Brevet FR2521359A1 — publié le 19830812

Générateur laser guide d'onde La présente invention concerne un générateur laser guide d'onde. On connait un générateur laser de ce type, comportant un canal capillaire en céramique contenant un gaz actif laser et disposé suivant un axe à l'intérieur d'une cavité optique résonnante constituée par exemple par deux miroirs obturant les extrémités du canal Deux électrodes placées à l'intérieur du canal sont connectées aux bornes d'un générateur de courant électrique pour exciter le gaz actif et créer un faisceau laser sortant de la cavité Ce générateur peut comporter en outre un réservoir du gaz actif, en communication avec le volume interne du canal Un tel réservoir, de forme cylindri- que, est généralement réalisé en verre ou en métal et disposé à proxi- mité du canal La liaison entre le réservoir et le canal s'effectue par des tubulures en verre ou en métal, solidaires du réservoir Ces tubu- lures aboutissent dans des ouvertures ménagées dans la paroi latérale du canal et sont fixées dans ces ouvertures par des brasures Il est possible d'obtenir ainsi des durées de fonctionnement du générateur laser supérieures à 2000 heures. Le générateur laser guide d'onde décrit ci-dessus présente l'inconvénient d'être fragile, relativement encombrant et de fabrica- tion délicate. La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient. Elle a pour objet un générateur laser guide d'onde, comportant une cavité optique résonnante disposée suivant un axe, un canal capillaire en céramique disposé coaxialement dans la cavité, ce canal étant obturé à ses extrémités et contenant un gaz actif laser, un réservoir du gaz actif en communication avec le canal, au moins deux électrodes en contact avec le gaz actif contenu dans le canal et un générateur de courant électrique dont les bornes peuvent être connectées aux électrodes pour exciter lé gaz actif dans le canal et créer un faisceau laser sortant de la cavité, caractérisé en ce que le réservoir comporte un tube cylindrique en céramique obturé à ses 2 2- extrémités, la surface cylindrique extérieure du tube comportant un élément de surface plan s'étendant longitudinalement entre deux géné- ratrices de cette surface cylindrique extérieure, cet élément compor- tant extérieurement une première rainure parallèle à l'axe du tube, cette première rainure formant une partie de la surface interne du canal, et qu'il comporte en outre une réglette plate en céramique comportant longitudinalement une deuxième rainure et des moyens pour fixer de manière étanche au gaz la réglette sur l'élément de surface plan du tube, de façon que la deuxième rainure soit opposée à la première rainure et forme l'autre partie de la surface interne du canal capillaire, au moins un orifice étant ménagé à travers la paroi du tube dans la première rainure pour mettre en communication les volumes internes du canal et du tube. 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 partielle, éclatée, dans l'espace, d'un mode de réalisation du générateur laser selon l'invention, la figure 2 représente l'ensemble du générateur laser illustré par- tiellement par la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe transversale du générateur laser illustré par la figure 2, la figure 4 représente une partie IV de la figure 3, à plus grande échelle et la figure 5 représente partiellement un autre mode de réalisation du générateur laser selon l'invention. Sur la figure 1, est représenté un tube cylindrique 1 en céram- ique, par exemple en alumine La surface cylindrique extérieure du tube 1 comporte un élément de surface plan 2 s'étendant, entre deux génératrices 3 et 4 de cette surface cylindrique extérieure, sur toute la longueur du tube et au delà des extrémités 5 et 6 du tube L'élément de surface 2 comporte une rainure 7 à section rectangulaire, parallèle à l'axe du tube 1 Une réglette plate 8 en alumine a la même longueur 3 3- que l'élément de surface 2 La réglette 8 comporte sur une de ses faces principales deux saillies 9 et 10 longitudinales à section rectangu- laires formant entre elles une autre rainure 11. La réglette 8 est fixée sur l'élément de surface 2 comme montré sur les figures 2, 3 et 4: les saillies 9 et 10 sont enfoncées dans la rainures 7, de façon que leurs bords longitudinaux soient en contact et que la rainure 11 soit opposée à la rainure 7 L'élément de surface plan 2 et la réglette 8 forment alors un canal capillaire à section rectangulaire, dont une partie de la surface interne est constituée par la rainure 11 et l'autre partie par le fond de la rainure 7 La réglette 8 est réalisée de façon qu'il subsiste extérieurement, après fixation, un espace compris entre les surfaces planes en regard de la réglette et de l'élément 2 Cet espace est rempli d'une brasure 12 au verre par exemple, afin de réaliser l'étanchéité aux gaz (voir figure 4). Deux plaquettes en alumine 13 et 14 sont fixées par une brasure au verre sur les extrémités 5 et 6 du tube 1 pour les obturer et former un réservoir Ce réservoir comporte en outre une vanne de remplissage non visible sur les figures. Deux réflecteurs en germanium 15 et 16 sont fixés par collage aux extrémités du canal capillaire pour obturer ces extrémités et former une cavité optique résonnante dont l'axe coincide avec celui du canal. Un orifice 17 est ménagé à travers la paroi du tube 1 dans la rainure 7 pour mettre en communication les volumes internes du réser- voir et du canal. Deux tiges métalliques 18 et 19 en cuivre, dont les extrémités sont fixées dans deux ouvertures telles que 22 disposées aux extré- mités de la plaquette 8 forment deux électrodes en contact avec le volume interne du canal capillaire La fixation des tiges 18 et 19 dans la plaquette 8 peut s'effectuer par brasure. Les électrodes sont connectées aux deux bornes d'un générateur électrique 20. Le générateur laser illustré par les figures 1 à 4 fonctionne de _ 4 - la manière suivante. Après montage des différents éléments du laser comme indiqué ci- dessus, on fait le vide dans les volumes intérieurs du réservoir et du canal et on les remplit d'un gaz actif laser par la vanne de remplis- sage Ce gaz actif peut être par exemple un mélange de gaz carbonique, d'hélium et d'a 2 ote. Dès que le générateur 20 est connecté aux électrodes 18 et 19, le gaz actif contenu dans 22 canal capillaire est excité, ce qui entraîne la formation d'un faisceau laser de longueur d'onde 10,6 microns sortant de la cavité par un des réflecteurs 15 et 16, partiel- lement transparent. Ce laser guide d'onde est particulièrement compact et robuste puisque le canal laser est fixé solidement au réservoir sur toute la longueur de l'élément de surface plan du tube 1 De plus la fixation de la réglette 8 sur le tube 1 s'effectue facilement par une brasure au verre par exemple. La figure 5 représente un autre mode de réalisation de laser guide d'onde, comportant des éléments identiques à ceux du laser illustré par les figures 1 à 4, ces éléments étant repérés par les mîmes références numériques Dans le laser de la figure 5, une des extrémités du canal capillaire est obturée par une fenêtre transpa- rente 21 disposée à l'incidence de Brewster Un tel laser comporte en outre un réflecteur non représenté disposé suivant l'axe du canal, mais à l'extérieur du canal, en regard de la fenêtre 21 La cavité optique résonnante est délimitée par ce réflecteur et le réflecteur 16 obturant l'autre extrémité du canal. Dans ce mode de réalisation, le réflecteur situé à l'extérieur du canal peut être constitué par un réseau optique, afin par exemple de pouvoir changer la longueur d'onde du rayonnement laser par inclinai-, son variable du réseau sur l'axe de la cavité. Le générateur laser suivant l'invention peut, grâce à sa robustesse, être monté avantageusement sur des matériels militaires et être appliqué à des systèmes de télémétrie ou de détection à distance. - REVENDICATIONS 1/ Générateur laser guide d'onde, comportant une cavité optique résonnante disposée suivant un axe, un canal capillaire en céramique disposé coaxialement dans la cavité, ce canal étant obturé à ses extrémités et contenant un gaz actif laser, un réservoir du gaz actif en communication avec le canal, au moins deux électrodes en contact avec le gaz actif contenu dans le canal et un générateur de courant électrique dont les bornes peuvent être connectées aux électrodes pour exciter le gaz actif dans le canal et créer un faisceau laser sortant de la cavité, caractérisé en ce que le réservoir comporte un tube cylindrique ( 1) en céramique obturé à ses extrémités, la surface cylindrique extérieure du tube ( 1) compor- tant un élément de surface plan ( 2) s'étendant longitudinalement entre deux génératrices ( 3, 4) de cette surface cylindrique extérieure, cet élément ( 2) comportant extérieurement une première rainure ( 7) paral- lèle à l'axe du tube ( 1), cette première rainure ( 7) formant une partie de la surface interne du canal, et qu'il comporte en outre une réglette plate ( 8) en céramique comportant longitudinalement une deuxième rainure ( 11) * et des moyens ( 12) pour fixer de manière étanche au gaz la réglette ( 8) sur l'élément de surface plan ( 2) du tube ( 1), de façon que la deuxième rainure ( 11) soit opposée à la première rainure ( 7) et forme l'autre partie de la surface interne du canal capillaire, au moins un orifice ( 17) étant ménagé à travers la paroi du tube ( 1) dans la première rainure ( 7), pour mettre en communication les volumes internes du canal et du tube ( 1). 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal capillaire comporte deux réflecteurs ( 15, 16) obturant ses deux extré- mités et formant la cavité optique résonnante. 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal 6 capillaire comporte un premier réflecteur ( 16) obturant une de ses extrémités et une fenêtre transparente ( 21) au rayonnement laser obtu- rant l'autre extrémité du canal, et qu'il comporte un deuxième réflec- teur disposé en dehors du canal suivant l'axe de la cavité et en regard de la fenêtre ( 21), les premier ( 16) et deuxième réflecteurs formant la cavité optique résonnante. 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième réflecteur est un réseau de diffraction. / Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fenê- tre transparente ( 21) est inclinée sur l'axe à l'incidence de Brevewster. 6/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour fixer la réglette ( 8) sur l'élément de surface plan ( 2) du tube ( 1) comportent une brasure au verre ( 12). 7/, Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir comporte en outre deux plaquette ( 13, 14) en céramique pour obturer les deux extrémités du tube ( 1). 8/ Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux plaquettes ( 13, 14) en céramique sont fixées sur les extrémités ( 5, 6) du tube ( 1) par une brasure au verre. 9/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes sont formées par deux tiges ( 18, 19) métallique dont les extrémités sont fixées respectivement dans deux ouvertures ( 22) ménagées à travers la réglette ( 8) dans la deuxième rainure ( 11). 10/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de surface plan ( 2) s'étend longitudinalement au delà des extrémités ( 5, 6) du tube ( 1).