue with MCAs (Multiple Crystal Assemblies). They use Nd:YAG at 946 nm and KNBO3 as the doubler. CW operation pumped with about 1.5 W gives about 10 to 20 mW blue at 473 nm. KTP is not useful for getting blue. You can use KNBO3, LBO or BBO, but KNBO3 has the best efficiency and the lowest price. The first problem is that there is no modulation possible, because KNBO3 is too temperature sensitive as noted above. The second problem is the price. Such an MCA is greater than $1.000! For power up to 50 mW, material cost is too high. Who wants to pay $2,000 for a 10 mW blue laser pointer, needing an accupack like a video-camcorder for 1/2 hour of blue light?
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