Domato il primo istinto malevolo di salire con la potenza, grazie ad un istruttivo piccolo incidente con un laser decisamente troppo potente, che avevo deciso comunque di testare e tenuto conto che la bellezza è meglio dei troppi Watt, ho rinunciato completamente ai laser muscolari (non servono per imparare e sono pericolosi), ed ora lavoro esclusivamente su device da pochi mw (non costruisco nulla superiore ai 100mw), ma che progetto di far lavorare ottimamente in single mode (Tem 0), e che quindi potranno essere usati per Olografia.
Quindi il mio device ideale è un laser a cavità ottica ECDL ad un costo contenuto, e che possa offrire buone prestazioni, simili anche se non uguali ai laser commerciali, che putroppo sappiamo avere costi proibitivi per gli hobbisti.
La prima necessità quindi saperne costruire una che non costi un capitale.
Basata su Arduino e altri componenti, si è dimostrata fattibile, e ora il passaggio ai 32 bit delle nuove schede mi permette di ridurre ulteriormente il margine di errore che putroppo affligge le vecchie schede Arduino by design. 8 bit sono troppo pochi per la precisione necessaria, ce ne vogliono almeno 32. Ora siamo in pieno passaggio anche se qui vedere ancora nelle foto il primo laser ECDL con il buon caro vecchio Arduino.
Quello che importa è l'esperienza, poi pian piano si migliora, ci si perfeziona, e si arriva al livello desiderato.

La mia prima rudimentale cavità ottica ECDL con grid 1800 lin. (quadro illuminato)

"Una cavità ottica (anche detta risonatore ottico) è un dispositivo in grado di confinare al suo interno luce ad una certa frequenza. Il risonatore ottico più semplice è costituito da due specchi piani e paralleli, posizionati in maniera che i fotoni vengano riflessi molte volte prima che possano essere persi per assorbimento o trasmissione. I risonatori ottici vengono utilizzati come analizzatori di spettro o come filtri ottici, grazie alla loro sensibilità alla frequenza della luce. Le cavità ottiche sono fondamentali per la costruzione dei laser. Al loro interno la radiazione elettromagnetica si configura in onde stazionarie che si annullano sulle interfacce. Se la frequenza propria della cavità viene regolata sull'energia di una transizione ottica della sostanza contenuta al suo interno (ad esempio elio) si può ottenere il processo di fotoamplificazione stimolata (vedi laser e maser). Le diverse configurazioni possibili delle onde stazionarie vengono dette modi della cavità; i modi longitudinali differiscono soltanto in frequenza, mentre quelli trasversali differiscono in frequenza e profilo di intensità, lungo la sezione del fascio di luce. Diversi tipi di risonatori si contraddistinguono in base alla posizione degli specchi, alla loro lunghezza focale ed al loro numero. Questi parametri devono essere scelti in modo che la cavità sia stabile (ovvero che la dimensione del fascio non cresca continuamente a seguito di riflessioni multiple). Alcuni risonatori possono essere configurati in maniera da non avere un punto focale oppure da avere un fascio con un waist molto piccolo. In genere le cavità ottiche sono progettate per avere un elevato Q-factor, così che il fascio di luce sia riflesso molte volte con una bassa attenuazione. In questo modo la larghezza di riga del fascio è molto stretta rispetto a quella del laser" (From Wikipedia).

Nel mio caso avendo scelto di lavorare con diodi, ho il bisogno di avere una cavità ottica efficiente e a basso costo, ecco perchè ho scelto questa soluzione con una semplice configurazione "Littrow".

I gratings hanno un prezzo interessante, insomma sono costosi!

Eccolo qui appena aperto, costo elevato aspetto costoso, bello molto bello, si capisce che stai toccando un pezzo importante.

	Bisogna costruire i componenti metallici passo per passo, e per questo ho scelto un bel pò di allumino massiccio, questa volta non ci saranno problemi di smaltimento del calore e la dissipazione verrà assicurata dalla dimensione e quantità di allumio presente in una piastra di base industriale, comperata di seconda mano e derivata da macchine industriali, quindi veramente una quantità in grado di assicurare una dissipazione massiva, inoltre due celle peltier, messe in modo tale da poter veramente dissipare ogni minima traccia di calore, prima dal diodo e successivamente dalla piastra di dissipazione. La temperatura del diodo in questo modo è assicurata al massimo. I test eseguiti fino ad ora sono stati decisamente al di sopra di ogni aspettativa il che mi conferma che sovradimensionare nei termini corretti è una spesa ben fatta.
Il box terminato non ha nulla da inviare ad uno Zaphir fresco di fabbrica, fatto in casa ma con una certa classe!
Un componente chiave di questo laser è costituito dal relè optoisolato che ho costruito, due canali da 10 Ah, gestisce il raffreddamento delle celle peltier in modo perfetto, la frequenza di funzionamento non è più un problema, un relè meccanico non è adatto. E' un'altro componente estremamente costoso, che ho ridotto a pochi euro di spesa, tranne naturalmente un pò di HW e la pazienza di costruirlo. Come sensori di temperatura uso dei componenti Texaxs Instruments con un livello di errore molto esiguo, ridotto ancora dalla ridondanza dei sensori. L'accoppiata rende il sistema straordinariamente efficace. (Si non c'è ancora un circuito stampato defintivo, mi riservo di farne uno successivamente). Notare la doppia alimentazione, il laser è completamente separato da tutto il resto, per evitare picchi e disturbi sul segnale di alimentazione la parte di potenza non è condivisa con quella che alimenta il laser che ha il suo alimentatore separato. 18 volt per il laser (poi adattati dal suo driver) e 5 volt per le Peltier sono dimensioni corrette di alimentazione perchè tutto funzioni come si deve.
E finalmente LUCE FU'
Questo bel verde premia tutte le fatiche, notare la configurazione del diodo!
Ecco il box finale, il display mi dà un controllo immediato delle temperature e dei parametri di funzionamento del laser. Il sistema è fatto per proteggere il diodo da sovratemperature o assorbimenti anomali, le protezioni spengono il laser prima che si verifichino danni.
Altra cosa interessante, con pochi cambiamenti si può usare un diodo di colore diverso, basta mezz'ora di lavoro, e attenzione però che l'angolo di incidenza del laser cambia con la lunghezza d'onda (va regolato o addio qualità dell'emissione) l'angolo di incidenza non è casuale e dipende dalla lunghezza d'onda del laser (mλ = a(sin ϕi + sin ϕd).) insomma LEC = LDnD +LLnL +Lairnair. Per dirla facile facile mλ = 2a sin θ.

Problema risolto pensate? c'è la cavità ottica c'è un raggio emesso abbastanza di qualità, ho raggiunto la stabilità termica ad un livello abbastanza alto, eppure non c'è ancora tutto.
Dire che hai la stabilità termica per evitare il salti di stato e mantenere il raggio in TEM 0 per lungo tempo senza una regolazione di alto livello è forse ottimistico, ma oggi con 32 bit e una risoluzione più alta da parte delle schede programmabili Arduino e cloni, componenti sensori di qualità elevata, si fanno cose che prima non erano pensabili senza una elettronica di alto livello, e certamente molto più costosa.