Brevet FR2081767A1 — publié le 19711210

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'excitation de lasers à liquide. Il est courant et connu d'effectuer un pompage des lasers à liquide au moyen de lampes à éclair électronique, 5 ou à l'aide d'autres lasers, principalement de lasers à solide. L'énergie électrique est donc convertie d'abord en énergie lumineuse, qui sert ensuite à l'excitation de la substance du laser. Indépendamment de son faible rendement dû au 10 mécanisme d'action ci-dessus, le procédé de pompage connu se heurte à des difficultés pratiques provenant par exemple de la durée et de la sûreté de fonctionnement limitées des lampes à éclair électronique. Il est possible de fabriquer des lasers à liquide, 15 en particulier des lasers à colorant, de très petites dimensions, de sorte que la substance devant être excitée possède elle-même un volume très réduit. Les dispositifs mettant en oeuvre le procédé connu ne conviennent pas à l'excitation de lasers de ce genre. 20 L'invention a pour objet vin procédé et un disposi tif d'excitation de lasers à liquide, qui se distinguent par une grande sûreté de fonctionnement, présentent un mécanisme d'action amélioré et conviennent en outre à l'excitation de petits volumes de substance. 25 Le procédé d'excitation de lasers à liquide conforme à la présente invention est caractérisé en ce qu'à travers le liquide est engendré un courant électrique, dont les porteurs sont en majorité les ions d'une substance fluorescente en solution. Le courant engendré à travers le liquide est, de 30 préférence, un courant continu. Lors du passage du courant à travers le liquide, des cations engendrés sur l'anode par une réaction d'électrode et des anions correspondants engendrés sur la cathode sont transportés en directions opposées à travers le champ, entrent en 35 collision et produisent, par une réaction de recombinaison, des molécules dans le premier état singulet d'excitation, à partir duquel peut avoir lieu un passage à l'état fondamental correspondant à l'émission laser. Le seuil de l'émission laser est atteint au moment où environ 50? des molécules sont S l'état 40 excité. Pour pouvoir maintenir stationnaire cette population, 71 07729 2 2081767 le courant à travers le liquide doit atteindre des valeurs très élevées, de l'ordre de 1000 A, Il est relativement facile d'obtenir par impulsions des intensités de courant aussi élevées. Le dispositif selon l'invention est caractérisé 5 en ce qu'entre les miroirs d'un résonateur optique est installée une cuve de liquide, dans laquelle sont logées deux électrodes reliées à une source de tension. Dans une forme de réalisation avantageuse du dispositif, la cuve de liquide contient, outre le solvant, au moins 10 deux substances fluorescentes, dont l'une peut être excitée pour donner une émission sélective par transmission d'énergie de l'autre substance. Dans ce cas, l'énergie des molécules excitées électrochimiquement est transmise, en un ou plusieurs stades de rayonnement ou sans rayonnement, aux molécules de l'autre substan-15 ce, qui déterminent finalement l'émission laser. Les molécules de cette deuxième substance ne possèdent pas nécessairement la même constitution chimique que les molécules excitées à l'origine. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien compren-20 dre copnent l'invention peut être réalisée. Sur la figure unique, 1 et 2 désignent les miroirs d'un résonateur optique et 3 une cuve de liquide en communication avec un récipient de détente Celui-ci peut être remplacé d'ailleurs par un réservoir et une pompe, qui transvase le 25 liquide en vue du refroidissement et de la diminution de la formation de zones. La cuve 3 contient, par exemple, le colorant 9, 10 diphénylanthracène (DPA) dans un solvant aprotonique, tel que du diméthylformamide 35 Lors du passage du courant à travers le liquide 5, des cations sont engendrés à l'anode par une réaction d'électrodes suivant le schéma DPA - e® —^ DP/P^, tandis que des anions sont engendrés à la cathode de façon correspondante suivant le schéma DPA +e Q—^DP/^. Les cations et les anions sont transportés à 40 travers le champ en directions opposées et produisent en entrant 71 07729 3 2081767 en coliision5 par une réaction de recombinaiscn suivant le schéma DPA® + DPA@—^ DPâX + DPA, des molécules dans le premier état singulet d'excitation à par-tir duquel peut avoir lieu un passage à l'état fondamental correspondant à l'émission laser. S Le rayonnement laser sort alors du résonateur optique en direction de la flèche 8. Il est aisé de se rendre compte qu'un dispositif mettant en oeuvre le nouveau procédé convient également à l'excitation de petits volumes, qui ne peuvent plus être excités ra-10 tionnellement au moyen de lampes à éclair électronique. 71 07729 4 2081767 REVENDICATIONS 1. Procédé d'excitation de lasers à liquide, caractérisé en ce qu'à travers le liquide est engendré un courant électrique> dont les porteurs sont en majorité les ions d'une 5 substance fluorescente en solution. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant engendré à travers le liquide est un courant continu. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé 10 selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre les miroirs d'un résonateur optique est installée une cuve de liquide, dans laquelle sont logées deux électrodes reliées à une source de tension. 4. Dispositif selon la revendication 3,'caracté-15 risé en ce que la cuve de liquide contient, outre le solvant, au moins deux substances fluorescentes, dont l'une peut être excitée pour donner une émission sélective par transmission-d'énergie de l'autre substance.