Réalisation LASER bleu 1W (ou 2W) 1000mW
Nina67 - Mis à jour: mardi 24 mars 2020 08:48 Un laser bleu 1W ou 2W peut se construire en achetant seulement la diode laser bleue (séparément). Cela permet de comprendre comment la lumière est focalisée pour obtenir le rayon laser bien connu. Ici, on présente la réalisation d'un laser bleu de grande puissance. L'utilisateur est responsable des dégâts occasionnés (à lui-même, aux autres et à son environnement).
Avec un budget de 30 euros, on peut réaliser un laser bleu très puissant (1000mW ou 2000mW) à partir d'une diode laser et d'une lentille miniature adaptée.
Budget de la réalisation du laser bleu 1W (1000mW)
On peut construire ce laser pour 30 euros (en 2020) en achetant une diode laser bleu 1W ou 2W avec sa lentille sur des sites d'enchères.
Exemple de réalisation de laser bleu 1W (1000mW)
Couleur du laser bleu : bleu, indigo, violet ?
Deux types de laser bleus existent : le laser bleu à 473nm et le laser bleu à 445nm (ou 447nm, ou 450nm). Ici, c'est un laser bleu à 445nm qui est présenté. Le principe de fonctionnement est une diode laser qui émet directement à la longueur d'onde bleue, contrairement aux lasers verts et bleus 473nm qui possèdent une diode laser infrarouge, un cristal qui convertit la puissance optique infrarouge (808nm) en une autre longueur d'onde (elle aussi infrarouge, par exemple 1064nm), puis un doubleur de fréquence qui permet d'obtenir la couleur finale visible (par exemple vert 532nm à partir de 1064nm).
Laser bleus et violet : 405nm (Blu-ray), 445nm et 473nm
Il existe aussi le laser violet à 405nm qu'on trouve sous forme de diodes ou de pointeurs, mais aussi dans les lecteurs Blu-ray.
Le laser bleu à 445nm donne un très joli bleu indigo qui tire sur le violet.
Réalisation du laser bleu 1000mW (1W)
La diode laser bleu 1W chauffe beaucoup et très rapidement. Il est impératif de monter la diode laser elle-même sur un radiateur. On peut la fixer simplement avec deux vis qui la maintiennent de chaque côté. Il faut mettre de la pâte thermoconductrice.
La lentille permet à la diode laser de focaliser la lumière en un faisceau fin typique des laser (ou de l'image qu'on s'en fait !). Contrairement aux optiques pour lumière blanche (vidéoprojecteurs, appareils photos, phares de voiture, jeux de lumière, etc), la lentille ne souffre pas d'aberrations chromatiques vu que le laser n'émet qu'une seule longueur d'onde !
Lentille de collimation pour diode laser
Lentille pour diode laser bleu 1W 445nm
Fixation de la lentille pour la diode laser
La lentille peut être fixée sur un morceau de circuit imprimé percé au bon diamètre :
Lentille pour diode laser bleu 1W
La diode laser bleu 445nm est fixée au radiateur en alu :
Diode laser bleu 1W 445nm
Diode laser bleu 1W sans lentille
La longue vis sur le côté sert à fixer et ajuster la position de la lentille face à la diode laser. Il est essentiel d'être dans l'axe optique et à la bonne distance (distance focale de la lentille).
Le circuit imprimé qui maintient la lentille est fixé entre un écrou et un ressort. En jouant sur la position de l'écrou, on règle assez précisément la distance entre la diode laser et la lentille. On peut ensuite tourner le circuit imprimé pour le mettre bien en face de la diode laser. Bien sûr, il n'y a qu'un seul degré de liberté. Si la distance vis-lentille est mauvaise, il faut jouer sur les écrous pour ajuster la distance entre la diode laser et la lentille.
Laser bleu 1W vu de profil
Diode laser bleu 1W avec lentille montée
Ajustement et rendu du laser bleu 1W
Par comparaison avec une diode laser rouge 300mW 650nm :
Diode laser bleu 1W 445nm et diode laser rouge 300mW 650nm
Le faisceau issu du laser bleu est bien visible !
Alimentation de la diode laser 1W
Alimentation des diodes laser 1W et 2W 445nm
Il semble que le courant maximum des diodes laser 445nm soit :
- Laser bleu 1W : 1,2A
- Laser bleu 2W : 1,8A
Il est prudent de garder une marge vis à vis du courant maximum.
La diode laser bleu 1W absorbe une puissance d'environ 4,5V x 1,2A = 5,4W pour produire environ 1W de lumière bleue. Son rendement est donc de 15 à 20%.
La tension aux bornes de la diode laser bleu 445nm s'établit autour de 4,5V. Il ne faut jamais essayer de brancher la diode laser sur une source de tension de 4,5V parce qu'une petite variation de tension entraîne une forte variation de courant, comme pour les LED. Il faut une régulation en courant (driver) ou pour débuter, une résistance série avec une alimentation stabilisée.
Alimentation la plus simple du laser
L'alimentation peut se faire avec une simple résistance série de puissance et un adaptateur stabilisé (6V à 9VDC comme tension idéale). Comme il n'y a pas de régulation, il est prudent de garder une bonne marge et ne pas viser le courant maximum nominal de la diode laser. L'adaptateur doit pouvoir fournir le courant nécessaire et ne pas créer de surtension lorsqu'on le branche au secteur 230V.
Premier essai avec la diode laser 1W
Un premier essai a été fait avec un adaptateur stabilisé 6,5V / 1A et une résistance série de 4,7 Ohms / 3W. La résistance série fixe le courant à 0,5 à 0,6A environ. Toute la puissance du laser n'est pas exploitée, mais cela garantit une bonne marge.
Sur la petite plaque en aluminium, la dissipation n'est pas suffisante pour permettre un fonctionnement permanent. Au bout d'une minute, le diode laser est déjà brûlant !
Attention : il est impératif de souder un condensateur (1nF à 100nF) en parallèle avec la diode laser pour la protéger contre les surtensions si on place un interrupteur entre la source de tension continue et la diode laser. La longueur du fil qui relie l'alimentation à votre diode crée une inductance parasite qui suffit à générer une surtension destructrice ! Si la diode claque, elle émet ensuite une lumière bleue très faible frisant le ridicule. Sa caractéristique électrique en revanche ne change pas, mais elle ne pourra plus fonctionner correctement.
Lentille de collimation et diode laser
Lorsqu'on décale la lentille, la focalisation de la lumière ne se fait plus bien et le faisceau laser bleu s'élargit et ressemble à une simple flaque de lumière, un peu comme une LED :
Diode laser bleu et lentille très légèrement désaxée
Diode laser bleu 1W et lentille de collimation désaxée
Diode laser bleu et lentille désaxée (encore plus)
Attention, la source laser reste très ponctuelle et il est dangereux de regarder en direction de la diode laser !
On comprend bien ici que le rayon laser est dû à l'optique (lentille) et à la très petite taille de la source lumineuse. Un laser n'est pas automatiquement un rayon lumineux fin du style Star Wars !
Ce qui caractérise le laser, c'est plutôt la précision de la longueur d'onde. L'étalement du spectre lumineux est extrêmement réduit, contrairement à une LED dont le spectre est une cloche assez large. Pour les effets visuels (jeux de lumière), cela n'a pas vraiment d'importance ! Tous les laser courants possèdent une lentille pour focaliser la lumière en un faisceau fin et précis.
Pour plus de détails sur la technologie et l'optique des lasers :
Technologie des diodes LASER : rouge, bleu et jaune
Lorsque la lentille est le mieux alignée avec la diode laser bleu, le faisceau est assez visible, même en plein jour :
Faisceau visible du laser bleu 1W 445nm
Note d'information sur les diodes laser bleu A140 et M140
La diode laser M140 est une diode laser 445nm 2W de 5,6mm de diamètre et se trouve dans les projecteurs série M. Il ne faut pas les confondre avec les diodes laser série A (A140) qui ne font que 1W. Si un vendeur recommande un courant maximum de 1,2A, il s'agit sans doute d'une diode laser A140 (1W).
La diode laser M140 fournit typiquement 2,2W (2200mW !) à 1,8A. Cette puissance varie de 1,9W à 2,5W d'une diode à l'autre
Diode laser 445nm : 1W et 2W
La diode laser 1W (A140) n'a que 3 fils de liaison du support jusqu'à la diode laser elle-même. La diode laser 2W (M140) a 4 fils de liaison. La diode laser 2W a aussi une partie active laser un peu plus large (carré gris fixé au métal).
Diode laser 445nm A140 et M140 : cercle et code barre
On reconnait la diode laser 2W à son petit cercle à côté du code barre.
Conclusion sur la réalisation d'un laser bleu 1W ou 2W
Il est facile de construire un laser bleu très puissant avec une diode laser 1W ou 2W et sa lentille. Le faisceau bleu très intense est dû à la focalisation de la lumière émise par la diode laser.
La réalisation de ce laser bleu est dangereuse.
lundi 23 mars 2020 06:16
Dear sir, I have a 1000mw engraving laser module, it was working well. Unfortunately it suddenly lost its burning power and wasn't capable of engraving anymore, although the laser diode is still ON and generates the same focused purple-blue light and the body of the module gets warm when it is plugged in to power. I changed the power source, result was the same, it is just a laser pointer, not burner. Is the problem with the laser diode, or its driver? which one should I fix? Tnx.