Brevet FR2245107A1 — publié le 19750418

La présente invention concerne une tête laser et plus particulièrement une tête laser comportant un matériau actif segmentaire. Par tête laser, on entend non seulement un générateur laser composé d'un matériau actif excité par des moyens de pompage et disposé à l'intérieur d'une cavité optique résonnante, mais aussi un dispositif destiné à amplifier un faisceau lumineux délivré par un générateur et composé principalement d'un matériau actif et de moyens de pompage de ce matériau actif. On connais des têtes laser composées d'un matériau actif formé de segments fixés à l'intérieur d'une enceinte cylindrique, ce matériau actif étant excité par des moyens de pompage et refroidi par circulation d'un liquide dans cette enceinte. Dans des têtes laser connues, les segments sont fixés dans 1 'enceinte par des chevilles traversant la paroi latérale de l'enceinte et pénétrant dans des trous ménagés sur la surface latérale des segments, où grâce à des tiges traversant l'enceinte parallèlement à son axe ces tiges comportent une série de crans de fixation des segments. Le volume intérieur de l'enceinte comprend alors des chambres disposées entre les segments successifs. A travers la paroi latérale de l'enceinte sont ménagés des canaux faisant communiquer le volume intérieur de chaque chambre avec l'extérieur de l'enceinte. Ces têtes laser comportent enfin des moyens pour faire circuler un liquide de refroidissement dans l'enceinte à travers ces canaux. De telles têtes laser présentent l'inconvénient d'être de structure complexe et donc d'un prix de revient élevé. Par ailleurs, elles sont très sensibles aux chocs et aux vibrations et ne peuvent donc faire valablement l'objet d'un développement industriel. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients des têtes laser connues et de réaliser une tête laser de structure très simple et particu- lièrement robuste, adaptée spécialement aux lasers comportant un matériau actif segmentaire. L'invention a donc pour but une tête laser comportant une enceinte allongée obturée par un fond et un couvercle, - au moins un segment d'un matériau actif solide disposé à l'intérieur de ladite enceinte, ce segment étant limité par des faces latérales, d'une part, et deux faces extrêmes d'autre part, - des moyens de pompage dudit matériau actif entourant la surface latérale extérieure de ladite enceinte, - Aes moyens pour faire circuler un fluide de re.rcidissemF- d- l'intérieur de ltenceinte, caractérisée par le fait que lesdits segments sont ;;n.-eXzsXes lacjn entré dea viroles, de telle sorte que les coins définis par les faces latérales des segments viennent porter contre les faces extrêmes en regard desdites viroles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit donnée à titre d'exemple, purement illustratif mais nullement limitatif, en référence aux dessins et schémas annexés dans lesquels: La figure I représente en coupe longitudinale une tête laser selon l'invention La figure 2 représente en coupe transversale selon l'axe XX' une tête laser selon l'invention. Sur la figure I est représentée une tête laser comportant une enceinte cylindrique 1, obturée à ses extrémités par un fond 13 et un couvercle 15. Dans cette enceinte est disposé au moins un segment tel que le segment 2 d'un matériau actif constitué par exemple par du verre dope au néodyme. Sur la figure 1, est représenté également un autre segment 2' disposé dans l'enceinte 1 et cela à titre nullement limitatif. Chaque segment, comme par exemple le segment 2, présente dans le cas de la figure une section carrée comme illustré plus particulièrement figure 2. Chacun des segments 2, 2' est donc limité par des faces latérales telles que 3, et par des faces extrêmes 4. Comme representé figure 1, les faces extrêmes 4 sont inclinées sur les faces latérales 3 et parallèles entre elles. Bien entendu la section des segments peut présenter non seulement une forme carrée, mais encore une forme rectangulaire, polygonale ou autre. Ces segments sont disposés entre des douilles ou viroles 5 réalisées en verre, et emmanchés dans l'enceinte 1 par l'intermédiaire de picots 6 aménagés sur leur face latérale 7. En se référant à la figure 2, on voit que de telles douilles présentent une section circulaire. De plus, la figure 1 montre qu'elles sont limitées par des faces extrêmes 8 parallèles entre elles et inclinées par rapport à la face latérale 7 selon un angle dont la valeur est sensiblement égale à la valeur de angle selon lequel les faces extrêmes 4 des segments 2, 2' sont inclinées sur les faces latérales 3 desdits segments. Avantageusement, cet angle est égal à l'angle d'incidence de Brewster. On voit sur la figure 2 que chaque segment 2, 2' est assujetti et maintenu entre deux douilles voisines 5 par l'intermédiaire de ses quatre coins 9. La tête laser représentée sur la figure est en fait un amplificateur laser destiné à amplifier le faisceau lumineux d'un générateur laser, ce faisceau étant centré sur l'axe 10 de l'enceinte 1. La tête laser comporte donc en outre des moyens de pompage du matériau actif, constitués par exemple par un flash électronique hélicoïdal il entourant la surface latérale extérieure de l'enceinte I et relie à une source d'énergie électrique; l'enceinte 1 est alors réalisée en un matériau transparent à la lumiere de pompage.Cette tête laser comporte aussi des moyens non représentés pour faire circuler un fluide de refroidissement dans l'enceinte I au contact des segments, ce fluide entrant dans ltence7iote par une première ouverture 12 et sortant par une deuxième ouverture 14. Le montage d'une telle tête laser peut être réalisé de la façon suivante Le couvercle 15 transparent a la longueur tonde lumineuse étant supposé dissocié de l'enceinte 1 on peut au préalable disposer un ressort 16 en appui sur le fond 13. On introduit ensuite une première cale 17, puis alternativement les viroles 5, les segments 2, 2' intercalés entre ces dernières à la manière illustrée figure 2, puis enfin, on met en place le couvercle transparent 15 de manière à obturer l'ensentîe, une deuxième cale 18 étant interposée entre ledit couvercle et la première virole 5. Le ressort 16 se trouve ainsi légèrement comprimé et l'ensemble est maintenu de façon rigide. En cequi concerne le fluide de refroidissement, l'examen des figures montre que celui-ci peut très aisément circuler d'un segment à l'autre à I'intérieur de l'enceinte 1. La tête laser décrite ci-dessus présente des avantages importants. Comme il a été vu ci-dessus, son montage mécanique est très simple et très rapide. En outre, il existe peu de différences de dilatation axiale entre segments et viroles réalisés en verre. De toutes façons, de telles différences éventuelles sont compensées grâce à l'action du ressort 16. La présente invention peut être appliquée aux têtes laser comportant un matériau actif segmentaire. Bien entendu, l'invention ntest nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donne qu a titre d'exemple. En particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, apporter des modifications de détails, changer certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. On peut notamment aisément concevoir, sans pour autant se départir du cadre de l'invention, que les faces latérales des segments et des viroles sont perpendiculaires aux faces extrêmes respectivement. REVENDICATIONS 1/ Tête laser comportant - une enceinte allongée obturée par un fond et un couvercle, - au moins un segment d'un matériau actif solide disposé à l'intérieur de ladite enceinte, ce segment étant limité par des faces latérales, d'une part, et deux faces extrêmes d'autre part, - des moyens de pompage dudit matériau actif entourant la surface latérale extérieure de ladite enceinte, - des moyens pour faire circuler un fluide de refroidissement à l'intérieur de 1' enceinte, caractérisée par le fait que lesdits segments (2) (2') sont intercalés chacun entre deux viroles (51), de telle sorte que les coins (9) définis par les faces latérales (3) des segments (2) (2') viennent porter contre les faces extrêmes (8) en regard desdites viroles. 2/ Tête laser selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les faces extrêmes (4) des dits segments (2) (2') font avec les faces latérales (3) un angle dont la valeur est sensiblement egale à la valeur de l'angle d'inclinaison des faces extrêmes (8) des viroles (5) par rapport à la face latérale (7). 3/-Tête laser selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit angle est inférieur à un angle droit. 4/ Tête laser selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ledit angle est égal à l'angle d'incidence de Brewster. 5/ Tête laser selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit angle est un angle droit. 6/ Tête laser selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que chacune desdites viroles (5) comporte sur sa face latérale (7) des picots (6) venant porter contre la paroi interne de l'enceinte (1). 7/ Tête laser selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que lesdites viroles (5) ainsi que lesdits segments (2) (2') sont confectionnés en des matériaux présentant des coefficients de dilatation sensiblement égaux entre eux.