Brevet FR2317788A1 — publié le 19770204

La présente invention concerne un dispositif pour l'excitation électrique de lasers à gaz à inversion non stationnaire et à configuration de décharge transversale émettant par impulsions. On contact déjà des dispositifs pour l'excitation de lasers à gaz émettant par impulsions qui se composent d'un condensateur accumulateur et d'un conducteur d'activation et se caractérisent par une valeur ohmique extrêmement faible des liements conducteurs du courant. Pour ces dispositifs sont utilisés tant des câbles coaxiaux montés parallèlement que des cibles plats ou des lignes à batterie de condensateurs de faible valeur ohmique. De telles lignes électriques sont agencées de façon qu'une extrémité de la ligne d'activation soit reliée à un interrupteur à réponse rapide et à faible induction pour fortes intensités, par exemple à un éclateur, et l'autre extré mité soit reliée à l'une des électrodes du tube de décharge en atmosphère gazeuse. Par l'intermédiaire de l'interrupteur pour fortes intensités, la ligne d'activation est chargée~très rapidement à partir d'non condensateur accumulateur chargé Lors que les électrodes de la zone de décharge en atmosphère gazeuse atteignent une tension prédéterminée, cette zone se trouve amorcée et le fluide à activité laser se trouve ainsi excite.Pour cela il est nécessaire que l'accroissement de la tension aux électrodes s'effectue en des temps très brefs (in férieursà 50 nanosecondes). Le fait d'utiliser comme ligne d'activation des câbles coaxiaux montés parallèlement présente quelques inconvénients. Le tube laser présente une résistance de charge symétrique qui est raccordée en l'occurrence à une ligne d'alimentation non symétrique, à savoir les câbles coaxiaux. Un tel agence ment est défavorable du point de vue technologique et sur le plan de la construction technique d'appareillages puisqu'il nécessite de fortes dépenses en travail manuel. I1 entraîne en outre beaucoup de frais en raison des pièces de raccordement coaxiales spéciales nécessaires. De plus, l'amenée de courant au tube laser au moyen de câbles montés parallèlement ne peut pas être réalisée dans des conditions de valeur ohmique extrêmement faible. Des câbles coaxiaux présentent une résistance au claquage relativement faible, ce qui limite la tension appliquée au tube laser.L'utilisation de lignes à batterie de condensateurs en tant que ligne d'activation présente également des inconvénients. Les différents condensateurs ont une inductivité parasitaire relativement importante, ce qui augmente l'impédance de la ligne d'activation. Les tensions maximales pouvant être supportées sont relativement faibles. De tels condensateurs comportent des diélectriques céramiques de forte densité de sorte que la masse de l'ensemble du dispositif se trouve considérablement augmentée. Un autre inconvénient réside dans la difficulté de couplage de l'interrupteur. Si des câbles plats sont utilisés en tant que ligne d'activation les problèmes techniques décrits ci-dessus ne se posent pas ou peuvent dans une large mesure être contournés. Toutefois, dans les dispositifs connus de ce genre, le couplage avec l'interrupteur pour fortes intensités présente encore des difficultés puisque les connexions des câbles plats avec l'interrupteur forment une boucle électrique qui augmente l'inductivité de l'ensemble du circuit. De ce fait le temps de charge de la ligne d'activation se trouve accru d'une manière indésirable et les impulsions électriques à forte pente émettent un rayonnement perturbateur électromagnétique important. En outre, il se produit inévitablement sur les lignes d'amenée des phénomènes de décharge électrique à effet corona qui réduisent fortement la durée de vie des câbles plats. La présente invention crée un dispositif qui, en permettant l'excitation électrique de lasers à gaz à inversion non stationnaire et à configuration de décharge transversale émettant par impulsions, repose sur le principe des conducteurs plats et permet sans difficulté un couplage à faible impédance avec l'interrupteur pour fortes intensités et avec le tube laser et assure un court temps de charge de la ligne d'activation tout en provoquant le moins possible de rayonnement perturbateur. Ce but est atteint suivant la présente invention en prévoyant un dispositif dans lequel les cabales plats, formant la ligne d'accumulation et le ligne d'activation du circuit d'excitation électrique, présentent dans le plan du cable plat chaque fois un évidement circulaire qui ne porte pas préjudice à la rigidité diélectrique, et sont superposés sous forme d'empilage de telle sorte que les évidements forment une ouverture concentrique. Dans cette ouverture l'interrupteur pour fortes intensités est connecté d'une manière géométriquement coaxiale aux éléments sous tension et conducteurs plats. Suivant une forme de réalisation, pouvant Autre prévue pour le dispositif de l'invention, le câble plat constitutif tant de la ligne d'accumulation que de la ligne d'activation et conduisant le potentiel de la terre, est formé par une feuille conductrice continue pliée en couches. En tant mutin terrupteur pour fortes intensités on peut utiliser un éclateur à fonctionnement libre, un éclateur à fonctionnement déclenché ou un thyratron. Pour les conducteurs plats on utilise de préférence un stratifié cuivre-polyester. Afin d'é- viter des intervalles d'air, indésirables entre les différentes couches, les conducteurs plats peuvent être empilés sous pression de manière à former un ensemble.Il est également avantageux d'imprégner les conducteurs plats d'huile ou d'un olysère et de les réunir de façon à être exempts d'air intermédiaire. Suivant une forme de réalisation particulière du dispositif de l'invention on utilise des feuilles pour former l'ensemble de conducteurs plats. Dans ce cas, pour permettre l'établissement d'un contact élastique entre les bandes de feuilles sous tension montées parallèlement et formant la ligne d'accumulation, la zone marginale des évidements circulaires des bandes de feuille est dentée et repliée sous la forme d'une couronne de languettes élastiques de forme annulaire. Un corps de contact en forme de cylindre creux, à la face supérieure formant couvercle duquel est reliée centralement l'amenée de haute tension centrale, établit avec sa face frontale inférieure de forme annulaire le contact avec la couronne élastique de la bande de feuille supérieure de la ligne d'accumulation. Une autre forme de réalisation du dispositif de l'invention utilise des plaques pour le système de conducteurs plats. Pour l'établissement élastique du contact entre les plaques sous tension, montées parallèlement et formant la ligne d'accumulation, est prévu un corps de contact spécialement réalisé sous la forme d'un cylindre creux. A la face supérieure, formant couvercle de ce corps de contact est à nouveau reliée centralement l'amenée de haute tension centrale, alors que la gaine présente plusieurs fentes au niveau de l'extrémité ouverte inférieure de manière à former des ressorts de contact qui entrent alternativement en contact avec les différentes plaques de la ligne d'accumulation au bord de ses évidements circulaires. Un dispositif pour l'excitation électrique de lasers à gaz émettant par impulsions suivant l'invention est caractérisé par sa construction simple et peu coûteuse en matière constitutive. La connexion de l'interrupteur pour fortes densités à la ligne d'accumulation, d'une part, et à la ligne d'activation, d'autre part, ne présente qu'une faible inductivité puisqu'elle se réalise sans formation d'une boucle électrique, ce qui produit un effet favorable sur le temps de charge de la ligne d'activation. Entre les parties sous tension des câbles plats il ne risque de se produire en aucun endroit, notamment au niveau de la ligne d'accumulaiion , des décharges à effet corona.Etant donné que, abstraction faite de l'amenée de la tension, aucun élément sous tension ne fait saillie en dehors du système de conducteurs plats, le dispositif suivant l'invention est également avantageux du point de vue de la sécurité de la main-d'oeuvre. La présente invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation. La figure unique montre schématiquement la construction d'un dispositif suivant l'invention destiné à l'excitation électrique de lasers à gaz émettant par impulsions et qui utilise des feuilles pour le système de conducteurs plats. Be dispositif comprend un mécanisme de serrage constitué par un organe de serrage de base 1 et une plaque de serrage 2 qui, par l'intermédiaire de vis de serrage 3, comprime au moyen d'une plaque en caoutchouc alvéolaire 4, la ligne d'accumulation 5 et la ligne d'activation 6, placées entre ces organes de serrage, sous une pression d'environ 8 à 10 kg/cm2 Dans l'ouverture concentrique de l'empilage de conducteurs plats un interrupteur pour fortes intensités 7 est connecté d'une manière géométriquement coaxiale, d'une part, au moyen d'une vis en laiton 8 et d'un corps de contact 9 sous pression par une bague de serrage 10 et une bague en caoutchouc Il à la ligne d'accumulation 5 et, d'autre part, au moyen d'une vis en polyamide 12 à la ligne d'activation 6. L'établissement du contact du côté de la ligne d'accumulation 5 se réalise par la couronne de languettes élastiques 13 des voies conductrices 14 obtenues à partir de feuilles. Si la ligne d'accumulation 5 est chargée par l'intermédiaire de l'amenée de haute tension centrale 8, alors l'éclateur utilisé en l'occurrence comme interrupteur pour hautes intensités 7 s'amorce lorsque la tension disruptive préalablement réglée est atteinte.La ligne d'accumulation 5 se décharge à partir de l'électrode 15 par l'intermédiaire de l'électrode 16 dans la ligne d'activation o. Cette dernière se décharge par l'intermédiaire de la barrette à bornes 17 et des électrodes 18, 19 du tube laser dans la zone de décharge en atmosphère gazeuse 20 dont l'amorçage se réalise en l'espace d'un temps inférieur à 50 nanosecondes, auquel cas l'énergie contenue dans le fluide actif se trouve transformée. Dans le cas de la forme de réalisation représentée à la figure il est utilisé en tant qu'interrupteur pour hautes intensités 7 un éclateur à fonctionnement libre. On peut cependant également utiliser un éclateur à fonctionnement déclenché, un thyratron ou un autre interrupteur pour intensités élevées. La capacité de la ligne d'accumulation 5 peut encore être augmentée par des voies conductrices additionnelles. Les conducteurs plats sous tension situés à l'intérieur de l'em- pilage présentent en ce qui concerne leur étendue des dimensions inférieures à celles des conducteurs plats 21 reliés à la-terre. Avantaeusement, ensemble des conducteurs plats est imprégné d'une huile pour haute tension ou d'une matière isolante liquide autodurcissable. Ainsi d'éventuelles poches d'air résiduel entre les feuilles isolantes et les feuilles métalliques se trouvent supprimées de façon à éviter des décharges parasitaires à effet corona. REVENDICATIONS 1 - Dispositif destiné à l'excitation électrique de lasers à gaz à inversion non stationnaire et à configuration de décharge transversale émettant par impulsions et qui est fondé sur le principe des câbles plats, caractérisé en ce que les conducteurs plats qui constituent la ligne d'accumulation et la ligne d'activation du circuit d'excitation électrique présentent dans le plan des conducteurs plats chacun un évidement circulaire ne portant pas préjudice à la rigidité diélectrique et sont empilés sous forme d'un ensemble de telle sorte que les évidements forment une ouverture concentrique et en ce que dans cette ouverture de l'interrupteur pour fortes densités sont connectésaux éléments sous tension des conducteurs plats. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la voie conductrice constitutive de la ligne d'accumulation et de la ligne d'activation, maintenant au potentiel de la terre, est formée par une feuille conductrice continue pliée en couches. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'interrupteur pour fortes intensités est un éclateur à fonctionnement déclenché. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'interrupteur pour fortes intensités est un thyratron. 5 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les conducteurs plats sont formés d'un stratifié cuivre-polyester. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les conducteurs plats sont empilés sous pression de manière à former un ensemble. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les conducteurs plats sont imprégnés d'huile ou d'un polymère et sont réunis de manière à être exempts d'air intermédiaire. 8 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'en cas d'utilisation de feuilles pour le système de conducteurs plats, en vue de l'établissement d'un contact élastique entre les voies conductrices sous tension montées en parallèle et formant la ligne d'accumulation, la zone marginale des évidements circulaires des voies conductrices est dentée et repliée sous la forme d'une couronne annulaire de languettes élastiques et en ce qu'un corps de contact en forme de cylindre creux, à la surface supérieure en forme de couvercle duquel est reliée centralement l'amenée de haute tension centrale, établit avec sa face frontale inférieure annulaire le contact avec la couronne élastique de la voie conductrice supérieure de la ligne d'accumulation. , 9 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'en cas d'utilisation de plaques pour le système de conducteurs plats, en vue de l'établissement du contact élastique entre les plaques sous tension montées en parallèle et formant la ligne d'accumulation, il est prévu un corps de contact en forme de cylindre creux à la face supérieure en forme de couvercle duquel est raccordée centralement l'amenée de haute tension centrale et dont la gaine présente à son extrémité inférieure ouverte plusieurs fentes de manière à former des ressorts de contact qui établissent alternativement le contact avec les différentes plaques de la ligne d'accumulation par leurs évidements circulaires.