Brevet FR2117786A1 — publié le 19720728

La présente invention concerns leu générateurs lasers et plus particulière- ment les générateurs lasers à flux gazeux. On connait des générateurs laser 9 @ux gazeux qui comportent . ne source de gaz excité associéc à une cavité résonnante formée de deux @iroirs, La source de gaz excité est censtituée d'une encelnte de compression dans laquelle est comprir au moins un premier gaz constituant l'un des gaz du flux gazeux laser; cette enceinte de compression est reliée par une tuyère à une champre d'expansion, qui comporte, associés à ses parois, des moyens permettant de coupler la sortie de la tuyère avec la cavité résonnante. cette cavité est disposée de façon que son axe soit sensiblement situé devant la sortie de la tuyère débouchant dans la chambre d'expansion Dans tous les generateurs lasers connus, les moyane d'excitation du flux gazeux sont généralement situés dans la chambre de compression, ces moyens d'excitation étant par exemple constitués par ees électrodes entre lesquelles s'effec- tue une décharge électrique de grande puissance. Le fait que les moyens d'excitation soient assuciés à la chambre de compression a pour conséquence notamment d'exciter les molécules bien avant qu 'elles arrivent dans la cavité résonnante essoniée à la chamore d'exapnsion, cs qui fait qu'elles perdent, sinon la totalité, du moins une grande sortie de leur énergie d'excitation et plus particulièrsment leur excitation vibrationnelle. La présente invention a pour but ae pallier ces incolvénients. La présente invention a pour objet un générateur laser comportant une source de gaz excité, constituée d'une enceinte c'au moins un premier gaz comprimé et d'une tuyere pour éjecter ledit gaz contenu cars ladite enceinte dans une chambre d'expansion, une cavité résonnante formée de deux miroirs et disposée à la sortie de ladite tuyère, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour créer une excitation dudit gaz dans ladite tuyère. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description suivante donnée n regard du dessin annexé à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lequel la figure unique représente le schéma de principe d'un générateur laser selon l'invention. Le générateur laser à +lux gazeux représenté sur la figure comprend une source de gaz excité 1, associée =:. une cavité résonna0t 2 constituée par exemple de deux miroirs 3 et 4 dont au moins un peut être partiellement transparent. La souro-' de gaz excité 1 comprend une enceinte fi dans laquelle peut être comprimé un fluide. L'enceinte 5 comprend une amenée de fluide E et une sortie 7 qui est reliée à l'intérieur n5une chambre d'expension n par une tuyère 9. La paroi de la chambre 8 comprend deux fenêtres 10 et il dispoSées en regard sensiblement sur un meme axe 12, la position de cet axe 12 étant déterminée de façon qu'il soit situé sensiplement devant et parallèlement au-plan de la sortie 13 de la tuyère 9.De part et d'autre de ces deux fenetres sont disposés les miroirs 3 et 4 formant la cavité résonnante 2 de façon que l'axe de la cavité soit sensiblement confondu avec l'axe 12 djfini ci-dessus. Sur la figure, on a représenté deux fenêtres'l0 et Il réalisées dans la paroi de la chambre 8 et deux miroirs 3 et 4 formant une cavité résonnante; mais il est bien évident que l'on peut associer par exemple le miroir 3 et la fenêtre 10 pour ne former qu'un seul élément et de même avec le miroir 4 et la fenêtre 11. Mais, comme dans la partie de la cavité résonnante 2 qui est commune avec la chambre 8 il se propage des gaz qui sont à une température relativement élevée, on préfère éviter une détérioration éventuelle des couches diélectriques réflé- chissantes des miroirs 3 et 4, et réaliser des générateurs-lasers tels que celui qui est représenté. La chambre 8 comprend en outre une sortie 14 permettant d'évacuer les gaz qui sont amenés dans celle-ci notamment par la tuyère. Cette sortie 14 est située de préférence en regard de la sortie 13 de la tuyère 9, et peut être simplement délimitée par une partie de la paroi de la chambre 11 qui s'évase vers l'extérieur débouchant dans l'atmosphère. La source de gaz peut aussi comprendre des moyens pour amener un second fluide dans la chambre A, au niveau de la sortie 13 de la tuyère. de préférence réparti uniformément autour de cette sortie pour obtenir un mélange homogène avec le fluide qui est éjecté de la tuyère. Ces moyens sont-constitués par exemple par un circuit annulaire 15 délimité par une partie de la paroi de la tuyère 9, par des parties de la paroi de la chambre 8 et de l'enceinte 5, et par une amenée de fluide 16 qui peut être connectée à un réservoir de ce second fluide ; le circuit annulaire 15 est mis en communication avec la chambre 8. La source 1 comprend des moyens pour créer une excitation du gaz lorsqu'il se trouve dans la tuyère; ces moyens d'excitation permettent d'obtenir directement l'excitation de ce gaz dans la partie de la tuyère comprise entre la sortie 7 de la chambre 5 et la sortie 13 de la tuyère 9. Ces moyens sont illustrés très schématiquement sur la figure par deux électrodes 17 et 18 connectées aux deux bornes d'une source d'alimentation 19. Entre ces deux électrodes 17 et 18, la direction de la décharge se fait dans la même direction de l'écoulement du gaz dans la tuyère, mais bien entendu, on peut aussi disposer ces électrodes de façon que là décharge électrique soit, par exemple, perpendiculaire à la direction d'écoulement de ce gaz. On peut obtenir cette dernière décharge en disposant par exemple une pluralité d'électrodes sur les bords de la tuyère, toutes ces électrodes étant connectées par exemple à la même borne de la source d'énergie, et une électrode disposée sensiblement à égale distance de toutes les électrodes précédentes étant connectée à l'autre borne de cette même source. En plus des avantages mentionnés ci-dessus, ce générateur laser permet d'obtenir des impulsions de très faible durée ou alors, tout en gardant la même structure, d'obtenir une émission en continu avec des températures de plasma ou de gaz excité qui sont relativement basses. L'invention trouve plus particulièrement son application dans les générateurs lasers à C02. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple, en particulier. on peut, sans sortir du cadre de l'invention, changer certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/- Générateur laser comportant une source de gaz excité; constituée d'une enceinte d'au moins un premier gaz comprimé et d'une tuyère pour éjecter ledit gaz contenu dans ladite enceinte, dans une chambre d'expansion, une cavité résonnante formée de deux miroirs et disposée à la sortie de ladite tuyère, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour créer une excitation dudit gaz dans ladite tuyère. 2/- Générateur laser selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour créer une excitation dudit gaz sont constitués par au moins deux électrodes disposées dans ladite tuyère. 3/- Générateur laser selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdites deux électrodes sont disposées sensiblement sur un axe parallèle à la direction de propagation du gaz dans ladite tuyère. 4/- Générateur laser selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdites électrodes sont disposées sensiblement sur un axe perpendiculaire à la direction de propagation du gaz dans ladite tuyère.