Brevet FR2006906A1 — publié le 19700102

La présente invention concerne un dispositif - appelé iraser - destiné à engendrer une émission stimulée de rayonnement infrarouge au moyen d'une décharge dans un mélange gazeux formé par du gaz carbonique, de l'azote, de l'hélium et de la vapeur 5 d'eau à l'intérieur d'un tube à décharge de quelques mètres de longueur. L'invention concerne également un tube à décharge destiné à un tel dispositif. Par "tube de quelques mètres de longueur", il y a lieu d'entendre ici un tube dont la longueur est supérieure à 10 environ 1,50 mètre. Un tel tube à décharge peut initialement contenir de l'hydrogène au lieu de vapeur d'eau, étant donné que l'oxygène, toujours présent dans un tel tube, se combine toujours avec l'hydrogène pour former de la vapeur d'eau. 15 Or, la vapeur d'eau dans le tube est nécessaire pour la régénération continue du gaz carbonique qui se dissocie. Pour maintenir à un niveau déterminé la pression de la vapeur d'eau, on a déjà proposé de mettre le mélange gazeux en contact avec une certaine quantité d'une substance saturée 20 entièrement ou partiellement de vapeur d'eau, par exemple une zéolite. Toutefois, on a constaté que nonobstant la présence d'une telle substance, l'énergie fournie à travers la fenêtre de l'iraser décroît lorsque ce dernier a fonctionné pendant 25 quelques centaines d'heures. Le but de l'invention est d'améliorer cet état de choses. Conformément à l'invention, dans un dispositif - appelé iraser - destiné à engendrer une émission stimulée de rayonne-30 ment infrarouge au moyen d'une décharge dans un mélange gazeux-formé par du gaz carbonique, de l'azote, de l'hélium et de la vapeur d'eau, dans un tube à décharge de quelques mètres de longueur, les extrémités du tube communiquent par un tuyau de liaison, pratiquement parallèle au tube, dont le diamètre 35 est au maximum égal au tiers du diamètre du tube à décharge. Ce tuyau de liaison, dans lequel toute décharge est exclue par suite du diamètre réduit dudit tuyau, empêche que la dissociation cataphorétique se produisant dans le tube à décharge, fasse que la vapeur d'eau ne puisse exercer sa fonction de 40 régénération. En effet, on a constaté qu'une dissociation 69 12845 2 2006906 cataphoré tique intense se produit dans des' "tubes dont la puissance fournie à travers la fenêtre commence à décroître. L'augmentation de"la pression de la vapeur d'eau ne peut avoir lieu que moyennant une perte d'énergie et est donc 5 exclue. L'invention peut être appliquée à des tubes contenant ou non une substance devant maintenir la pression de vapeur d'eau à un niveau déterminé. Dans le cas où le tube doit contenir une telle substance, on a constaté que celle-ci doit se 10 trouver du coté de l'anode. Il y a lieu de remarquer que lorsqu'il s'agit de lasers dans lesquels l'effet rayonnant est obtenu à l'aide d'ions argon, on place un tuyau reliant les enceintes d'anode et de cathode pour équilibrer- la différence de pression 15 causée par la décharge. Toutefois, la longueur de ce genre de lasers est réduite - environ 25 cm - et pour obtenir un équilibrage convenable de la pression, il y a lieu d'utiliser un large tuyau de liaison dont la longueur doit cependant être proportionnellement plus grande pour limiter la décharge à 20 l'enceinte de décharge proprement dite. Pour cette raison, le tuyau de liaison est en forme d'hélice. En outre, un dispositif d'amorçage doit être agencé sur le tube proprement dit. L'emploi d'un tel appareil ne s'impose pas dans le dispositif conforme à l'invention. Le tuyau de liaison étroit utilisé 25 dans le dispositif conforme à l'invention serait d'ailleurs insuffisant pour l'équilibrage de la différence de pression existante, mais il suffit par contre à contrecarrer la dissociation, par diffusion. La description qui va suivre en regard du dessin 30 annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure unique annexée est une coupe longitudinale d'un tube à décharge 1 pour un iraser conforme à l'invention. Ce tube 1 est en quartz et a une longueur d'au moins 1,5 mètre 35 et. un diamètre intérieur de 20 mm. Les protubérances latérales 2 et 3 contiennent des cylindres en platine 4 et 5, le premier formant l'anode et l'autre la cathode du tube. Le coté gauche du tube 1 est obturé hermétiquement par un bloc de quartz 6 dont la face meulée intérieure est concave et présente un rayon 69 12845 3 2006906 de courbure de 2,5 mètres, cette face étant recouverte d'une couche d'or 7. Le côté droit du tube est obturé par une plaque de germanium 8 à faces parallèles planes et d'épaisseur égale à 2 mm. Une troisième protubérance latérale 9 contient une 5 tige de zéolite 10, de 5 mm de longueur et 2 mm de diamètre. Les extrémités du tube 1 communiquent par un tuyau en quart2 11 de diamètre intérieur égal à 6 mm. Le mélange gazeux remplissant le tube est constitué par du COg sous une pression de 2 torr, du N2 sous une pression 10 de 2,5 torr et de l'hélium sous une pression de 11 torr, la pression de la vapeur d'eau au-dessus de la tige 10 étant de 0,2 torr. La tige est saturée d'eau et contient environ 100 fois la quantité d'eau présente sous forme de vapeur. Dans le cas d'une décharge sous une tension d'environ 14 kV, et d'une 15 intensité de courant de 40 mA, une quantité d'énergie de 60 W peut être obtenue dans la gamme de longueur d'onde de 10,6 l»t et être prélevée sous forme de faisceau cohérent à travers la plaque (fenêtre) 8. On a constaté que l'iraser ayant fonctionné pendant 1000 heures, l'intensité du rayonnement n'avait pas 20 diminué. 69 12845 4 2006906 REVENDICATIONS 1.- Dispositif - appelé iraser - destiné à engendrer une émission stimulée de rayonnement infrarouge au moyen d'une décharge dans un mélange gazeux formé par du gaz carbonique, 5 de l'azote, de l'hélium et de la vapeur d'eau à l'intérieur d'un tube à décharge de quelques mètres de longueur, caractérisé en ce que les extrémités du tube communiquent par un tuyau de liaison pratiquement parallèle au tube, dont le dic.mètre est au maximum égal au tiers du diamètre du tube à décharge. 10 2.- Tube à décharge destiné à un dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à proximité de l'anode, ce tube contient une substance devant maintenir la pression de la vapeur d'eau à un niveau déterminé.