Brevet FR2230097A1 — publié le 19741213

La présente invention concerne les lasers à gaz. On connait un laser à gaz comprenant une ligne électrique plate d'excitation composée d'une plaque isolante interposée entre une première et une seconde plaque métallique portées à des potentiels électriques différents, la première plaque métallique étant découpée à une de ses extrémités en forme de parabole et comportant une fente la séparant en deux parties. Un milieu actif gazeux en général à basse pression est maintenu dans cette fente. Pour cela, ce laser comporte une lame isolante longitudinale fermant la fente et fixée, par exemple par collage, sur les deux parties de la première plaque métallique. Le logement défini par la fente, la plaque isolante et la lame isolante est fermée à ses extrémités par deux fen8tres transparentes au rayonnement d'émission du milieu actif gazeux.Ce laser comporte enfin un organe de déclenchement d'une décharge ponctuelle au niveau du foyer de la parabole entre la première et la seconde plaque métallique, de manière à créer dans la ligne plate une onde de courant à front rectiligne. Cette onde provoque une décharge électrique progressive entre deux électrodes disposées dans le milieu actif ; ces électrodes sont constituées par les bords, au niveau de la fente, de chacune des deux parties de la première plaque métallique. Ce laser à gaz présente divers inconvénients. En effet, il est difficile de maintenir une étanchéité satisfaisante entre les deux parties de la première plaque métallique et la lame isolante onde de plus le laser est inutilisable lorsque les électrodes sont détériorées, ce qui est normal après un certain temps de fonctionnement , enfin le coot de réalisation de ce laser est élevé. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. La présente invention a pour objet un laser à gaz comprenant - une enceinte allongée contenant un milieu actif gazeux à basse pression excitable par une décharge électrique, cette enceinte comportant une surface latérale disposée parallèlement à la longueur de cette enceinte entre une première et une seconde faces extr & es, la seconde face extrme étant transparente à un rayonnement d'émission dudit milieu actif, deux électrodes en contact avec ledit milieu actif et s'étendant toutes deux selon la longueur de cette enceinte de manière que la plus grande partie de ce milieu actif soit située entre ces électrodes, une ligne électrique plate composée d'une plaque isolante sur les deux faces de laquelle sont disposées respectivement une première et une seconde plaques métalliques, cette ligne étant munie de moyens pour créer une différence de potentiel électrique entre ces deux plaques métalliques, une partie du bord de la première plaque métallique étant en forme de parabole, lad4ss FrEmiere plaque métallique présentant une fente sensiblement rectiligne la séparant en deux parties distinctes, l'axe de ladite parabole faisant avec ladite fente un angle prédéteminé non nul, cette ligne plate étant munie de moyens pour engendrer une décharge électrique sensiblement ponctuelle entre lesdites première et seconde plaques métalliques à travers ladite plaque isolante au niveau du foyer de ladite parabole de manière à créer dans cette ligne plate une onde de courant, et des moyens de liaison électrique pour mettre chacune desdites électrodes en continuité électrique avec respectivement chacune desdites parties de ladite première plaque métallique sur toute la longueur de cette électrode, ces-élea trodes étant orientées parallèlement à ladite fente, ladite onde de courant étant apte à provoquer une décharge progressive entre lesdites électrodes, le sens dudit angle étant choisi pour que cette décharge progresse de ladite première face extr & e vers ladite seconde face extrême, caractérisé par le fait que lesdits moyens de liaison électrique comportent deux lames métalliques solidaires de ladite enceinte et respectivement en contact électrique avec lesdites deux électrodes sur toute leur longueur, ces deux lames s'étendant parallèlement à ces électrodes de part et d'autre de ladite enceinte sur toute la longueur de ces électrodes, de façon à pouvoir être appliquées simultanément sur ladite première plaque métallique de part et d'autre de ladite fente. La présente invention sera mieux comprise au cours de la descripticn suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lequel la figure 1 représente un mode de réalisation du laser à gaz selon l'invention et les figures 2 et 3 représentent en coupe transversale respectivement deux variantes d'un élément du laser à gaz illustré sur la figure 1. La figure 1 est une vue générale d'un dispositif qui comporte principalement deux éléments distincts constitués respectivement par une ligne électrique plate et une enceinte, ces deux éléments étant aptesà coopérer comme il sera précisé ci-dessous. La ligne électrique plate comporte une plaque isolante 1 sur une face de laquelle est disposée une première plaque métallique 2 dont une partie du bord est découpée en forme de parabole 3. Dans la plaque 2 est ménagée une fgte rectiligne 4 faisant avec l'axe 5 de la parabole un angle prédéterminé 13 et séparant la plaque 2 en deux parties distinctes. Sur l'autre face de la plaque isolante 1, est disposée une deuxième plaque métallique 6. Les plaques 2 et 6 sont portées à des potentiels électriques différents. Par exemple, la plaque 2 est portée au potentiel + V et la plaque 6 est connectée à la masse de l'instalK lation qui est au potentiel zéro. Cette ligne plate est munie de moyens pour engendrer une décharge électrique sensiblement ponctuelle au niveau du foyer 7 de la parabole.Ces moyens de décharge sont constitués par exemple par un générateur laser auxiliaire 8 commandé à l'aide d'un dispositif d'alimentation 9 et apte à émettre des impulsions lumineuses 10 focalisées au niveau du foyer 7 de la parabole 3. Le générateur laser 8 est réglé de manière que la plaque métallique 2 et la plaque isolante 1 soient perçées par l'effet de l'impulsion 10, ce qui provoque une décharge électrique ponctuelle entre les plaques métalliques 2 et 6 portées à des potentiels différents. L'enceinte représentée sur la figure 1 en coupe transversale et désignée globalement par la référence 14 est de forme allongée par exemple parallélépipédique. Elle contient un milieu actif gazeux tel que de l'azote à basse pression. Par basse pression, on entend une pression nettement inférieure à la pression atmosphérique qui peut être par exemple de l'ordre d'un dixième de la pression atmosphérique. Cette enceinte est délimitée par une surface latérale comportant des ouvertures non représentées pour permettre de remplir l'enceinte du milieu actif gazeux, et par deux faces extrêmes. a face extrême 12 est de préférence un réflecteur et l'autre face extreme non représentée est une fenetre. Ce réflecteur et cette fenêtre sont aptes respectivement à réfléchir et à laisser passer un rayonnement d'émission du milieu actif gazeux. La structure de l'enceinte 14 est montrée de façon plus précise sur la figure 2. Cette enceinte est réalisée par exemple à partir de plaques de matières plastiques assemblées par collage ou par vissage. L'enceinte 14 comporte deux électrodes 15 et 16 disposées à l'intérieur de l'enceinte pour entre en contact avec la plus grande partie du milieu actif, et s'étendant toutes deux selon la longueur de cette enceinte. Deux lames métalliques 17 et 18 sont en contact électrique respectivement avec les électrodes 15 et 16 sur toute leur longueur, gracie à des vis de fixation non représentées. Ces lames traversent de façon étanche la paroi de l'enceinte en 19 et 20 et s'étendent parallèlement aux électrodes de part et d'autre de l'enceinte.La figure 3 illustre une enceinte 21 différente de l'enceinte 14 seulement par le fait qu'elle comporte deux électrodes 22 et 23 formant une partie de la paroi de l'enceinte 21 et deux lames métalliques 24 et 25 fixées extérieurement à l'enceinte sur ces électrodes et ne traversant donc pas les parois de l'enceinte. Dans les deux cas de figure (2 et 3), les lames métalliques sont destinées à entre appliqués simultanément, comme illustré dans la figure 1, sur la plaque métallique 2 de la ligne électrique plate de part et d'autre de la fente 4. Grâce à ces lames métalliques, une continuité électrique existe alors entre respectivement chaque électrode de l'enceinte et chaque partie de la plaque métallique 2, cette continuité s'exercant sur toute la longueur des électrodes. Le fonctionnement du laser à gaz décrit ci-dessus et illustré par les figures 1 à 3 est le suivant. La décharge électrique provoquée grâce au laser 8 par le perçage des plaques 1 et 2 au niveau du point 7 engendre une onde de courant circulaire se propagant sur la plaque métallique 2 et centrée sur le foyer 7 de la parabole 3 Cette onde circulaire se réfléchit sur la parabole 3 et se transforme en une onde rectiligne grace à la propriété de stigmatisme de la parabole entre son foyer et le point à l'infini dans la direction de son axe. Cette onde réfléchie rectiligne est donc parfaitement perpendiculaire à l'axe 5 de la parabole 3. Elle atteint successivement dans le sens de la flèche 11 les molécules du gaz actif contenu dans l'enceinte 14 par l'effet de la continuité électrique créée par les lames métalliques entre la plaque 2 et les électrodes de cette enceinte. Une émission de lumière stimulée s'établit donc d'un bout à l'autre de l'enceinte 14 dans le sens de la flèche Il, c'est-à-dire de la face extrême 12 constituée par un miroir vers la face extr & e non représentée constituée par une fenêtre, Le rayonnement laser sort de l'enceinte 14 par cette fenêtre. Bien entendu, la largeur de la fente 4 doit être suffisante pour constituer dans la ligne électrique plate une impédance nettement supérieure à celle de l'espace compris entre les électrodes et occupé par le milieu actif gazeux à basse pression. Le laser à gaz décrit ci-dessus et illustré par les figures 1 à 3, présente des avantages importants. L'enceinte de ce laser peut être réalisée de façon particulièrement simple à un prix de revient relativement modique et peut présenter une étanchéité satisfaisante au milieu actif gazeux. Lorsque les électrodes sont détériorées après un certain temps de fonctionnement, il suffit de procéder à l'échange standard de l'enceinte. On conçoit donc que ce laser à gaz est particulièrement adapté à une réalisation et une exploitation industrielles. Les lasers à gaz selon l'invention peuvent entre appliqués à la production de rayonnements ultraviolets. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier on peut, sans sortir du cadre de l'invention, changer certaines dispositions et remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Laser à gaz comprenant - une enceinte allongée contenant un milieu actif gazeux à basse pression excitable par une décharge électrique, cette enceinte comportant .une surface latérale disposée parallèlement à la longueur de cetteenceinte entre une première et une seconde faces extrêmes, la seconde face extrême étant transparente à un rayonnement d'émission dudit milieu actif, .deux électrodes en contact avec ledit milieu actif et s'étendant toutes deux selon la longueur de cette enceinte de manière que la plus grande partie de ce milieu actif soit située entre ces électrodes, - une ligne électrique plate composée d'une plaque isolante sur les deux faces de laquelle sont disposées respectivement une première et une seconde plaques métalliques, cette ligne étant munie de moyens pour créer une différence de potentiel électrique entre ces deux plaques métalliques, une partie du bord de la première plaque métallique étant en forme de parabole, ladite première plaque métallique présentant une fente sensiblement rectiligne la séparant en deux parties distinctes, l'axe de ladite parabole faisant avec ladite fente un angle prédéterminé non nul, cette ligne plate étant munie de moyens pour engendrer une décharge électrique sensiblement ponctuelle entre lesdites première et seconde plaques métalliques à travers ladite plaque isolante au niveau du foyer de ladite parabole de manière à créer dans cette ligne plate une onde de courant, - et des moyens de liaison électrique pour mettre chacune desdites électrodes en continuité électrique avec respectivement chacune desdites parties de ladite première plaque métallique sur toute la longueur de cette électrode, ces électrodes étant orientées parallèlement à ladite fente, ladite onde de courant étant apte à provoquer une décharge progressive entre lesdites électrodes, le sens dudit angle étant choisi pour que cette décharge progresse de ladite première face extrême vers ladite seconde face extrême, caractérisé par le fait que lesdits moyens de liaison électrique comportent deux lames métalliques solidaires de ladite enceinte et respectivement en contact élec- trique avec lesdites deux électrodes sur toute leur longueur, ces deux lames s'étendant parallèlement à ces électrodes de part et d'autre de ladite enceinte sur toute la longueur de ces électrodes, de façon à pouvoir être appliquées simultanément sur ladite première plaque métallique de part et d'autre de ladite fente. 2/ Laser à gaz selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites électrodes sont disposées à l'intérieur de ladite enceinte. 3/ Laser à gaz selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites électrodes constituent une partie de la paroi de ladite enceinte.