Brevet FR2134022A1 — publié le 19721201

L'invention concerne un laser à gaz comprenant un tube qui contient le gaz actif et qui est fermé par des miroirs de Brewster. Les lasers à gaz produisent une lumière 5 cohérente à la suite de la stimulation d'éléments gazeux ou de toute une série de vapeurs métalliques servant de substances actives. L'inversion des populations est provoquée dans de nombreux cas par une décharge dans le gaz. La structure type d'un laser à gaz comprend une enveloppe ou chambre cylindrique qui 10 est fermé de manière étanche au vide par des miroirs de Brewster et dans laquelle est contenue la substance gazeuse inversible, un résonateur optique et un dispositif électrique qui produit la décharge dans le gaz. Pour parvenir à un rendement élevé à par-15 tir d'un laser à gaz, les gaz ou vapeurs actives doivent présenter des pressions partielles constantes et déterminées. On peut obtenir avantageusement des pressions de vapeurs métalliques par chauffage du métal à une température prédéterminée dans une branche latérale de l'enveloppe cylindrique. Lorsque ces vapeurs par-20 viennent dans des zones plus froides à l'intérieur du tube à décharge, elles s'y condensent. La température du tube à décharge diminue entre la zone chauffée et les deux extrémités. Aux points les plus froids, c'est-à-dire aux deux extrémités, sont disposées les miroirs de Brewster à travers lesquelles lo fais-25 ceau du laser sort du dispositif. Mais lorsque ces fenêtres se couvrent de dépôts, l'intensité du rayonnement est abaissée de façon décisive. Cet inconvénient est particulièrement marqué dans les lasers à gaz qui contiennent des vapeurs métalli-30 ques. Cela provient du fait que, contrairement aux gaz utilisés d'habitude dans des lasers à gaz, les métaux peuvent se condenser dans les conditions de température qui régnent sur les parois du tube à décharge. Cet effet négatif des lasers à gaz a déjà 35 été signalé. T.P. Sosnowsky (Cataphoresis in the Hélium-Cadmium Laser Discharge Tube, Journ. of Appl. Phys., vol. 40, n° 13? déc. 1969) a proposé de le réduire par des mesures touchant la structure des dispositils laser. Dans le tube à décharge d'un laser à hélium-cadmium, deux trajets de décharge sont obtenus par le 40 fait que la cathode est disposée au milieu du tube et qu'une ano 72 14193 2134022 de est placée à chaque extrémité. La réserve de cadmium à vaporiser se trouve dans deux branches latérales du tube à décharge, à proximité immédiate des anodes. Par ce dispositif, la vapeur de cadmium est entraînée par les ions positifs dans la direction de 5 la cathode qui se trouve au milieu. un dépôt rapide sur les plaques de Brewster en cours de service. après la mise hors service, des quantités importantes de cadmium 10 parviennent sur les miroirs de Brewster par diffusion. Les lasers fonctionnant aux vapeurs métalliques ont un temps de chauffage un peu plus long que ceux qui fonctionnent aux gaz rares. Pendant cette période, une pression de vapeur correspondant à la température de vaporisation du cadmium s'établira donc et la vapeur se 15 déposera préalablement sur les parois les plus froides du tube à décharge, c'est-à-dire sur les miroirs de Brewster. Il en va de même après la mise hors service du laser à gaz, jusqu'à ce que le cadmium vaporisé par le dispositif de chauffage se soit refroidi de nouveau à la température ambiante. 20 Le but de l'invention est de protéger les miroirs de Brewster pendant les périodes où l'on n'a pas besoin du faisceau de laser. Conformément à l'invention, ce but est atteint par le fait que l'on dispose, immédiatement devant les 25 miroirs de Brewster, des éléments d'arrêt qui sont déplaçables entre une position de fermeture, dans laquelle ils isolent les miroirs de Brewster de l'intérieur du tube du laser de façon étan-che à la diffusion, et une position d'ouverture. De préférence, les éléments d'arrêt sont 30 réalisés sous forme de lames ou de curseurs qui sont, en particulier, raccordés à des organes électromagnétiques de déplacement. A titre d'exemple on a décrit ci-dessus et représenté au dessin annexé deux formes de réalisation de l'invention. 35 La figure 1 représente un exemple de réali sation de l'invention. De cette manière, on peut éviter sûrement Mais, pendant le temps de chauffage et 72 14193 3 2134022 La figure 1 représente l'une des extrémités du tube à décharge 1 comportant, à gauche, un miroir de Brewster 2. Quelques centimètres avant ce miroir de Brewster 2 se dresse une branche latérale 3 du tube à décharge 1, qui se trou-5 ve à l'intérieur d'une bobine magnétique 4. A l'intérieur de la branche latérale est disposée une cheville mobile 5 dont la partie inférieure a la forme de la section transversale du tube à décharge et peut donc cloisonner celui-ci de manière étanche. A l'intérieur de la cheville 5 est fixé un noyau de fer doux 6. En 10 conséquence, lors de la mise en circuit de la bobine magnétique, un effet dynamique est exercé sur le noyau de fer doux et, par suite, sur la cheville qui est attirée vers le haut, le faisceau du laser ayant alors la possibilité de sortir par le miroir de Brewster 2. A la suite de la désactivation de la bobine magnéti-15 que 4, la cheville 5 retombe dans le tube à décharge 1 et cloisonne celui-ci de manière étanche. Dans la figure 2 on a encore représenté l'une des extrémités du tube à décharge 1 avec le miroir de Brewster 2 qui s'y raccorde. Cette fois, le miroir de Brewster 2 20 est protégé par un volet 7 en nickel. La forme de ce volet sera expliquée ci-après à propos de la figure Le volet 7 est suspendu, à l'intérieur du tube 1, à une charnière 8 qui est de son côté fixée dans le tube à un support de charnière 9. A l'extérieur du tube à décharge 1 est disposée là encore une bobine magnétique 25 4 dont les lignes de force sont transmises à l'intérieur du tube, selon le mode indiqué, par un noyau de fer doux 10. Lors de 1'ac-tivation de la bobine h, le volet est déplac ' vers le hatit dans le sens de la flèche tracée et le tube à décharge se trouve alors dégagé. Lors de la désactivation de la bobine 4, le volet retombe j0 vers le bas dans la position représentée et obture à nouveau le tube de façon étanche. ^ur la figure 3» le volet 7 est représenté en perspective. Il est constitué par une plaque de tôle en forme d'ellipse qui est repliée de manière que le grand axe de l'ellip-35 se décrive un demi-cercle et que le volet présente également une forme semi-circulaire lorsqu'on le regarde latéralement. La charnière de suspension 13 traverse un trou 12 formé dans le volet 7-Grâce à cette forme du volet, le tube à décharge 1 est cloisonné de façon étanche à l'état fermé, tandis qu'à l'état ouvert, le 40 volet 7 s'adapte exactement à la totalité des parois du tiibe. 72 14193 4 2134022 Ces dispositifs d'arrêt ou de cloisonne ment peuvent par ailleurs être utilisés aussi pour déclencher interrompre le rayonnement du laser. 72 14193 5 2134022 REVENDICATIONS 1. Laser à gaz comprenant un tube qui contient le gaz actif et qui est fermé par des fenêtres de Brewster, caractérisé par le fait qu'il comporte, immédiatement devant les fenêtres de Brewster, des éléments d'arrêt qui sont déplaçables entre une position de fermeture, dans laquelle ils isolent ou masquent les fenêtres de Brewster de l'intérieur du tube du laser de façon étanche à la diffusion, et une position d'ouverture. 2. Laser à gaz selon la revendications 1, caractérisé par le fait que les éléments d'arrêt sont réalisés sous la forme de lames. 3. Laser à gaz selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments d'arrêt sont réalisés sous forme de curseurs. k. Laser à gaz selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3» caractérisé par le fait que les élémenls d'arrêt sont reliés à des organes électromagnétiques de commande.