Brevet FR2085468A1 — publié le 19711224

La présente invention concerne un générateur laser à gaz et plus particulièrement les lasers à gaz dans lesquels l'inversion de population des atomes, ions ou molécules actives, est obtenue par détente adiabatique de ces gaz dans une tuyère. 5 On connaît des lasers chimiques dans lesquels les particules actives sont excitées par une réaction chimique. On a aussi réalisé des lasers dans lesquels un gaz est chauffé dans une chambre puis envoyé dans un résonnateur optique après avoir subi une détente adiabatique dans une tuyère. La présente invention a pour objet un générateur laser à gaz remarquable 10 notamment par le fait qu'il comporte une source de gaz excité formée par une tuyère dont l'entrée est reliée à une chambre comportant une alimentation en composé oxygéné, une alimentation en composé carboné, et avantageusement en carbone pur ou en composé cyané. Avantageusement, la chambre comporte des moyens pour réaliser une réaction exothermique desdits composés à l'intérieur de ladite 15 chambre. Selon la présente invention, différents composés cyanés peuvent être utilisés ces composés pouvant être avantageusement mais non limitativement le C^N2, le C2N2 le composé oxygéné pouvant être un peroxyde quelconque susceptible de donner aisément une réaction de combustion avec le composé cyané, par exemple : le NO, le 20 N^O^ou de l'oxygène pur. Le laser selon l'invention peut aussi comporter des moyens additionnels d'injection de gaz tel que le CO^, le ^0 ou l'hélium, le gaz étant injecté dans la tuyère ou à la sortie de celle-ci. L'invention va maintenant être décrite en détail en se référant au dessin annexé comportant une figure unique illustrant schémati-25 quement un exemple de réalisation pratique de l'invention. Le générateur laser selon l'invention comporte une chambre de combustion 1 dont la sortie est reliée à une tuyère 2 qui comporte une portion terminale avec des fenêtres transparentes 3 et 4, portion dans laquelle se produit l'émission stimulée. Cette portion est associée à une cavité résonnante optique formée par 30 ies miroirs 5 et B. La chambre de combustion 1 est munie d'une alimentation 7 en composé cyané ou carboné et d'une alimentation 8 en composé oxygéné. D'autre part, cette chambre de combustion peut comporter un dispositif d'allumage permettant de réaliser l'amorçage de la combustion ou l'explosion du mélange formé par les produits introduits par les alimentations 7 et 8. La tuyère comporte, 35 d'autre part, des alimentations 10 et 11 dans lesquelles on peut introduire des gaz additionnels tels que le CO^» le N^O et l'héliun. L'a combustion des composés cyanés donne naissance à des molécules" stables d'oxyde de carbone et d'azote. La réaction de combustion et d'explosion produite dans la chambre 1 peut amener le mélange gazeux ainsi obtenu à des températures de l'ordre de 4800° à 5000° K. A ^ cette température, les composés obtenus après la réaction ont acquis une énergie 70 14864 2 2085466 çle translation, de rotation et ds vibration. Etant donné que le temps de relaxation de l'énergie de vibration est très supérieur au temps de relaxationde l'énergie de translation, il est possible d'éliminer l'énergie de translation du mélange et faire apparaître l'énergie de vibration en faisant subir à ce mélange une détente adiaba-5 tique dans une tuyère. Deux cas sont alors possibles : 1- L'inversion de population est directement créée pendant la détente ; si une cavité optique est placée perpendiculairement à l'écoulement gazeux, une émission laser peut se produire avec une longueur d'onde de 5 microns [transition du CO). 2- L'inversion de population peut n'être que partielle et, dans ce cas', l'injec-10 tion de CO^ ou de N^O et/ou d'hélium à l'état fondamental peut créer des inversions créant une émission stimulée avec des longueurs d'ondes de 10,6 microns ou 10,8 microns, [c'est-à-dire les transitions du CO^ et du N^O). Bien entendu, le laser selon l'invention peut fonctionner en continu ou en impulsions. L'invention n'est nullement limitée au mode d'exécution décrit et représenté 15 qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, apporter des modifications de détail, changdr certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens analogues. 70 14864 3 2085468 REVENDICATIONS 1/- Générateur laser à gaz caractérisé par le fait qu'il comporte une source de gaz excité formée par une tuyère dont l'entrée est reliée à une chambre comportant une alimentation en composé oxygéné, une alimentation en composé cyané ou carboné 5 et des moyens pour réaliser une réaction exothermique desdits composés à l'intérieur de ladite chambre. 2/- Générateur laser à gaz selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'injection de gaz additionnels tels que le CO^, l'hélium et le N20. 10 3/- Générateur laser selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit composé cyané est choisi dans le groupe suivant : (CN)2 et