Brevet FR2104917A1 — publié le 19720428

. La présente invention concerne les générateurs lasers et plus particulière ment les lasers dans lesquels l'émission stimulée est obtenue dans un matériau actif liquide. Un générateur laser comprend très schématiquement un milieu actif disposé 5 dans une cavité résonnante Fabry-Pérot, constituée de deux miroirs partiellement réfléchissants, et un moyen de pompage associé au milieu actif. On connaît actuellement trois sortes de milieux actifs, un milieu actif solide qui peut être par exemple un cristal de Rubis ou un barreau de verre dopé au Néodyme, ou bien un milieu actif gazeux tel que par exemple un mélange de gaz 10 comprenant ds l'Hélium et du Néon et enfin un milieu liquide. Les milieux actifs liquides qui sont actuellement utilisés dans les générateurs lasars sont constitués généralement d'un matériau dopant, tel que le Néodyme ou une autre terre rare, dissout dans un solvant. Les solvants connus et utilisés actuellement sont de différentes natures : par 15 exemple, on utilise un mélange d'oxychlorure de Sélénium CSe 0 C12) avec du chlorure d'Etain (Sn C143 j on connaît aussi un solvant constitué par un mélange d'oxychlorure de Phosphore [PO C13) et d'un chlorure métallique (M Cln), dans lequel M peut être choisi dans la liste des métaux suivants : Etain, Zirconium, Bore, Titane... Ce solvant peut aussi comprendre quelquefois de l'eau CH20). 20 Bien entendu, dans ces différentes sortes de solvants, le dopant actif est dissout dans des proportions déterminées; par exemple le Néodyme est dissout sous la forme d'un oxyde (Nd2 03) dans des proportions de 10 % en poids, ce pourcentage n'étant pas critique et pouvant varier dans une proportion assez grande. Les générateurs lasers, qui mettent en oeuvre des milieux actifs liquides 25 tels que ceux qui sont décrits ci-dessus, ne peuvent fonctionner que dans une plage de température assez faiblej en effet, en dehors de la plage de température permise, comprise par exemple entre 106 C et 80°C, on constate un phénomène de précipitation qui interdit aussitôt toute émission stimulée. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. 30 [_a présente invention a aussi pour but de réaliser un générateur laser à milieu actif liquide pouvant fonctionner dans une plage de terripérature plus grande que celle dans laquelle fonctionnent les générateurs lasers qui existent actuellement. La présente invention a pour objet un générateur à milieu actif liquide com-35 partant un milieu dopant dissout dans un solvant constitué par un mélange comprenant au moins de 1'oxychlorure de Phosphore (P3 C13) et un chlorure métallique de formule générale CM Cln], M étant un élément métallique, caractérisé par le fait que ledit mélange constituant le solvant comporte en outre du chlorure de Thionyle fSO C12). D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront 70 32264 2 2104917 . au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lequel la figure unique représente un schéma de principe d'un générateur laser à milieu actif liquide. La figure unique représente en coupe longitudinale une forme de réalisation 5 d'un générateur laser à milieu actif liquide. Il comprend une enceinte 1 de préférence cylindrique comportant une amenée et une sortie 2 et 3 de. fluide, par exemple disposées à chacune des extrémités du cylindre. L'enceinte cylindrique 1 a ses faces d'extrémité taillées perpendiculairement à son axe, et porte- sur celles-ci deux miroirs 4 et 5, dont un au moins est- à cou-10 ches multidiélectriques pour permettre à l'émission laser de pouvoir émerger de la cavité résonnante Fabry-Pérot formée par les deux miroirs 4 et 5. Le générateur laser comprend aussi un moyen de pompage permettant d'exciter le milieu actif liquide; ce moyen peut être, comme illustré schématiquement sur la figure, un tube à décharge B enroulé en hélice' autour de l'enceinte cylindrique 1, 15 dont les électrodes 7 et 8 sont reliées à une source 9 permettant de fournir au tube à décharge B une énergie suffisante pour que le tube à décharge produise un éclair lumineux afin d'effectuer un pompage optique du milieu actif laser liquide contenu dans l'enceinte cylindrique 1; cette énergie est en général fournie par la décharge de condensateurs. 20 Un générateur laser à liquide peut- fonctionner- en statique ou en dynamique, c'est-à-d^re avec un fluide qui est fixe dans l'enceinte, ou un fluide qui est constamment renouvelé. A titra d'exemple, l'un des générateurs lasers qui sert-à l'expérimentation du milieu actif liquide fonctionne en statique. Son milieu actif est constitué 25 par un mélange d'oxychlorure de. Phosphore [PO C133, d'un chlorure métallique [M Cln) et de chlorure de Thionyle (SO C12); ce mélange de trois corps constitue le splvant dans lequel est dissout un milieu actif dopant tel que par exemple de l'oxyde de Néodyme (Nd2 03). A,titre d'exemple, un solvant dans lequel est dissout l'oxyde de Néodyme 30 a la composition suivante : S0 C12 : 75 % j P0 C13 : 21 % j Sn C14 : 4 %, ces pourcentages étant des pourcentages en volume. L'oxyde de Néodyme est dissout dans ce mélange de telle façon que sa concentration en Néodyme Nd 3+ soit d'environ 0,1 mole par litre. Une autre expérience a été réalisée dans laquelle, à ce mélange définit ci-des-35 sus, a été ajoutée de l'eau avec une concentration de 0,13 moles par litre. Les générateurs lasers avec de tels milieux actifs liquides donnent des résultats aussi satisfaisants que ceux que l'on obtient avec les générateurs lasers connus fonctionnant avec des milieux actifs liquides classiques; en effet, on constate que : 40 - l'absorption de ce nouveau milieu actif liquide à 1,06 micron de longueur 70 32264 3 2104917 d'onde sst très faiblej - l'addition de chlorure de Thionyle ne contribue absolument pas à augmenter cette absorption; - la durée de vie radiative est toujours aussi bonne, c'est-à-dire pouvant 5 être supérieure à 200 microsecondes. On constate également, et c'est l'un des avantages principaux de l'invention, que les milieux actifs lasers liquides selon l'invention, permettent un fonctionnement des générateurs lasers dans une plage de température comprise environ entre - 80° C et ♦ 70° C, tandis que les milieux actifs sans chlorure de Thionyle ne 1Q permettent un fonctionnement du générateur laser qu'entre 10° C et 90" C environ. 70 32264 4 2104917 REVENDICATIONS 1/ - Générateur laser comportant un milieu actif liquide constitué par un milieu dopant dissout dans un solvant constitué par un malange comportant au moins de 1'oxychlorure de Phosphore st un chlorure métallique de formule générale [M Cln], M étant un élément métallique, caractérisé par le fait que ledit mélange constituant le solvant comporte en outre du chlorure de Thionyle CSO C12]. 2/ - Générateur laser selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément métallique M est de l'Etain. 3/ - Générateur laser selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le solvant comporte un mélange de chlorure de Thionyle [SO C12], d'oxychlorure de Phosphore, CPO C13) de chlorure d'Etain CSn C14), dans des proportions volumiques respectives de 75 %, 21 %, at 4 %. 4/ - Générateur laser selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit mélange comporte en outre de l'eau. 5/ - Générateur laser selon la revendication 4 caractérisé par le fait que le solvant comporte de l'eau dans une proportion volumique de 0,13 mole par litre.