Les lasers UV à gaz ont longtemps constitué des références pour de nombreuses applications scientifiques et industrielles. Les lasers HeCd à 325 nm et les systèmes utilisant des lasers Ar⁺ à fréquence doublée sont notamment employés en lithographie, spectroscopie, métrologie et inscription de réseaux de Bragg dans les fibres optiques.
Ces technologies historiques présentent toutefois certaines contraintes liées à leur architecture à gaz : maintenance, consommation, encombrement, refroidissement et gestion des consommables.
Les technologies DPSS (Diode-Pumped Solid-State) offrent aujourd’hui une alternative moderne grâce à des architectures tout-solides, plus compactes et plus simples à intégrer. Opton propose ainsi deux solutions répondant à ces besoins : le Skylark 320 à 320 nm, comme alternative aux sources HeCd 325 nm, et le Xiton Impress 213, destiné notamment à l’inscription de Fiber Bragg Gratings (FBG) traditionnellement réalisée avec des lasers Ar⁺ à fréquence doublée.
Skylark 320 : une alternative DPSS aux lasers HeCd 325 nm
Le Skylark 320 constitue une alternative moderne avec une source UV DPSS monofréquence à 320 nm, conçue pour répondre aux exigences des applications utilisant traditionnellement des sources HeCd.
Plus de puissance, plus de stabilité, moins de contraintes
Le Skylark 320 délivre jusqu’à 200 mW à 320 nm, avec une qualité de faisceau TEM₀₀, un bruit de puissance inférieur à 0,3 % RMS, une largeur de raie pouvant atteindre 500 kHz et une longueur de cohérence supérieure à 100 m. Sa stabilité spectrale atteint ±0,2 pm sur 8 heures.
Par rapport à un laser HeCd traditionnel, cette technologie tout-solide offre notamment :
- Une puissance UV élevée, jusqu’à 200 mW ;
- Une excellente qualité de faisceau, avec un M² < 1,2 ;
- Une grande stabilité de puissance et de longueur d’onde ;
- Une très faible largeur de raie, favorable aux applications nécessitant une forte cohérence ;
- Une maintenance réduite, grâce à l’absence de tube à gaz ;
- Une intégration simplifiée, avec une architecture compacte et des interfaces de contrôle modernes.
Le Skylark 320 peut notamment être envisagé pour :
- Lithographie par interférence laser (LIL) et fabrication de réseaux de diffraction ;
- Spectroscopie Raman UV et photoluminescence ;
- Inspection et métrologie des semi-conducteurs ;
- Détection de défauts sur wafers ;
- Caractérisation de matériaux tels que le GaN, le SiC et les matériaux 2D.
Pour la fabrication de réseaux de diffraction, sa forte cohérence et sa stabilité permettent notamment de générer des franges d’interférence uniformes et reproductibles. La puissance UV disponible contribue également à réduire les temps d’exposition et à améliorer la répétabilité du procédé.
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Xiton Impress 213 : une alternative DPSS aux lasers Ar⁺ pour l’inscription des FBG
Les lasers Ar⁺ à fréquence doublée ont longtemps été utilisés pour l’inscription des Fiber Bragg Gratings (FBG). Leur architecture à gaz implique cependant des contraintes en matière d’encombrement, de consommation, de refroidissement et de maintenance.
Le Xiton Impress 213 constitue une alternative moderne avec un laser DPSS Q-switché à 213 nm, spécialement conçu pour les applications nécessitant une source Deep UV pulsée.
Plus de flexibilité, plus de cadence, moins de contraintes
Le Xiton Impress 213 délivre jusqu’à 150 mW de puissance moyenne à 213 nm, avec une énergie pouvant atteindre 15 µJ par impulsion. Ses impulsions de 6 à 8 ns et sa fréquence de répétition réglable jusqu’à 30 kHz permettent d’adapter le dépôt d’énergie aux différents procédés d’inscription. Sa qualité de faisceau atteint M² < 1,6. Une version jusqu’à 225 mW est également disponible.
Par rapport à une source Ar⁺ traditionnelle, cette technologie DPSS offre notamment :
- Une émission Deep UV à 213 nm, adaptée aux procédés d’inscription des FBG ;
- Une puissance moyenne jusqu’à 150 mW, avec une version jusqu’à 225 mW ;
- Une énergie par impulsion jusqu’à 15 µJ, avec des impulsions de 6 à 8 ns ;
- Une fréquence de répétition jusqu’à 30 kHz, favorable aux procédés d’écriture à haute cadence ;
- Une bonne qualité de faisceau, avec un M² < 1,6, adaptée aux configurations utilisant un masque de phase ;
- Une architecture tout-solide, sans tube laser Ar⁺ ni gestion de gaz laser ;
- Une intégration et une maintenance simplifiées, adaptées aux plateformes modernes d’inscription de FBG.
Le Xiton Impress 213 peut notamment être envisagé pour :
- Inscription de Fiber Bragg Gratings (FBG) ;
- Fabrication de réseaux de Bragg à haute cadence ;
- Inscription par masque de phase ;
- Écriture de réseaux dans des fibres monomodes et multicœurs ;
- Fabrication de capteurs à fibre optique ;
Pour l’inscription de FBG, la combinaison de la longueur d’onde 213 nm, du fonctionnement pulsé nanoseconde et de la qualité du faisceau permet un contrôle précis de l’énergie déposée dans la fibre. La fréquence jusqu’à 30 kHz permet également d’envisager des procédés d’écriture à cadence élevée.
Grâce à son architecture DPSS, l’Impress 213 permet ainsi de moderniser les plateformes traditionnellement équipées de lasers Ar⁺ à fréquence doublée, tout en supprimant les contraintes liées au tube laser et à la gestion du gaz. Une purge à l’azote avec régulation précise du débit contribue également à protéger les composants optiques Deep UV.
> Pour découvrir le Xiton Impress 213 <
Moderniser les sources UV avec la technologie DPSS
Le Skylark 320 et le Xiton Impress 213 illustrent deux approches complémentaires pour remplacer les anciennes technologies laser UV à gaz. Le premier offre une alternative au HeCd 325 nm pour les applications nécessitant puissance, stabilité et cohérence ; le second modernise les systèmes d’inscription de FBG traditionnellement basés sur des lasers Ar⁺ à fréquence doublée.
Ces solutions DPSS permettent ainsi d’évoluer vers des sources UV plus compactes, plus simples à intégrer et moins contraignantes à exploiter, tout en conservant les performances nécessaires aux applications scientifiques et industrielles de précision.