Brevet FR2517484A2 — publié le 19830603

FR 2517484 A2 19830603 FR 8122352 A 19811130 Dispositif laser à fréquences d'émission multiples La présente invention concerne un dispositif laser à fréquences d'émission multiples, ayant fait l'objet d'un brevet principal déposé sous le numéro 81 09174 le 8 mai 1981. Selon la revendication 1 du brevet principal, ce dispositif comporte une cavité optique résonnante formée par un premier et un deuxième réflecteur, un milieu actif disposé à l'intérieur de la cavité, des moyens pour exciter le milieu actif de façon à créer un rayonnement laser oscillant dans la cavité, le deuxième réflecteur étant partiellement transparent au rayonnement laser, un réseau de diffraction fonctionnant en réflexion et disposé à l'intérieur de la cavité entre le milieu actif et le premier réflecteur, de façon à diffracter le rayonnement, et des éléments optiques déflecteurs disposés sur le trajet du rayonnement diffracté entre le réseau et le premier réflecteur. Dans ce dispositif laser à fréquences d'émission multiples, les éléments optiques déflecteurs peuvent être constitués par des prismes traversés séquentiellement par le rayonnement diffracté, ces prismes ayant des angles de déflexion différents. Un tel dispositif permet d'obtenir, de façon discontinue, un nombre de fréquences d'émission égal au nombre de prismes. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif permettant d'obtenir une variation continue de la fréquence laser d'émission. Elle a pour objet un dispositif à fréquences d'émission multiples, selon la revendication 1 du brevet principal, comportant - une cavité optique résonnante formée par un premier et un deuxième réflecteur, - un milieu actif disposé à l'intérieur de la cavité, - des moyens pour exciter le milieu actif de façon à créer un rayonnement laser oscillant dans la cavité, le deuxième réflecteur étant partiellement transparent au rayonnement laser, - un réseau de diffraction fonctionnant en réflexion et disposé à l'intérieur de la cavité entre le milieu actif et le premier réflecteur de façon à diffracter le rayonnement - et des éléments optiques déflecteurs disposés sur le trajet du rayonnement diffracté, entre le réseau et le premier réflecteur, caractérisé en ce que - les éléments optiques déflecteurs sont constitués par deux prismes disposés à proximité l'un de l'autre de façon qu'ils soient traversés successivement par le rayonnement diffracté - et qu'il comporte en outre des moyens pour entraîner simultanément en rotation les deux prismes,+dans des sens opposés l'un par rapport à l'autre, autour d'un axe coupant leurs faces d'entrée et de sortie. Une forme particulière d'exécution de l'objet de la présente invention est décrite ci-dessous, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel la figure unique représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Sur la figure est représenté un milieu actif laser disposé dans un tube 1 et des moyens d'excitation 2 de ce milieu actif. Celui-ci peut etre par exemple un mélange de gaz carbonique, d'hélium et d'azote et les moyens d'excitation peuvent comporter un générateur d'impulsions électriques dont les sorties sont reliées à des électrodes situées à l'intérieur du tube 1. Suivant l'axe du tube 1, est disposé, d'un côté de ce tube, un réflecteur 3 perpendiculaire à i'axe et, de l'autre côté, un réseau de diffraction 4 incliné sur l'axe et fonctionnant en réflexion. Un faisceau lumineux 5 se propageant suivant l'axe du tube 1 fait un angle j avec la normale 6 au plan du réseau 4. Le réseau provoque une diffraction du faisceau 5, le rayonnement diffracté comportant un faisceau 17 qui fait un angle j' -avec la normale 6. Sur le trajet du faisceau 17 sont disposés successivement, à proximité l'un de l'autre, deux prismes optiques 18 et 19 d'angles au sommet A égaux. Un système d'entrainement 20 permet de faire tourner les prismes 18 et 19 autour d'un axe 21 coupant les faces d'entrée et de sortie de ces prismes. Le faisceau 17 traverse successivement les prismes 18 et 19, et le faisceau 22 sortant du prisme 19 est renvoyé sur lui meme par un réflecteur plan fixe 23. Le dispositif décrit ci-dessus et illustré par la figure fonctionne de la manière suivante. Les prismes 18 et 19 et le système 20 constituent un appareil appelé diasporamètre qui permet de faire varier de façon continue l'angle D que font entre eux les faisceaux 17 et 22. Dans la position représentée sur la figure, les arêtes des prismes sont parallèles entre elles et représentées dans le plan de la figure par deux points B et C situés d'un meme côté de l'axe 21. Dans le cas général où les angles A et D sont petits, l'angle D est égal à D : 2 (n-I) A n étant l'indice de réfraction du matériau constituant le prismes A partir de la position représentée sur la figure, le système 20 permet d'entraîner en rotation les prismes 18 et 19 autour de l'axe 21 en sens inverse l'un de l'autre, de façon qu'à chaque instant les angles de rotation soient égaux en valeur absolue.Le système 20 peut etre par exemple un système mécanique à engrenages commandable à la main par rotation d'un bouton de réglage. Les faisceaux 17 et 22 restent sensiblement dans le plan de la figure et l'angle de déviation D décroît lorsque l'angle de rotation augmente. L'angle D est nul lorsque les are tes des prismes sont parallèles au plan de la figure. Comme le faisceau 22 reste nécessairement perpendiculaire au plan du miroir fixe 23, l'angle j' augmente de façon continue lorsque l'angle de rotation croit. Or j' et la longueur d'onde L du rayonnement sont liés par la relation kL sin j + sin j' = a a étant la distance séparant deux graduations successives du réseau, et k étant un nombre pouvant prendre différentes valeurs entières. La variation continue de l'angle j' entraîne donc une variation continue de la longueur d'onde L du rayonnement. Le réflecteur 3 est partiellement transparent au rayonnement laser. La rotation des prismes 18 et 19 permet donc d'obtenir à la sortie du miroir 3 un rayonnement laser dont la longueur d'onde varie de façon quasi continue selon les différentes raies d'émission situées à l'intérieur d'une gamme déterminée. Le dispositif selon la présente invention peut etre utilisé à la réalisation de lasers, et notamment de laser C02 à haute pression (1O à 20 atmosphères), à fréquence d'émission variable de façon continue. REVENDICATIONS 1/ Dispositif laser à fréquences d'émission multiples, selon la revendication 1 du brevet principal, comportant - une cavité optique résonnante formée par un premier et un deuxième réflecteur, - un milieu actif disposé à l'intérieur de la cavité, - des moyens pour exciter le milieu actif de façon à créer un rayonnement laser oscillant dans la cavité, le deuxième réflecteur étant partiellement transparent au rayonnement laser, - un réseau de diffraction fonctionnant en réflexion et disposé à l'intérieur de la cavité entre le milieu actif et le premier réflecteur de façon à diffracter le rayonnement - et des éléments optiques déflecteurs disposés sur le trajet du rayonnement diffracté, entre le réseau et le premier réflecteur, caractérisé en ce que - les éléments optiques déflecteurs sont constitués par deux prismes (18, 19) disposés à proximité l'un de l'autre de façon qu'ils soient traversés successivement par le rayonnement diffracté (17) - et qu'il comporte en outre des moyens (20) pour entrainer simultanément en rotation les deux prismes (18, 19), dans des sens opposés l'un par rapport à l'autre, autour d'un axe (21) coupant leurs faces d'entrée et de sortie. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux prismes (18, 19) ont des angles au sommet égaux (A).