Dans le paysage des lasers \u00e0 semi-conducteurs, la Diode laser 808nm<\/strong> se situe \u00e0 l'intersection la plus critique entre la fabrication industrielle et la science m\u00e9dicale. Alors que des longueurs d'onde plus \u00e9lev\u00e9es, comme 915 nm ou 980 nm, sont devenues incontournables pour le pompage des lasers \u00e0 fibre, le spectre de 808 nm reste l\u201c\u201d\u00e9talon-or\" pour l'excitation des lasers \u00e0 semi-conducteurs, en particulier pour les cristaux de grenat d'aluminium et d'yttrium dop\u00e9s au n\u00e9odyme (Nd:YAG) et d'orthovanadate d'yttrium dop\u00e9 au n\u00e9odyme (Nd:YVO4). Le choix de 808 nm n'est pas arbitraire ; c'est une cons\u00e9quence directe de la physique atomique de l'ion n\u00e9odyme ($Nd^{3+}$), qui poss\u00e8de une section transversale d'absorption exceptionnellement \u00e9lev\u00e9e \u00e0 808,5 nm pr\u00e9cis\u00e9ment.<\/p>\n\n\n\n Pour comprendre la laser 808 nm<\/a><\/strong>, Pour cela, il faut aller au-del\u00e0 de la classification simplifi\u00e9e d'une source lumineuse et la consid\u00e9rer comme un syst\u00e8me de distribution d'\u00e9nergie de pr\u00e9cision. La transition entre l'injection \u00e9lectrique du semi-conducteur et le gain optique du cristal d\u00e9pend enti\u00e8rement du chevauchement spectral et de la luminosit\u00e9 spatiale. Pour les ing\u00e9nieurs et les int\u00e9grateurs de syst\u00e8mes, le d\u00e9fi ne consiste pas simplement \u00e0 trouver une diode qui \u00e9met \u00e0 808 nm, mais \u00e0 trouver un module qui maintient cette longueur d'onde sous des charges thermiques variables tout en r\u00e9sistant aux modes de d\u00e9faillance catastrophiques inh\u00e9rents au syst\u00e8me de mat\u00e9riaux d'ars\u00e9niure d'aluminium et de gallium (AlGaAs).<\/p>\n\n\n\n La production d'un Diode laser 808nm<\/a><\/strong> repose presque exclusivement sur le syst\u00e8me de mat\u00e9riaux AlGaAs\/GaAs. Contrairement \u00e0 l'InGaAs (utilis\u00e9 pour les 980 nm), qui est intrins\u00e8quement plus robuste, les lasers \u00e0 808 nm bas\u00e9s sur l'AlGaAs sont confront\u00e9s \u00e0 des d\u00e9fis uniques li\u00e9s \u00e0 la d\u00e9formation du r\u00e9seau et \u00e0 l'oxydation.<\/p>\n\n\n\n Au niveau microscopique, les laser \u00e0 diode 808nm<\/a><\/strong> consiste en une r\u00e9gion active - un puits quantique (QW) - ins\u00e9r\u00e9e entre des couches de rev\u00eatement pr\u00e9sentant une \u00e9nergie de bande interdite plus \u00e9lev\u00e9e. En ajustant la concentration d'aluminium (Al) dans l'alliage $Al_xGa_{1-x}As$, les ing\u00e9nieurs peuvent r\u00e9gler la longueur d'onde d'\u00e9mission. Pour 808 nm, la fraction molaire d'aluminium $x$ est soigneusement \u00e9quilibr\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n Une teneur plus \u00e9lev\u00e9e en aluminium augmente la bande interdite, ce qui permet de mieux confiner les porteurs (en emp\u00eachant les \u00e9lectrons de s'\u00e9chapper de la r\u00e9gion active). Cependant, l'aluminium est tr\u00e8s r\u00e9actif. L'exposition \u00e0 des quantit\u00e9s d'oxyg\u00e8ne, m\u00eame infimes, pendant la croissance \u00e9pitaxiale ou \u00e0 l'interface des facettes, entra\u00eene la formation de centres de recombinaison non radiatifs. Ces centres agissent comme des radiateurs microscopiques, convertissant l'\u00e9nergie \u00e9lectrique en phonons (chaleur) au lieu de photons (lumi\u00e8re), ce qui conduit finalement \u00e0 la d\u00e9faillance la plus redout\u00e9e dans le r\u00e9gime 800 nm : la d\u00e9t\u00e9rioration optique catastrophique du miroir (COMD).<\/p>\n\n\n\n L'efficacit\u00e9 d'un diode laser 808<\/a><\/strong> est mesur\u00e9 par son courant de seuil ($I_{th}$) et son efficacit\u00e9 de pente ($eta$). Dans un dispositif 808nm de haute qualit\u00e9, la densit\u00e9 de courant de transparence doit \u00eatre minimis\u00e9e par un d\u00e9p\u00f4t chimique en phase vapeur m\u00e9tal-organique (MOCVD) de haute pr\u00e9cision. Toute impuret\u00e9 dans la structure du r\u00e9seau augmente la perte interne ($\\alpha_i$), ce qui oblige le syst\u00e8me \u00e0 fonctionner \u00e0 plus haute temp\u00e9rature. Pour un fabricant, l'objectif est d'atteindre une \u201cefficacit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e du bouchon mural\u201d (WPE), qui d\u00e9passe souvent 50% \u00e0 60%. Lorsque le WPE diminue, l'exc\u00e8s de chaleur ne r\u00e9duit pas seulement la puissance, il d\u00e9place la longueur d'onde.<\/p>\n\n\n\n Une caract\u00e9ristique technique essentielle de la laser 808 nm<\/strong> est sa sensibilit\u00e9 \u00e0 la temp\u00e9rature. La longueur d'onde d'\u00e9mission maximale d'une lampe AlGaAs diode laser<\/a> se d\u00e9place \u00e0 une vitesse d'environ 0,3 nm par degr\u00e9 Celsius ($0,3 nm\/\u00b0C$).<\/p>\n\n\n\nPhysique des semi-conducteurs : L'architecture du puits quantique en AlGaAs<\/h2>\n\n\n\n
Ing\u00e9nierie de la bande interdite et confinement des porteurs<\/h3>\n\n\n\n
La dynamique du gain optique et du courant de seuil<\/h3>\n\n\n\n
Pr\u00e9cision spectrale : La boucle de r\u00e9troaction thermo-optique<\/h2>\n\n\n\n
La fen\u00eatre \u00e9troite du pompage Nd:YAG<\/h3>\n\n\n\n