Brevet FR2264410A1 — publié le 19751010

La présente invention a pour objet un laser à gaz et en particulier un laser où une émission stimulée est obtenue à la suite d'une décharge électrique dans un milieu gazeux, Un laser selon l'invention comporte - un milieu actif gazeux, T une première ligne électrique plate d'excitation composée d'une plaque isolante interposée entre une première et une seconde plaque métalliques parallèles entre elles et portées à des potentiels différents, ladite première plaque métallique présentant au moins une fente la séparant en deux parties distinctes, l'une des extrémités desdites plaques étant découpée en forme de paraboles, l'axe desdites paraboles faisant un angle a non nul avec ladite fente, - deux électrodes disposées-de.part et d'autre de ladite fente, caractérisé par le~fait qu'il comporte en outre une deuxième ligne électrique plate d'excitation sensiblement identique à la première et disposée en appui sur les deux électrodes, la première plaque métallique de ladite deuxième ligne présentant également une fente la séparant en deux parties distinctes de sorte que l'espace délimité par les deux électrodes et les fentes des deux lignes définisse un logement recevant ledit milieu actif gazeux, des moyens étant prévus pour engendrer une onde de courant se propageant à la mssme vitesse dans les deux lignes par déclenchement d'une décharge sensiblement ponctuelle entre les plaques métalliques de chaque ligne, au niveau du foyer des paraboles, Dans la description qui va suivre on va décrire un laser de type connu et un laser selon l'invention, une telle description étant faite en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 7 représente en perspective un laser de type connu. La figure 2 illustre en perspective un laser selon l'invention. C'est ainsi que selon la figure 1, un laser de type connu comprend une ligne électrique plate d'excitation constituée par une plaque isolante 1, disposée entre une première plaque métallique 2 et une seconde plaque métallique 3 portées à des potentiels différents comme représenté, V et 0 respectivement. L'une des extrémités de ces plaques est découpee en forme de paraboles telles que 4 identiques entre elles de foyers F et de sommets S et superposées. Les foyers F sont disposés sur une meme droite perpendiculaire au plan des plaques (non représentée). il en est de même pour les sommets S. En outre, le laser comprend des moyens pour engendrer une décharge électrique sensiblement ponctuelle au niveau des foyers F des paraboles, ces moyens schématisés en 5 sont constîtués par exemple par un éclateur. La plaque 2 comporte une fente S la séparant en deux parties distinctes. De part et d'autre de cette fente 6 sont disposées deux électrodes 7 et 8 définissant avec la fente E un logement S renfermant un milieu actif gazeux, maintenu dans ce logement au moyen d'une lame isolante 10 disposée sur les électrodes 7 et 8. Les extrémités de ce logement 9 peuvent etre obturées par deux fenêtres (non représentées) à la manière connue. Par ailleurs, le logement 9 fait avec les axes tels que 11 des paraboles, un angle a choisi de manière que cosa soit égal au rapport entre la vitesse de propagation d'une onde de décharge dans la ligne dans la direction définie par l'axe 11 et la vitesse de propagation d'une émission lumineuse dans la direction du logement 9. Un réflecteur 12, constitué par exemple d'une percée de la plaque 2 en forme d'arc de cercle, centré sur le point F, est disposé du côté opposé à S par rapport au foyer F. Ses dimensions transversales sont limites par deux droites 13 et 14 joignant le point F aux points extrêmes de la fente 6. U7 tel laser à gaz fonctionne de la façon suivante A un instant donné, l'éclateur 5 émet une décharge électrique au niveau des foyers F des paraboles 4 . l'onde de décharge émise présente une symétrie de révolution par rapport aux foyers F, la fraction de la surface d'onde de décharge comprise dans l'angle défini par les droites 13 et 14 est réfléchie par le réflecteur 12. Toutes les ondes émises au niveau du foyer F sont donc dirigées vers les paraboles 4 et se réfléchissent. On sait que la parabole est parfaitement stigmatique pour deux points conjugués : son foyer F et l'infini. La surface d'onde issue de F et réfléchie par la parabole est donc une surface d'onde parfaitement plane perpendiculaire à l'axe 11 et représentée par sa trace 75. L'onde progressive de décharge atteint donc successivement dans le sens de la floche 16 les atomes ou les molécules du gaz actif. L'émission de lumière stimulée s'effectue donc d'un bout à l'autre du logement 9 dans le sens de la flèche 16 à la mame vitesse que l'onde progressive dans la direction de ce logement. Cependant, on constate dans certains-cas que l'excitation du milieu actif gazeux renfermé dans le logement 9 n'est pas homogène j plus précisement 11 excitation est plus importante au voisinage de la ligne électrique (zone a) qu'à la partie supérieure du logement 9 (zone b). La présente invention permet de remédier à un tel défaut. Conformément à la figure 2, un laser à gaz selon l'invention comprend une première ligne électrique plate d'excitation formée d'une plaque isolante 21 interposée entre une première plaque métallique 22 et une seconde plaque métallique 23, une des extrémités de ces plaques étant découpée en forme de paraboles de foyers F et de sommets S disposés respectivement sur une même droite comme précédemment indiqué perpendiculaire au plan des plaques. Le laser cohorte en outre, une deuxième ligne électrique plate d'excitation sensiblement identique à la première, formée de la m8me manière d'une plaque isolante 21' interposée entre les plaques métalliques 22' et 23', l'une des extrémités étant de même en forme de paraboles de dimensions identiques à celles de la première ligne et de foyers F' et de sommets S' situés respectivement sur une meme droite également perpendiculaire au plan des plaques. Bien entendu la droite sur laquelle est dispose les foyers F est commune avec la droite sur laquelle sont disposés les foyers F'. il en est de meme pour les droites sur lesquelles sont disposés les sommets S et S'. De plus, la plaque métallique 22 de ladite première ligne comporte une fente 24 la séparant en deux parties distinctes. De même la plaque métallique 22' de ladite deuxième ligne présente une fente 24' la séparant oralement en deux parties distinctes. De part et d'autre de ces fentes et entre les deux lignes, sont disposées deux électrodes 25 et 26 définissant avec les fentes 24 et 24' un logement 27 renfermant un milieu actif gazeux, de l'azote en l'occurrence, les extrémités de ce logement pouvant etre obturées par deux fenêtres (non représentées) à la manière connue Ce logement 27fait avec les axes 28 et 2S' des paraboles des deux lignes, un angle a , tel que cos a soit égal au rapport entre la vitesse de propagation d'une onde de décharge dans les lignes électriques dans la direction définie par les axes 28 et 2B' et la vitesse de propagation d'une emission lumineuse dans la direction du logement 27. Bien entendu des réflecteurs tels que 29 sont aménagés dans les plaques 22, 22' des deux lignes électriques plates, le-réflecteur 25 de la plaque 22 étant seul visible sur la figure. Par ailleurs, un éclateur 3n est apte à engendrer une décharge électrique sensiblement ponctuelle et simultanément au niveau des foyers F et F' des paraboles des deux lignes électriques. Comme représenté, l'une des bornes due I'éclateur est connectée aux plaques métalliques 22 et 22' tandis que l'autre borne est connectée aux plaques 23 et 23' des deux lignes, bien entendu dans les deux cas au niveau des foyers des paraboles. De même les plaques 23 et 23' d'une part, sont portées à un potentiel V, les plaques 22 et 22' d'autre part étant maintenues à un potentiel nuI. Le fonctionnement d'un tel laser est sensiblement analogue à celui du laser précédemment décrit figure 1. On notera cependant que la mise en oeuvre d'une deuxième ligne électrique fonctionnant de façon concomittante avec la première permet de réaliser une excitation absolument totale et homogène du milieu actif gazeux maintenu dans le logement 27, la propagation de l'onde de courant dans les deux lignes s'effectuant dans les memes conditions et en particulier à la même vitesse. Autrement dit, l'excitation tans la zonE b dudit logement est aussi efficace que dans le zone a. On obtient ainsi un rendement émissif et une puissance lumineuse améliorés. Bien entendus l'invention n'est nullement limités 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 apporter des modifications de détail, changer certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENOICATIONS 1/ Laser comportant - un milieu actif gazeux, - une première ligne électrique plate d'excitation composée d'une plaque isolante interposée entre une première st une seconde plaque métalliques parallèles entre elles et portées à des potentiels différents, ladite première plaque métallique présentant au moins une fente la séparant enjeux parties distinctes, l'une des extrémités desdites plaques étant découpée en forme de paraboles sensiblement identiques. l'axe desdites paraboles faisant un angle a non nul avec ladite fente, - deux électrodes disposées de part et d'autre de ladite fente, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une deuxième ligne électrique plate d'excitation sensiblement identique à la première et disposée en appui sur les deux électrodes t25) l26Z, la première plaque métallique (22') de ladite deuxième ligne présentant également une fente (24') la séparant en deux parties distinctes de sorte que l'espace délimité par les deux électrodes (253 (263 et les fentes l24) t24') des deux lignes définisse un logement t273 recevant ledit milieu actif gazeux, des moyens t301 étant prévus pour Engendrer une onde de courant se propageant à la même vitesse dans les deux lignes par déclenchement d'une décharge sensiblement ponctuelle entre les plaques métalliques de chaque ligne. au niveau du foyer tF, F') des paraboles. 2/ Laser selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour engendrer une onde de courant se propageant à la mXme vitesse dans les deux lignes comportent un éclateur (301 dont l'une des bornes est connectée à la première plaque métallique 1223 (22') de chaque ligne et dont l'autre borne est connectée à la deuxième plaque métallique (23) (23') de chaque ligne. 3/ Laser selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les premières plaques métalliques (22l (22') de chaque ligne sont portées à un mEme potentiel, tandis-que les deuxièmes plaques métalliques (23) t23') desdites lignes sont également portées à un même potentiel, mais de valeur-différente de la valeur du potentiel des premières plaques. 4/ Laser selon l'une des revendications I à 3, caractérisé par le fait que ledit logement t27) recevant ledit milieu actif gazeux est fermé à ses extrémités par deux fenetres isolantes transparentes à un rayonnement d'émission dudit gaz. 5/ Laser selon l'une des revendications I à 4, caractérisé par le fait que la dite première plaque métallique t22) (22') de chaque ligne comporte en outre un réflecteur d'onde t29) constitué d'une percée limitée par un arc de cercle sensiblement centré sur le foyer, les sommets de la parabole et dudit arc de cercle étant disposés de part et d'autre dudit foyer. 6/ Laser selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ledit angle a est tel que cosa est égal au rapport de la vitesse de propagation de ladite onde de courant suivant les axes (28) (28') des paraboles. à la vitesse de propagation dudit rayonnement d'émission dudit gaz dans la direction du logement (27). 7/ Laser selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les foyers (F, F') ainsi que les sommets (S, S') des paraboles sont respectivement disposés sur une même droite perpendiculaire au plan des plaques.