Une barre de diodes est une banque d’émetteurs laser semi-conducteurs combinés avec des circuits de commande et des optiques pour former un module laser à diode. Ces unités ressemblent à des transistors métalliques. Les lasers sont disposés en une ligne d’émetteurs à large portée ou en sous-réseaux de 10 à 20 bandes minces. Ils accompagnent généralement une puce de photodiode de moniteur pour le contrôle par rétroaction de la puissance de sortie. Ces modules fonctionnent dans des technologies allant des lecteurs de disque et des imprimantes domestiques aux pointeurs laser. Les barres de diodes plus puissantes fournissent une lumière laser pour des applications telles que la chirurgie au laser et les traitements de surface industriels des matériaux.
Une barre de diodes typique contient 20 à 50 émetteurs, chacun de 100 micromètres (μm) de large – la largeur de deux ou trois cheveux humains. Ils peuvent pomper des dizaines de watts de puissance de sortie ; leurs longueurs d’onde se situent entre 780 et 860 nanomètres (nm) et 940 à 980 nm, typiques des lasers de pompage à semi-conducteurs dans les réseaux de fibres optiques. Des lasers de haute puissance de plus de 100 watts (W) peuvent être formés en empilant des diodes verticalement. Ces lasers sont très efficaces, énergétiques et lumineux ; cela les rend adaptés à de nombreuses applications dans tous les secteurs.
Les lasers courants produits par les modules de barre de diodes peuvent être trouvés dans les lecteurs d’ordinateurs et les lecteurs de disques audio. Ces faisceaux tombent près de la partie infrarouge du spectre électromagnétique, à 780 nm. De tels lasers produisent environ cinq milliwatts (mW), mais sont collimatés grâce à des optiques qui réduisent leur puissance à 0.3 à 1 mW. Les diodes laser infrarouges (IR) plus puissantes des lecteurs optiques d’ordinateur produisent jusqu’à 30 mW. Les lasers rouges profonds familiers créés par les premières diodes laser visibles fonctionnaient à environ 670 nm, dans la plage du spectre visible.
La collimation fait référence à la focalisation de rayons lumineux désorganisés en un faisceau parallèle. En électronique, cela pourrait être réalisé avec une lentille en plastique à élément unique, qui est une lentille convexe avec une courte distance focale. Les modules laser à diode utilisent des lentilles asphériques ; c’est-à-dire qu’ils ne sont pas sphériques.
Dans les réseaux à fibres optiques, la barre de diodes est réalisée sous la forme d’un composant couplé par fibre. Cela permet une meilleure utilisation de la sortie et la possibilité d’éloigner le module et le système de refroidissement d’un point chaud laser, tel qu’une tête laser pompée par diode. Il est généralement couplé à des fibres monomodes et multimodes, ou groupé avec une seule fibre par émetteur.
Des longueurs d’onde standard et personnalisées sont possibles avec ces composants. Les unités de barre de diodes sont disponibles dans de nombreuses largeurs de bande et de barre et de longueurs de cavité. Des précautions de sécurité sont nécessaires, en particulier avec les faisceaux collimatés, car ceux-ci peuvent nuire à la vision. Les lasers avec une sortie supérieure à 3 à 5 mW, ou avec des longueurs d’onde proches du spectre visible, présentent les plus grands risques. Les faisceaux doivent être calibrés indirectement à l’aide d’un testeur, d’un wattmètre laser, d’un détecteur infrarouge ou même réfléchis sur une carte.