Brevet FR2227660A1 — publié le 19741122

L'invention concerne un dispositif dlalimentation pour tube à décharge à deux anodes. Il est avantageux dans certains tubes à décharge, en particulier dans certains lasers, dont le milieu de pompage optique est un plasma gazeux, de partager la décharge électrique qui entretient ce plasma en deux moitiés. On obtient ce partage en munissant le tube à décharge d'une cathode médiane d'une grande surface qui libère les électrons d'excitation et de deux anodes cylindriques aux extrémités de deux tubes capillaires isolants contenant les deux moitiés du plasma gazeux. La présence de deux décharges en parallèle grâce aux deux anodes et aux deux capillaires permet d'utiliser, pour une même puissance de sortie, une plus faible tension d'alimentation, et une disposition symétrique ce qui est intéressant du point de vue du colt, comme de celui de l'encombrement et de l'exécution. Bien qu'en fonctionnement normal, les deux anodes soient sensiblement au meme potentiel, il est bien connu qu'on ne peut pas les relier directement en parallèle à une source unique sans qu'une instabilité provoque 11 extinction d'une des décharges. Aussi est-il nécessaire d'alimenter chaque anode avec sa source particulière, sa résistance de charge et son dispositif à surtension d'amorçage autonome, ceci pour que la décharge qui nait la première pendant la montée en tension n'affaiblisse pas, par sa consommation, la surtension nécessaire à l'amorçage de la seconde. Ce dispositif nécessite deux alimentations distinctes; une partie des avantages cités précédemment devient donc illusoire, en particulier quant à l'encombrement et au coût. le dispositif selon l'invention permet d'utiliser pour alimenter les deux anodes une source unique et un seul dispositif à surtension d'amorçage. Ce résultat est obtenu en insérant une inductance mutuelle dans la dérivation vers les deux anodes. Cette inductance mutuelle est avantageusement constituée par un bobinage enroulé sur un circuit magnétique en fer. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparattront au cours de la description ci-après et de la figure unique qui sty rapporte , qui représente de façon schématique une alimentation pour laser à gaz à deux anodes selon l'invention. On voit sur cette figure un exemple de réalisation de l'invention, appliquée à un tube à décharge particulier. Il s'agit d'un laser à gaz de structure dite " coaxiale1, , décrit par la demanderesse dans sa demande de brevet français nO 72 18 488 déposée le 24 mai 1972 et intitulée "Perfectionnements aux lasers à gaz". La cathode 1 entoure un résonateur du type perlot Fabry et est constituée d'un tube d'aluminium formant partie intégrante de enceinte du tube laser. Ce tube laser est traversé par deux tubes capillaires 2 et 3 isolants confinant les deux moitiés du plasma gazeux, dans le prolongement l'un de l'autre et se prolongeant à l'extérieur de ladite cathode par deux anodes cylindriques 4 et 5, les deux dits tubes étant fermés par les miroirs 6 et 7 formant ledit résonnateur. les deux anodes sont reliées respectivement aux deux extrémités d'une inductance 8 par deux résistances 9 et 10.La source principale d'alimentation11 est reliée, d'une part à la cathode du tube par sa borne négative A, d'autre part au point milieu M de l'inductance par sa borne positive B,par l'intermédiaire d'une diode 12 et d'une résistance 13 en série. La source de surtension d'amorçage 14 est branchée aux bornes de la diode 12. Lorsqu'après une période d'arret on relie le laser au il réseau, la source de puissance/et la source d'amorçage de haute tension mais de grande résistance interne, coopèrent pour élever rapidement la tension sur les deux anodes. La tension à vide totalisée des deux sources est choisie par construction supérieure à la tension d'amorçage. Un instant survient donc où une décharge s'amorce dans l'un seulement des deux capillaires (sauf cas très invraisemblable d'amorçage simultané). L'appel de courant qui en résulte annule presque la tension délivrée par la source d'amorçage, et la tension délivrée par la seule contribution de la source principale serait alors insuffisante pour provoquer l'amorçage du second c8té. Nais cet appel de courant repéré par la flèche dI (dans le cas où la première décharge a lieu entre la cathode 1 et l'anode 4), a pour effet d'emmagasiner de llénergie dans le circuit magnétique. il en résulte, par réaction, la génération d'une force électromotrice dS et par induction mutuelle d'une force électromotrice dE' , dans le sens de la flèche indiquée sur la figure, qui se manifeste dans la moitié de l'inductance qui nta pas reçu appel de courant. On voit donc que l'appel de courant consécutif à l'éta- blissement de la première décharge dans le plasma gazeux a pour effet de rajouter une impulsion de même signe à la tension déjà appliquée entre la seconde anode et la cathode. le rapport de transformation entre les demi-enroulements étant l'unité, l'anode qui ne s'est pas encore allumée reçoit une surtension numériquement égale à la différence entre la tension d'amorçage et la tension de régime de celle amorcée, ce qui a pour effet d'amorcer la seconde décharge. La présence de cette inductance mutuelle permet donc un amorçage simultané, ou peu s'en faut, des deux moitiés de la décharge, avec une source d'alimentation unique, donc plus économiquement qu'avec deux sources. Un autre avantage de l'alimentation pour tube à décharge à deux anodes suivant l'invention est qu'au cours du régime établi des deux décharges, cette inductance mutuelle contribue à un équilibrage dynamique du partage des puissances. En effet, une égalité des courants dans les deux dérivations des anodes correspond à un zéro de l'énergie magnétique stockée en raison du sens réciproque des deux demi-enroulements. il en résulte qu'une augmentation transitoire de courant dans l'un des circuits d'anode sous l'effet d'une cavse accidentelle interne provoque dans l'autre circuit une-suutension et un appel de courant au détriment du premier. Cet équilibrage dynamique autorise à diminuer les valeurs des résistances 9; 10 et 13, donc à améliorer le rendement par le diminution des pertes ohmiques. REVENDICÂTIONS 1. Dispositif d'alimentation pour tube à décharge à deux anodes et une cathode caractérisé en ce qu'il comporte une alimentation et une inductance dont les extrémités sont connectées aux deux anodes du tube et dont le point milieu est connecté à la borne positive de ladite alimentation, dont la borne négative est reliée à la cathode du tube. 2. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite alimentation est composée d'une source principale et d'une source d'amorçage montées en série une diode étant branchée aux bornes de ladite source d'amorçage qu'elle court-circuite dès qu'une décharge est apparue dans le tube. 3. Système de tube à décharge et notamment laser pourvu d'un dispositif selon l'une des.reyendications 1 ou 2.