Les applications typiques des systèmes laser dans l'espace comprennent les mesures de distance de précision, les systèmes « lidar » de type radar pour recueillir une image complète de la surface du terrain ou l'échantillonnage tridimensionnel des atmosphères planétaires, et les communications spatiales basées sur le laser avec une bande passante élevée et des interférences électromagnétiques minimales.
L'ESTEC est le plus grand centre de recherche de l'ESA en Europe. Il est chargé du développement et de la gestion de tous types de missions spatiales d'exploration scientifique, de navigation et de communication par satellite, ainsi que d'observation de la Terre. Il dispose d'un centre d'essais environnementaux pour les engins spatiaux, appuyé par des laboratoires d'ingénierie spécialisés dans les systèmes, les composants et les matériaux. Parmi ces laboratoires figure un laboratoire d'optoélectronique qui se consacre à la vérification des performances des instruments optiques actifs, notamment les systèmes laser de haute puissance et les composants laser à semi-conducteurs.
Le laboratoire comprend une salle blanche de classe 10 000 (ISO 7), deux laboratoires d'optoélectronique entièrement équipés pour l'exploitation de systèmes laser de classe 4 (définis comme suffisamment puissants pour brûler la peau, causer des lésions oculaires permanentes ou enflammer des matériaux inflammables), des ateliers et des zones de stockage. Il dispose des équipements nécessaires à la mesure du spectre optique, du profil du faisceau, de la puissance et de l'énergie, de la stabilité et de la réponse en modulation, aussi bien en espace libre que dans les fibres optiques.
L'équipement de test Yokogawa – initialement un oscilloscope DL6154, actuellement complété par un ScopeCorder DL850 – est spécifiquement utilisé pour compléter les tests d'étalonnage mis au point pour étudier la contamination induite par laser ou pour réaliser des tests d'endurance sur les diodes laser utilisées comme pompes dans les sources laser à semi-conducteurs.
Ces tests impliquent l'enregistrement d'une grande quantité de données sur des périodes prolongées : plusieurs semaines, voire plusieurs mois dans certains cas.
Les principaux paramètres électriques des tests sont la tension et le courant, mesurés dans des conditions environnementales rigoureusement contrôlées. De plus, pour les tests d'endurance, les instruments doivent pouvoir détecter et enregistrer automatiquement des événements transitoires très brefs et intermittents, tels que des pics de courant.
Le DL6154 est également utilisé pour surveiller la forme d'impulsion d'un laser à semi-conducteurs de forte puissance utilisé pour l'injection de germes dans les expériences de contamination et d'endommagement induits par laser. Cet instrument a démontré sa capacité à détecter avec succès la modulation intra-impulsionnelle à la sortie du laser, qui se produit lorsque le mécanisme de germination est inefficace, fournissant ainsi des informations fiables et cruciales sur le comportement du laser.
L'évaluation des paramètres mesurés et des conditions environnementales doit être corrélée aux performances optiques de l'échantillon testé, et plus particulièrement au profil de puissance de sortie.
L'équipe ESTEC a choisi les équipements Yokogawa en raison de son expérience positive avec d'autres produits de la marque, ainsi que de l'expertise et du soutien proactif des ingénieurs Yokogawa. Un autre critère déterminant a été la capacité des instruments à observer des phénomènes physiques rapides et à analyser des données historiques sur de longues périodes, ainsi que leur compatibilité avec le logiciel NI LabVIEW pour des analyses plus poussées.
L'équipe ESTEC travaille actuellement à l'optimisation de son système de test Yokogawa en ajoutant de nouveaux modules de tension, de courant et de température au ScopeCorder DL850.
