VCSEL monomodes destinés aux applications de spectroscopie
VCSEL monomodes fonctionnant à 760 et 948 nm
VCSEL
La spectroscopie par absorption à l’aide de lasers réglables est l'une des principales applications des VCSEL monomode. C’est une véritable révolution qui a eu lieu dans ce domaine, avec l’utilisation de systèmes VCSEL sur les premiers spectromètres à diodes laser industriels, qui ont été fabriqués en grande quantité.
Les mesures d’oxygène constituent l’une de leurs principales applications. Ces mesures sont effectuées sur une bande d’environ 760 nm. En plus de cette longueur d’onde, nous proposons également des VCSEL monomode fonctionnant à 948 nm, qui peuvent être utilisés pour les mesures d’humidité.
Par nature, les VCSEL monomodes ne présentent pas de sauts de mode. Néanmoins, pour les applications liées à la spectroscopie, nous vous recommandons d’utiliser les versions équipées d’un dispositif de refroidissement de Peltier intégré. Vous pourrez ainsi maintenir avec précision le point de fonctionnement de l’appareil (et, parla même occasion, sa calibration), même en cas de fluctuations de la température.
Le principe sous-jacent à ce type de mesure est le fait que la diode laser serve de source de lumière sélective et balaie une partie caractéristique du spectre. Aucun autre dispositif spectral supplémentaire n’est nécessaire. Le réglage spectral est généralement effectué en modifiant le courant, tout en maintenant la température constante. Cela permet d’obtenir des fréquences et des résolutions de mesure élevées (d’environ 0,000004 nm). Le rayonnement émis est mesuré et la concentration de la substance en question est calculée à l’aide de la loi de Beer. Les VCSEL monomodes de ce type sont totalement dépourvus de rotation polaire.
Un VCSEL monomode (SM) de bonne qualité possède une bande passante inférieure à 30 MHz (ou une longueur de cohérence de plusieurs dizaines de mètres). Cependant, d’un point de vue pratique, il est assez difficile de mettre en oeuvre ce type de VCSEL monomode. Cette difficulté est liée à la vitesse de réglage élevée du courant (0,4 nm/mA), ce qui est environ trente fois supérieur à celle des lasers DFB. Chaque fluctuation du courant de fonctionnement entraîne un décalage important de la longueur d’onde. En d’autres termes, la largeur spectrale du VCSEL monomode (ainsi que la longueur de cohérence) est une mesure très sensible du bruit des alimentations électriques.
Ensemble de VCSEL monomode fonctionnant à 763 nm
Nous proposons depuis peu un ensemble de diodes laser monomodes à 8 éléments, désigné SPECDILAS-V-763-MTE-2x4L. Séparées par une distance de 500 µm, deux rangées de quatre diodes sont chacune équipées d’un pas de 250 µm et sont montées sur un dispositif de refroidissement de Peltier. Cela permet de stabiliser la température dans les environnements difficiles. Cet ensemble permet de mesurer, par exemple, une concentration d’oxygène en deux dimensions, en utilisant le changement de taux d’absorption ou la vitesse d’un objet à l’aide d’un procédé Doppler laser, contrairement à avant, où il n’était possible de mesurer qu’un seul point. Par conséquent, même les fluctuations ou les écarts de répartition (flammes) peuvent être enregistrés de manière plus réaliste.
