Homogénéïser un faisceau laser

[invitee37205da]

Bonjour à tous

Je suis étudiante en 1er année de thèse et je cherche actuellement à homogénéïser un faisceau laser.
Explications:
Je dispose d'un laser de faible intensité (3 W) et de longueur d'onde = 1940 nm, ce laser doit me servir à faire des essais de "brûlure". Pour des raisons à caractère biologique (que je ne vous exposerai pas ici), il faut que mon faisceau en sortie soit homogène.
Pour cela, nous avons essayé avec un kaléïdoscope ou lightpipe, mais apparamment le laser n'est pas assez puissant pour donner un résultat correcte. Ensuite nous avons essayé avec une sphère intégrante, cette fois côté homogénéïté cela fonctionne mais en sortie nous n'avons que quelques milliwatts au lieu des 3W de départ.!!! Or il me faut une puissance en sortie comparable à celle de l'entrée.
D'autre part, il me faut en sortie une surface éclairée de 1.5 cm de côté (ou un cercle de ce diamètre).
Quelqu'un aurait-il une idée s'il vous plaît?
Merci pour vos réponses et idées.
Amanatha
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[invitec336fcef]

Homogénéiser le faisceau sans toucher à la puissance n'est pas simple comme opération. Je ne sais même pas si un appareil arriverait à faire cela.
Généralement, pour homogénéiser un faisceau, on l'expand grâce à un système optique ('expanseur') puis on diaphragme une partie homogène. Mais évidemment, les pertes énergétiques sont énormes.
Ce problème n'est pas simple, vraiment.

[invitec336fcef]

ah si, il y a éventuellement un système de micro lentilles, formant un réseau, qui peut être utilisé. Cela fonctionne très bien, mais comme je l'ai dit, c'est un système complexe dont l'achat n'est pas donné.

[invite0bbfd30c]

Le profil de ton faisceau est-il gaussien (bien régulier), ou bien est-il multimode (avec des franges, anneaux...)?

S'il est gaussien, ce qui te gêne est que tu n'as pas assez de puissance pour pouvoir te contenter de la partie centrale, approximativement homogène (en masquant le reste)? Dans ce cas, une chose que tu peux essayer est d'injecter ton faisceau dans une fibre multimode. À la sortie tu auras quelque chose de relativement homogène (avec, par contre, du speckle, mais je ne sais pas quelle est l'échelle typique sur laquelle tu veux que ce soit homogène), à projeter sur la surface voulue.

S'il n'est pas gaussien tu peux tenter un filtrage spatial pour le rendre plus gaussien, mais tu perdras pas mal de puissance.

Dans tous les cas les systèmes diffuseurs semblent peu indiqués puisque tu dis être juste en puissance.

Je suis étudiante en 1er année de thèse et je cherche actuellement à homogénéïser un faisceau laser (...) Je dispose d'un laser de faible intensité (3 W)

Tout est relatif 3W c'est déjà super dangereux...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea3eb043e]

Un faisceau optique ne peut jamais être totalement homogène à cause de la diffraction sur les bords. Tu ne dis pas quel degré d'homogénéité tu souhaites ni quelle puissance tu es prête à perdre.
Tu pourrais essayer de focaliser ton faisceau dans une fibre optique et utiliser le rayonnement qui sort, il devrait avoir bien mélangé les parties du faisceau.
Tu peux envisager aussi un simple petit tuyau de cuivre poli à l'intérieur, de quelques millimètres de diamètre dans lequel tu focalises ton faisceau que tu récupères à la sortie tel que.

[invitee37205da]

Merci beaucoup pour toute ces infos.
Pour répondre à vous questions, mon faisceau est Gaussien, et vu qu'il n'est pas très puissant, je ne peux pas perdre beaucoup: 1W au max soit 2 W de puissance en sortie.
Et d'autre part, je n'ai ni le temps ni les moyens de m'acheter un système déjà fais, mais nous disposons d'un atelier bien fourni!!!!
En tout cas encore merci à vous.

[invitea3eb043e]

Si ton faisceau est bien gaussien, tu peux utiliser une astuce. Tu ouvres le faisceau au moyen d'une lentille divergente et tu l'amènes à être un peu plus grand que ta cible carrée. A ce moment, tu mets 4 miroirs à 90° ou plus encore autour du faisceau pour replier les bords. Tu vas ainsi renforcer les bords et les amener à une intensité proche de celle du centre. Ca ne sera pas parfait mais est-ce vraiment gênant ?

[invitea3eb043e]

C'est peut-être ça que tu appelais ton kaléidoscope et pourquoi ça ne marchait pas ? Ca ne gâche pas de lumière comme une sphère intégrante et je ne vois pas en quoi tu peux trouver plus d'intensité.

[invitee37205da]

Avec le kaléidoscope nous n'avons pas quelque chose d'homogène (points de lumière essentiellement répartis sr les bord). Mais en effet nous perdons peu d'intensité avec ce système alors qu'apparament suivant le "doublage" interne de la sphère celle-ci a une réflectance spécifique et il semblerait que les notres ont un % de réflectance relativement faible (85), d'où les pertes.
Actuellement nous retentons les manip avec le tunnel optique et des lentilles.
Merci