Diode Laser

Le but de ce TP est l’étude de divers composants optoélectroniques qui sont utilisés couramment. En particulier, vous utiliserez des lasers à semi-conducteurs (ou diodes laser) qui sont des composants optoélectroniques ayant des atouts remarquables : leur taille est minuscule, ils sont accordables en fréquence et sont pompés électriquement avec un excellent rendement. Ils ont aujourd’hui de nombreuses applications dans notre vie quotidienne. Par exemple, la technologie des graveurs et lecteurs de compact disques utilise des lasers à semi-conducteurs. Les télécommunications à grandes distances (aussi bien les liaisons inter ou transcontinentales que un grand nombre de communications nationales) utilisent des réseaux de fibres optiques couplées à des diodes laser. Ils représentent actuellement plus de la moitié du marché mondial des lasers. Au cours de ce TP, vous apprendrez à utiliser une diode laser et vous étudierez ses principales caractéristiques. En particulier, vous montrerez l’influence de la température et du courant de pompage sur l’intensité et la fréquence de l’émission laser. Vous utiliserez aussi une diode électroluminescente (LED) et vous mettrez en évidence les caractéristiques principales de ce composant. Vous serez amenés à mesurer la puissance émise par ces matériaux optoélectroniques à l’aide d’une photodiode dont vous réaliserez l’étude. Enfin, vous vous intéresserez à un autre type de dispositif optoélectronique, la barrette CCD.

1. Décharge électrostatique : les diodes laser sont très sensibles aux décharges électro- statiques. L’alimentation est conçue de telle sorte qu’une diode connectée à l’électronique est protégée contre les décharges. Par conséquent, il ne faut jamais déconnecter une diode de son alimentation sans précautions. De plus, sur la plaque de connexion (sur le boîtier derrière la diode) se trouve un inter- rupteur CC. Ce bouton ne doit jamais être touché tant que l’alimentation est allumée. La présence de l’enseignant est indispensable lors de ces interventions. Des fils noir et rouge sont soudés sur la plaque de connexion et raccordés à l’entrée d’une boîte métallique. À la sortie de celle-ci se trouvent deux fiches qui permettront de mesurer la tension aux bornes de la diode. Les fils issus de la plaque de connexion ne doivent en aucun cas être déconnectés de la boîte métallique.3. Limites en courant et en température : Il existe des limitations aussi bien au courant d’alimentation de la diode qu’au courant du Peltier qu’il ne faut jamais dépasser. La limitation en courant a été fixée pour ne pas dépasser une puissance nominale de 5 mW afin de ne pas réduire la durée de vie de la diode laser. Le courant d’alimentation nécessaire pour atteindre cette puissance dépend de la température ; en mode courant constant, il est important de vérifier la puissance lue par la photodiode. Il ne faut pas dépasser 0, 40 − 0, 45 mA pour le courant de la photodiode interne.

– Diode laser – nous utiliserons une diode laser Blue Sky Research VPSL-0635-005-X-9-B émettant dans le rouge à λ0 = 635 nm environ. Elle est alimentée en courant avec une électronique commerciale (Melles Griot 06DLD201) qui permet aussi de visualiser le cou- rant dans la photodiode interne de la diode laser et d’avoir ainsi accès à la puissance émise. Elle est asservie en température grâce à un contrôleur électronique (Melles Griot 06DTC101). Une association thermistance/Peltier située sous le support de la diode laser (Melles Griot 17HLD001) permet à l’aide d’une boucle d’asservissement électronique de réguler la température autour d’une température de consigne choisie. Toutes les tempé-température pour que la puissance vue par la photodiode interne soit toujours la même.Il est possible de visualiser (DISPLAY) en mA différents paramètres de l’alimentation :le courant limite autorisé pour l’alimentation (LIMIT), l’intensité du courant d’alimentation laser n’est pas alimenté au mode où le laser est alimenté (LASER).Remarque : il est préférable pour basculer du mode CUR au mode PWR de mettre l’alimentation sur PRESET et de vérifier après avoir basculé d’un mode à l’autre que l’intensité d’alimentation ou le courant de la photodiode demandé correspond bien à celui qui est désiré. Le bouton LEVEL permet de choisir en fonction du mode CUR ou PWR l’intensité d’alimentation ou de photodiode désirée. Il est également possible de moduler l’intensité d’alimentation (en mode CUR) ou l’intensité lue par la photodiode (en mode PWR) en appliquant une modulation à l’entrée MOD située sur le panneau avant. Cette modulation est de 100 mA/V en mode CUR et de 1 mA/V en mode PWR. Sur le panneau arrière..