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Détecteurs de rayonnements optiquesArticle de référence | Réf : R6738 v1
Auteur(s) : Laurent GALLAIS
Date de publication : 10 juin 2010
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L’endommagement laser est le résultat d’une interaction laser-matière qui se traduit par une dégradation matérielle des optiques, entraînant une détérioration de leur(s) fonction(s) optique(s). On définit généralement par « endommagement laser » toute modification irréversible du composant induite de façon non intentionnelle (figure 1).
Les mécanismes et les valeurs énergétiques pouvant conduire à ces effets sont intimement liés aux paramètres d'irradiation.
HAUT DE PAGE1.2 Paramètres d'irradiation laser
Les paramètres principaux à prendre compte pour connaître les effets potentiels d'une irradiation laser sur un composant optique sont la longueur d'onde, la durée d'irradiation, la taille du faisceau et les caractéristiques énergétiques du faisceau. Dans le cas d'un laser continu cette dernière caractéristique est la puissance moyenne. Dans le cas d'un laser impulsionnel ou à blocage de modes, plusieurs paramètres doivent être pris en compte. Nous avons représenté de façon schématique sur la figure 2 les caractéristiques d'un tel laser.
Exemple
Un laser Nd:YAG doublé (532 nm) émet des impulsions de 10 ns à 10 Hz avec une puissance moyenne de 1 W.
L'énergie par impulsion est alors : Ei = PM/F = 1 W / 10 Hz = 100 mJ.
La puissance crête est PC = Ei/τ = 10−1 J / 10−8 s = 10 MW.
Suivant les valeurs de ces paramètres, la grandeur critique concernant l'endommagement pourra être la puissance crête, l'énergie par impulsion ou la puissance moyenne.
La durée d'irradiation, le nombre de tirs cumulés et la fréquence rentrent également en jeu bien souvent, puisque des effets de fatigue des matériaux peuvent se produire, comme nous le verrons dans la partie ...
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MESURES MÉCANIQUES ET DIMENSIONNELLES
(1) - * - Recueils de la conférence annuelle « Boulder Laser Damage Symposium » : SPIE (1968-2008).
(2) - LAMAIGNERE (L.), BOUILLET (S.), COURCHINOUX (R.), DONVAL (T.), JOSSE (M.), PONCETTA (J.C.), BERCEGOL (H.) - An accurate, repeatable, and well characterized measurement of laser damage density of optical materials - Review of Scientific Instruments, vol. 78, p. 103-105 (2007).
(3) - STUART (B.C.), FEIT (M.D.), RUBENCHIK (A.M.), SHORE (B.W.), PERRY (M.D.) - Laser-induced damage in dielectrics with nanosecond to subpicosecond pulses - Physical Review Letters, vol. 74, p. 2248 (1995).
(4) - BLOEMBERGEN (N.) - Role of cracks, pores, and absorbing inclusions on laser induced damage threshold at surface of transparent dielectrics - Applied Optics, vol. 12, p. 661-664 (1973).
(5) - WOOD (R.M.) - Laser-induced damage of optical materials - Institute of Physics Publishing (2003).
...
Determination of laser induced threshold on optical surfaces – part 1 : 1-on-1. - ISO 11254-1 - 2000
Determination of laser induced threshold on optical surfaces – part 2 : S-on-1. - ISO 11254-2 - 2000
C. R. Wolfe, M. R. Kozlowski, J. H. Campbell, M. Staggs et F. Rainer, « Permanent laser conditioning of thin film optical materials », U.S. Patent, n° 5472748, 1990.
P. Bouchut, J.G. Coutard, A. During, « Procédé et dispositif de traitement préventif d'une surface optique exposée à un flux laser », Brevet n° FR2896794, 2007.
P. Cormont, L. Gallais et J.-L. Rullier, « Procédé de traitement correctif d'un défaut sur la surface d'un composant optique pour laser de puissance », Brevet n° 0956443. France, 18 sept. 2009.
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