Brevet FR2143604A1 — publié le 19730209

La présente invention concerne les sources de lumière à décharge dans le gaz, et notamment les dispositifs à décharge dans le gaz pour le pompage optique des lasers. On connatt des dispositifs à décharge dans le gaz pour le pompage optique des lasers, comprenant une chambre à parois réfléchissantes remplie de gaz de travail, à l'intérieur de laquelle est monté un tube transparent à la lumière, dans lequel on place la substance active du laser; à proximité immédiate des tranches de la chambre sont montées des électrodes entre lesquelles on produit la décharge électrique qui engendre le plasma. Dans les dispositifs indiqués, le tube recevant la substance active du laser est monté coaxialement avec la chambre, aussi le plasma engendré par la décharge électrique est-il confiné et stabilisé par les parois du tube recevant la substance active du laser et de la chambre. I1 en résulte que les parois du tube et de la chambre sont soumises à une charge thermique unitaire éivée,cequisetraduit par un abaissement de la valeur maximale admissible de l'énergie de la décharge électrique et une réduction de la durée de vie des dispositifs. En outre, la chambre de ces dispositifs en régime nominal se remplit de plasma d'une manière irrégulière. le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités. I1 s'agissait donc de mettre au point un dispositif à décharge dans le gaz pour le pompage optique des lasers, qui serait compact, de fabrication commode et conçu de manière à assurer une diminution de la charge thermique exercée sur les parois de la chambre et, par conséquent, un accroissement de la valeur maximale admissible de l'énergie de décharge électrique et de la durée de vie du dispositif. La solution consiste en ce que, dans un dispositif à décharge dans le gaz pour le pompage optique des lasers, comprenant une chambre à parois réfléchissantes remplie de gaz de travail, à l'intérieur de laquelle est monté un tube transparent à la lumière et recevant la substance active du laser, et à proximité immédiate des tranches de laquelle sont montées des électrodes entre lesquelles on produit la décharge électrique engendrant le plasma, selon l'invention on monte additionnellement à l'intérieur de la chambre au moins un tube à décharge cylindrique transparent à la lumière et disposé de telle façon que les électrodes se trouvent à l'intérieur dudit tube à décharge cylindrique, ce dernier comportant une fente destinée à l'échappement partiel du plasma vers la chambre. I1 est avantageux, pour soustraire les électrodes à l'action des ondes de choc dirigées axialement, de donner au tube à décharge cylindrique transparent à la lumière une forme de U, de le disposerde manière que son axe longitudinal soit parallèle à l'axe longitudinal du tube recevant la substance active du laser, et de réaliser sa fente suivant sa génératrice, sur toute sa longueur, et de manière qu'elle soit tournée vers le tube recevant la substance active du laser. I1 est souhaitable, pour obtenir une température plus élevée du plasma s'échappant vers la chambre, que la largeur de la fente ne soit pas supérieure au 1/3 du diamètre intérieur du tube à décharge. Pour améliorer la technologie de la fabrication du dispositif, la chambre, le tube recevant la substance active du laser et le tube à décharge peuvent etre réalisés avec du verre d'une seule et meme composition, et la couche réfléchissante des parois de la chambre peut etre réalisée avec du bioxyde de silicium amorphe. Grâce à une telle réalisation constructive, le dispositif à décharge proposé pour le pompage optique des lasers assure un accroissement de l'efficacité du pompage des lasers, une augmentation du facteur d'utilisation de la puissance fournie et une augmentation de la valeur limite de l'énergie de la décharge électrique, ainsi qu'un accroissement de la durée de vie du dispositif. Plus loin, l'invention est expliquée par la description d'un exemple de réalisation concret mais non limitatif et par les dessins annexés qui représentent: - la figure 1, un dispositif à décharge dynamique dans le gaz pour le pompage optique des lasers, conformément à l'invention (coupe longitudinale avec vue d'ensemble de l'un des pieds du tube à décharge cylindrique transparent à la lumière); - la figure 2, le même dispositif vu en coupe suivant II-II de la figure 1. Le dispositif à décharge proposé pour le pompage optique des lasers comprend une chambre 1 (figure 1) remplie de gaz de travail; les parois de cette chambre sont recouvertes d'une couche réfléchissante 2. A l'intérieur de la chambre 1 est monté un tube 3 transparent à la lumière, recevant la substance active du laser; à proximité des tranches de la chambre 1 sont montées des électrodes 4 entre lesquelles on produit la décharge électrique engendrant le plasma. A l'intérieur de la chambre 1 est monté additionnellement un tube à décharge 5 cylindrique et transparent à la lumière disposé dans la chambre 1 de façon que les électrodes 4 se trouvant dans le tube 5. Dans le mode de réalisation considéré, le tube à décharge 5 cylindrique et transparent à la lumière a la forme d'un U avec des pieds 6, ce qui apparaît clairement sur la figure 1, les électrodes 4 étant disposées dans ces pieds. L'axe longitudinal 7 du tube à décharge 5 est disposé parallèlement à l'axe longitudinal 8 du tube 3 recevant la substance active du laser. le tube à décharge 5 (figures 1 et 2) cylindrique comporte une fente 9 destinée à l'échappement partiel du plasma créé par la décharge dans le gaz se trouvant dans la chambre 1. Cette fente est disposée suivant la génératrice du tube, sur toute sa longueur, et est tournée vers le tube 3 recevant la substance active du laser. La largeur de la fente 9 n'est pas supérieure au 1/3 du diamètre intérieur du tube à décharge 5. La chambre 1, le tube 3 recevant la substance active du laser et le tube à décharge 5 sont constitués par du verre d'une seule et même composition, en l'occurence du verre de quartz fondu. La couche réfléchissante 2 des parois de la chambre 1 est réalisée en bioxyde de silicium amorphe, fritté sur la surface jusqu'à une porosité nulle. Chacune des électrodes 4 (figure 1) comprend une électrode 10 proprement dite en tungstène thorié avec un porte-électrode 11 pivotant doté d'un épaulement 12 sur lequel est emmanché un cylindre de titane 13. Ce cylindre forme avec le pied 6 un écartement circulaire qui est rempli de soudure pour assurer l'étanchéité. En l'occurence la matière de soudure employée est l'étain. En cas de fabrication d'un dispositif à décharge plus puissant pour le pompage optique des lasers, conformément à llinven- tion on peut obtenir une densité de rayonnement plus uniforme à la surface du tube 3 transparent à la lumière et dans lequel est placée la substance active du laser, en montant à l'intérieur de la chambre 1 deux, trois et plus de trois tubes à décharge 5 cylindriques et transparents à la lumière, à travers les fentes 9 desquel7rspe plasma créé par la décharge dans le gaz s'échappe vers la chambre 1, soit simultanément, soit avec un décalage dans le temps. Le dispositif à décharge proposé pour le pompage optique des lasers fonctionne de la manière suivante. On aplique aux électrodes 10 (figure 1) une tension à partir d'un circuit de décharge électrique (non représenté sur le dessin). Ceci fait, on applique aux memes électrodes une impulsion d'amorçage. Entre les électrodes 10 il se produit dans le tube à décharge 5 une décharge électrique qui engendre le plasma. Le plasma en expansion s'échappe partiellement à travers la fente 9 dans la chambre 1, ce qui diminue l'action du plasma et des ondes de choc sur les parois du tube à décharge 5. Etant donné que la fente 9 est pratiquée sur toute la longueur du tube de décharge 5, suivant sa génératrice, et qu'elle est orientée vers le tube 3 recevant la substance active du laser, le facteur d'utilisation de la puissance fournie au dispositif est augmenté. Le dispositif à décharge faisant l'objet de l'invention permet de créer, avec des moyens simples et des frais de maind'oeuvre peu élevés , des lasers compacts et d'utilisation commode, à paramètres énergétiques élevés et à longue durée de vie. Bien entendu, l'invention n'est nullement limité au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon ltesprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Un dispositif à décharge dans le gaz pour le pompage optique des lasers, du type comprenant une chambre dont les parois sont recouvertes d'une couche réfléchissante et qui est remplie de gaz, à l'intérieur -de laquelle est monté un tube transparent à la lumière et recevant la substance active du laser, et à proximité immédiate des tranches de laquelle sont montées des électrodes entre lesquelles on produit une décharge électrique engendrant un plasma, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de la chambre est monté en outre au moins un tube à décharge cylindrique transparent à la lumière, disposé de telle façon que les électrodes se trouvent à l'intérieur dudit tube à décharge cylindrique, et pourvu d'une fente destinée à l'échappement partiel du plasma vers ladite chambre. 2.- Un dispositif à décharge suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tube à décharge cylindrique transparent à la lumière a la forme d'un U et est disposé de manière que son axe longitudinal soit parallèle à l'axe longitudinal du tube recevant la substance active du laser, et que sa fente, disposée suivant sa génératrice et sur toute sa longueur, soit tournée vers le tube recevant la substance active du laser. 3.- Un dispositif à décharge suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la largeur de la fente n'est pas supérieure au 1/3 du diamètre intérieur du tube à décharge cylindrique. 4.- Un dispositif à décharge suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre précitée, le tube recevant la substance active du laser et le tube à décharge cylindrique sont constitués par du verre d'une seule et même composition, et la couche réfLéchissante des parois de la chambre est réalisée en bioxyde de silicium amorphe.