La technologie de demain ?
Avec son arrivée au XXIe siècle chez les fabricants de solutions lumière, la technologie DEL (LED) a marqué une révolution : multiplication des possibilités artistiques, économie d’énergie, applications les plus diverses, etc. Une autre technologie de source lumineuse fait aujourd’hui son apparition chez les constructeurs, la diode laser. Va-t-elle remplacer la LED ?
La technologie laser a plus de 100 ans
« L’émission stimulée », principe de fonctionnement du laser, est abordé par Albert Einstein dès l’année 1917. Les premières technologies utilisant ce principe apparaissent en 1953 avec le maser (microwave amplification by stimulated emission of radiation) conçu par J. P. Gordon, H. J. Zeiger et Ch. H Townes, permettant de produire un faisceau cohérent de micro-ondes.
Initialement à dominante infrarouge, les rayonnements se sont ensuite étendus au visible (le domaine qui nous intéresse le plus ici), puis à l’ultraviolet et commencent même aujourd’hui à s’appliquer aux rayons X.
Nous sommes passés du maser au laser – light amplification by stimulated emission of radiation, que l’on traduit par « amplification de la lumière par émission stimulée de radiation ». C’est-à-dire un maser optique.
L’industrie découvre très rapidement le potentiel dans cette technologie. En une quinzaine de minutes, contre 24 h avec les outils traditionnels, elle a permis en 1965 d’usiner un perçage de 4,7 mm de diamètre et de 2 mm de profondeur dans du diamant. En 1967, Peter Holcroft l’utilise sur d’autres matériaux grâce à la première tête de découpe à laser CO2. Il arrive à découper une plaque d’acier inoxydable de 2,5 mm d’épaisseur à une vitesse de 1 m/min.
Les premières plateformes industrielles utilisant le laser sont implantées en France dès les années 1980. Aujourd’hui encore, ce procédé est couramment utilisé en production et est apprécié pour sa précision, sa grande vitesse et l’absence d’usure d’outil. Mais le laser ne se limite pas à ces applications industrielles. En réalité, il nous entoure au quotidien avec sa version la plus commune, la diode laser.
Principe des diodes laser
Les diodes laser sont les modèles les plus vendus aujourd’hui. Elles s’utilisent dans une multitude de domaines, tels que la transmission de données via fibre optique, les instruments de mesure ou encore l’impression. Ses avantages sont la compacité, la facilité de modulation, et la faible consommation grâce à un rendement généralement supérieur aux autres types de laser.
La lumière que la diode laser produit est monochromatique. Elle diffuse une couleur correspondant à une seule longueur d’onde définie, dans l’infrarouge, le visible ou l’ultraviolet.
Comme tous les autres lasers, la diode a besoin de trois éléments pour fonctionner. Un milieu amplificateur (amplification par émission stimulée), une structure résonante (cavité de Fabry-Pérot par exemple) et un processus de pompage électrique permettant d’alimenter la diode.
Bien plus compacte que la plupart des autres lasers, la diode est composée de semi-conducteurs. Les états énergétiques se répartissent alors dans cette structure de bandes du semi-conducteur au lieu d’utiliser, par exemple, un gaz comme le CO2. C’est un fonctionnement tout à fait comparable à celui des LEDs. La structure prend en sandwich une zone active, la région intrinsèque, entre les régions négative et positive. La lumière est créée lorsque les électrons (négatifs) et les trous d’électrons (positifs) se recombinent dans la région intrinsèque.
Les diodes laser combinent, en plus de leurs spécificités, tous les avantages des LEDs. Elles sont économiques, ont un faible encombrement, une faible consommation d’énergie, elles sont robustes et durables.
La diode laser dans l’éclairage événementiel
À l’époque de son arrivée dans l’éclairage de spectacle, la LED avait subi de nombreuses critiques. Certains lui reprochaient de ne pas retrouver le grain et la chaleur de la lampe tungstène ou encore l’extinction progressive des technologies traditionnelles.
Depuis, la LED a grandement évolué et s’est adaptée aux demandes des utilisateurs. Il lui a fallu 20 ans pour devenir ce qu’elle est aujourd’hui. Avec cette expérience accumulée chez les fabricants et du fait que la diode laser est très similaire à la LED, le choc technologique sera sans doute moins important.
