Brevet FR2478886A1 — publié le 19810925

- Amplificateur laser La présente invention concerne un amplificateur laser et plus partieulièremrent un amplificateur laser comprenant un milieu actif fluide, gazeux ou liquide. On connaît un amplifieateur laser à iode comprenant un milieu actif gazeux constitué par un gaz iodé et des moyens d'excitation du milieu aetif comportant des tubes à éclair au xénon, qui peuvent être disposés au sein mume du milieu actif. Lorsqu'on déclenche une décharge éleetrique dans les tubes à éclair, il se produit un rayons nement ultraviolet qui excite le milieu actif. Un tel amplificateur présente léinconvénient d'Utre très complexe et assez onéreux, notamment lorsque la section de passage du faisceau lumineux à amplifier est importante. En effet il nécessite alors de nombreux tubes à éclair dont le prix est élevé. Pour diminuer la complexité et le prix de revient de ces ampli- ficateurs, il est possible de disposer, à la place des tubes à eéclair, des filaments métalliques qui se désagrègent à chaque déchargeo Il est alors nécessaire de remplacer ces filaments après chaque impulsion laser. Cela constitue un inconvénient qui est partieulièrement grave dans le eas o les filaments sont situés dans l'enceinte, car il faut rider l'amplificateur de son gaz pour procéder à ce remplacement. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et de réaliser un amplificateur laser comportant des moyens d'excitation par rayonnement ultraviolet, ees moyens étant peu onéreux et relative- ment fiables. La présente invention a pour objet un amplificateur laser compre- nant un milieu actif fluide, au moins une résistance éleetrique et un générateur connecté à la résistance pour délivrer dans cette résis- tance un eourant de décharge électrique, ce eourant étant suffisamment fort pour produire autour de la résistance un rayonnement ultraviolet capable d'exceiter le milieu actif, caractérisé en ce que la résistance électrique comporte un support isolant et une couehe d'une matière conductrice déposée sur le support, deux portions de cette couche étant connectées aux sorties du générateur, cette couche résistant sans destruction au courant de décharge électrique. -2- Des formes particulières d'exécution de l'objet de la présente invention sont décrites ci-dessous, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique montrant un mode de réali- sation d'un amplificateur laser selon l'invention, l'enceinte de cet amplificateur étant représentée en coupe longitudinale, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la résistance électrique faisant partie de l'amplificateur illustré par la figure 1, cette résistance étant connectée au dispositif d'alimentation électrique associé - et la figure 3 est une vue schématique montrant un autre mode de réalisation d'un amplificateur laser selon l'invention, l'encein- te de cet amplificateur étant représentée en coupe longitudinale. Sur la figure 1 est représentée une enceinte 1 de forme cylindri- que, comportant deux faces opposées constituées par des fenêtres 2 et 3 transparentes à la longueur d'onde de 1,315 micron. L'enceinte 1 renferme un gaz iodé tel que l'hepta-fluoro-iodo-propane C3F7I. A l'intérieur de l'enceinte cylindrique 1, est disposée, sensiblement suivant l'axe de l'enceinte, une résistance électrique 4 connectée à un dispositif d'alimentation électrique 5. Comme il est visible sur la figure 2, la résistance 4 comporte un support isolant tel qu'un tube cylindrique 6 dont la surface cylin- drique extérieure est recouverte d'une couche conductrice 7. Le tube 6 peut être constitué d'une céramique, par exemple d'alumine. La couche conductrice 7 est un matériau conducteur qui peut être déposé sur le tube isolant par exemple sous forme d'une laque. Ce matériau conducteur peut être soit un métal tel que l'argent, soit du carbone sous forme de graphite, soit un matériau semiconducteur tel que le silicium. Les portions de la couche 7 situées aux deux extrémités du tube 6 sont connectées par l'intermédiaire de colliers 8 et 9 aux bornes du dispositif d'alimentation électrique 5e Ce dernier comprend une branche dont les extrémités sont directement connectées aux colliers 8 et 9, cette branche comportant en série un condensateur 10 et un interrupteur 11. Un générateur électrique 12 est branché en parallèle sur le condensateur 10. 2.478886 -3- L'amplificateur laser illustré par les figures 1 et 2 fonctionne de la manière suivante. L'interrupteur il étant ouvert, le condensateur 10 est chargé par le générateur 12 à une tension prédéterminée. On ferme ensuite l'interrupteur 11 ce qui provoque l'écoulement d'un courant de décharge dans la couche conductrice 7 de la résistance 4. La valeur de la résistance de la couche 7 et la tension de charge du condensateur 10 sont choisies de telle sorte que l'énergie libérée par la décharge électrique soit suffisante pour produire autour de la résistance 4 une ionisation qui libère un rayonnement ultraviolet. Ce rayonnement excite le gaz actif contenu dans l'enceinte 1, ce qui permet d'amplifier un faisceau laser 13 de longueur -d'onde 1,315 micron, ce faisceau entrant dans l'enceinte 1 par la fenêtre 2 et en sortant par la fenêtre 3. Comme en pratique la section du tube de la résistance 4 est très faible par rapport à la section de passage du faisceau 13 dans l'enceinte, ce tube ne constitue qu'une entrave négligeable à la propagation du faisceau 13 dans l'amplificateur. On constate que la résistance 4 ne subit, par passage du courant de décharge électrique, qu'une légère désagrégation qui ne nuit pas à son fonctionnement ultérieur. A titre indicatif, le tube isolant de cette résistance est réalisé en alumine, et peut avoir un diamètre extérieur de 3 à 4 mm et une longueur de 60 centimètres environ; la couche conductrice déposée sur ce tube est une laque d'argent dont l'épaisseur est de l'ordre du dixième de millimètre. La tension de charge du condensateur étant de 25 à 30 kV, la résistance peut résister sans désagrégation totale à une trentaine de décharges de 5 kilojoules. La figure 3 représente un autre mode de réalisation de l'amplifi- cateur selon l'invention. Cet amplificateur comporte aussi une enceinte cylindrique 14 fermée par deux fenêtres 15 et 16. Dans l'enceinte 14 sont disposées, parallèlement aux fenêtres 15 et 16 une pluralité de résistances électriques telles que 17 analogues à la résistance 4 décrite précédemment. Chaque résistance est connectée à un dispositif d'alimentation électrique tel que 18 analogue au dispositif 5 de la figure 2. Bien entendu les dispositifs d'alimentation électrique peuvent être commandés par un dispositif de programmation non représenté, - 4 - capable de synchroniser les décharges électriques dans les différentes résistances au passage du faisceau laser 19 à amplifier. Le fonction- nement de l'amplificateur représenté sur la figure 3 est tout à fait analogue à celui illustré par les figures 1 et 2. L'amplificateur selon la présente invention peut être appliqué à la réalisation de générateurs laser à iode. Il est possible aussi de réaliser des amplificateurs laser selon l'invention à colorant liquide, les résistances étant alors situées à proximité de la cuve contenant le milieu actif. Enfin il est possible de réaliser aussi des amplificateurs laser selon l'invention à gaz carbonique ou chimique; les résistances sont disposées de préférence en dehors de l'enceinte et le rayonnement ultraviolet libéré par la décharge électrique produit seulement une préexcitation du milieu actif. - 5 - REVENDICATIONS 1/ Amplificateur laser comprenant un milieu actif fluide, au moins une résistance électrique et un générateur connecté à la résistance pour délivrer dans eette résistance un courant de décharge électrique, ee courant étant suffisamment fort pour produire autour de la résistance un rayonnement ultraviolet capable d'exciter le milieu actif, carac- térisé en ce que la résistance électrique comporte un support isolant et une coueche d'une matière conductrice déposée sur le support, deux portions de cette couche étant connectées aux sorties du générateur, cette couche résistant sans destruction au courant de décharge élec- trique 2/ Amplificateur laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière conductrice est un métal conducteur. 3/ Amplificateur laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière conductrice est du carbone. 4/ Amplificateur laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière conductrice est un matériau semiconducteuro / Amplificateur laser selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau semiconducteur est le silicium. 6/ AmplifTeateur laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support isolant est un tube cylindriques la couche étant déposée sur la surface extérieure du tube. 7/ Amplificateur laser selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tube cylindrique est en céramique. 8/ Amplificateur laser selon la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau actif étant un gaz iodé, la résistance électrique est placée dans le milieu actif.