Brevet FR2552276A1 — publié le 19850322

PROCEDE DE RESTAURATION DE TUBES LASER A GAZ IONISE DU TYPE ARGON OU KRYPTON. La présente invention concerne les procédés de restauration de tubes laser à gaz ionisé du type Argon ou Krypton. Un tube laser à gaz ionisé du type Argon ou Krypton est généralement constitué d'une première enceinte, sensiblement tubulaire, centrale réalisée en un matériau comme du Béryllium, du Graphite, ou d'un assemblage d'anneaux de Tungstène, une cathode et une anode étant disposées respeetivement aux deux extrémités de cette première enceinte, et d'une deuxième enceinte entourant, au moins partiellement, la première enceinte, cette deuxième enceinte étant apte à être parcourue par un fluide de refroidissement tel de l'eau. Bien entendu, des éléments optiques, comme des lames de Brewster et/ ou des miroirs d'une cavité Pérot-Fabry fermant les deux extrémités de la première enceinte, pour former, suivant les cas, un tube laser ou un générateur laser complet.Cependant, dans la présente description, les mots 'tubes laser" désigneront l'une ou l'autre de ces configurations. Il peut exister, bien entendu, différents moyens de pompage d'excitation de ces tubes, qui d'ailleurs ont évolués au cours du temps. Cependant, tous ces moyens donnent des faisceaux puissants. Malheureusement, quelles que soient les solutions adoptées, malgré de nombreux perfectionnements, les tubes laser à ions sont relativement peu durables, surtout en regard de leur prix de revient, car plusieurs des éléments les constituant se détériorent du fait des puissances développées. Ceci fait que, malgré leurs nombreuses applications très intéressantes, beaucoup d'utilisateurs potentiels hésitent à en acheter, et même à les remplacer. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de pallier ces inconvénients et de proposer la mise en oeuvre d'un procédé de restauration de tubes laser à ions donnés par des gaz comme de l'Argon ou du Krypton, pour augmenter, à moindres frais, la durée d'utilisation de chaque tube. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de restauration de tubes laser à gaz ionisé du type argon ou Krypton, comprenant notamment différents éléments constitutifs dans une première enceinte centrale entourée, au moins en partie, d'une seconde enceinte de refroidissement, caractérisé par le. fait qu'il consiste à remplacer les éléments défectueux de ladite première enceinte par des éléments en bon état, à connecter ladite première enceinte à des moyens de pompage à vide par une tubulure de sortie, à faire sukir audit tube laser un, ou plusieurs, cycles de chauffage prédéterminés pendant le fonctionnement desdits moyens de pompage, et à la fin, à obturer, tout en continuant à pomper, ladite tubulure de sortie, et à effectuer, par tous moyens le remplissage de ladite première enceinte par le gaz actif apte à être ionisé, comme de l'Argon ou du Krypton. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparareront au cours de la description suivante donnant des exemples particuliers de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. I1 est tout d'abord précisé que la restauration d'un tube laser dépend de beaucoup de paramètres. Cependant, avec la description qui est donnée ci-après, un homme de l'art pourra très facilement réussir la restauration de son propre tube laser, moyennant même un minimum d'expérimentation. Ceci étant précisé, la demanderesse a effectué plusieurs essais de restauration de tubes laser. Quand a atteint la fin de sa vie, on commence par analyser l'étant de ses différents éléments constitutifs qui ont été mentionnés précédemment, notamment la cathode, l'anode, la paroi de l'enceinte centrale, et les éléments optiques de sortie (lames de Brewster ou miroirs de la cavité Pérot-Fabry). On change les éléments défectueux après avoir ouvert le tube, généralement par dessoudage ou découpe. L'expérience montre d'ailleurs que les éléments qui peuvent se détériorer rapidement sont, par exemple, les électrodes; mais aussi, il se peut que les éléments optiques s'opacifient par recouvrement par des dépôts parasitaires de produits dégagés par les électrodes au cours de leur détérioration. Quand le tube a étd reconstitué avec des éléments en bon état, son enceinte centrale est connectée par une tubulure de sortie à une unité de pompage pour réaliser un vide à une certaine valeur pouvant avantageusement être prédéterminée, et même modulée en cours de fonctionnement.De plus, le tube laser ainsi connecte est mis dans une enceinte thermique qui peut porter on atmosphère d des températures prédéterminées, et même pouvant être modulées au cours du temps Ainsi préparé, le tube laser, dans son enceinte thermique, peut continuer à subir sa restauration Suivant le degré de remplacement des éléments, on commence d pomper l'extérieur de la première enceinte, à une valeur de vide ayant une pression partielle relativement élevée, pour ne pas provoquer un dégazage trop important au départ, afin d'éviter que les impuretés devant se dégager des éléments neufs ne viennent9 du fait de leur trop grande quantité, se déposer sur les éléments optiques, et les réopacifier.Au fur et à mesure que le pompage de plus en plus poussé peut s'ef- fectuer, soit progressivement, soit par paliers,la température de l'atmosphère de l'enceinte thermique peut augmenter, soit progressivement, soit par paliers, pour favoriser le dégazage et la purification des éléments neufs. L'expérience montrera, suivant les tubes laser à ions, les valeurs de température et de pression de pompage. A titre d'exemple, la demanderesse a obtenu de bons résultats avec une progression de température jusqu'à environ 500"C sur 48 heures, avec une progression de pompage de plus .en plus poussée jusqu'à une valeur de pression lêgêrement inférieure à celle qui peut régner dans le tube quand-il est en fonctionnement. Quand on est arrivé à la quantité de dégazage nécessaire à la purification des éléments neufs déterminée expérimentalement selon le type de tube laser restauré, on fait décroitre, avantageusement progressivement, la température ambiante, tout en continuant le pompage. Ensuite, la tubulure de sortie, généralement en verre, est scellée au chalumeau, le pompage sous vide continuant. L'enceinte centrale est alors fermée. Elle peut être remplie de gaz actif, comme l'Argon ou le Krypton, par tous moyens. Par exemple, ces moyens peuvent être constitués par une ampoule associée à cette enceinte centrale par une paroi commune, et remplie du gaz actif. Le gaz actif remplira le tube laser dès que la paroi commune sera rompue, par exemple avec un faisceau laser focalisé. Dès lors, le tube laser est parfaitement restauré et peut repartir pour une autre durée de vie, à moindre coût. Cependant dans un mode avantageux de mise en oeuvre, le tube laser, et plus particulièrement l'enceinte centrale, est parcourue par un gaz du mène type que celui avec lequel sera remplie l'enceinte, par exemple de l'Argon, pour un laser ionise Argon, quand le pompage sous vide est effectue. Ce balayage favorise incontestablement l'éli- mi nati on des impuretés et/ou le dégazage des éléments nouveaux et surtout réduit le temps de chauffage. REVENDICATIONS 1/- Procédé de restauration de tubes laser à gaz ionisé du type Argon ou Krypton, comprenant notamment différents éléments constitutifs dans une première enceinte centrale entourée, au moins en partie, d'une seconde enceinte de refroidissement, caractérisé par le fait qu'il consiste - à remplacer les éléments défectueux de ladite première enceinte par des éléments en bon état, - à connecter ladite première enceinte à des moyens de pompage à vide par une tubulure de sortie, - à faire subir audit tube laser un, ou plusieurs, cycles de chauffage prédéterminés pendant le fonctionnement desdits moyens de pompage, - à obturer, tout en continuant à pomper, ladite tubulure de sortie, et à à effectuera par tous moyens, le remplissage de ladite première enceinte par le gaz actif apte à être ionisé, comme de 1'Argon su du Krypton. 2/- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la valeur de la pression partielle du vide est décroissante au cours du ou desdits cycles. 3/- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la valeur de ladite température est croissante au cours du ou desdits cycles. 4/- Procédé selon l'une des revendications precédentes, caractérisé par le fait que au moins pendant une partie du temps de fonctionnement desdits moyens de pompage, l'enceinte centrale ast talayée par un fluid gazeux. 5/- Procédé selon la revendication 4 caractérisé par le fait que le dit fluid gazeux de balayage est le même que celui avec lequel sera remplie ladite enceinte centrale pour reformer le laser ionise.