Brevet FR2565427A1 — publié le 19851206

i La présente invention concerne un laser à gaz et plus précisément un circuit de décharge destiné à un tel laser. Un circuit de décharge destiné à un laser à gaz com- porte habituellement, en résumé, une électrode positive reliée à une source de courant continu, placée en face de plusieurs électrodes négatives, une résistance stabilisée étant montée en série avec chaque électrode négative. Dans un circuit de décharge ayant cette configuration, la décharge continue ne pose pas de problème particulier. Cependant, lors d'une décharge pulsée, lorsqu'une source d'énergie pulsée est utilisée à la place de la source de courant continu précitée, la décharge est intermittente si bien que l'établissement du courant de décharge est retardé et donne un temps de montée extrêmement long. Ainsi, dans le cas de l'utilisation par exemple d'une forme d'onde rectangulaire comme onde pulsée d'alimentation électrique, l'établissement du courant de décharge est consi- dérablement retardé et la forme d'onde s'affaisse. Habituellement un courant de décharge extrêmement faible, d'intensité telle que l'effet laser n'est pas déclen- ché et connu comme décharge d'entretien, est toujours maintenu entre les électrodes positive et négatives, afin que le retard à l'établissement du courant précité de décharge soit réduit. La tension des impulsions est accumulée dans cet état et la décharge pulsée est effectuée de la manière habituelle. Dans un circuit qui effectue ce type de décharge pulsée, une élec- trode positive est raccordée à la fois aux alimentations pulsée et d'entretien et plusieurs électrodes négatives sont montées en face. L'une des résistances stabilisées destinées à être utilisées pour l'entretien est montée en série avec chacune des électrodes négatives, et l'une des résistances stabilisées destinées à être utiliséespour l'impulsion et reliée à la source pulsée, est montée en parallèle par rapport à chacune des autres résistances. La résistance stabilisée pour l'entre- tien a une valeur qui est un multiple élevé de celle de la résistance stabilisée précitée utilisée pour l'impulsion afin que le courant d'entretien soit suffissamment plus faible que le courant de l'impulsion. Dans un circuit classique ayant une configuration telle que précisée précédemment, les alimentations d'entretien et pulsée, lorsqu'elles sont arrêtées, ont une impédance interne très élevée. L'alimentation pulsée est maintenue à l'état arrêté et l'alimentation d'entretien est mise la première en fonctionnement. La tension de l'alimentation d'entretien augmente et, lorsqu'elle dépasse la tension initiale de déchar- ge entre les électrodes positive et négatives, la décharge commence entre l'électrode positive et une électrode négative convenable. Lorsque cette décharge commence, du courant s'écou- le entre l'électrode positive et l'électrode négative convenable, et la tension entre l'électrode positive et cette électrode négative devient la tension d'entretien de la décharge qui, par rapport à la valeur initiale, a diminué du produit de la résistance d'entretien stabilisée par l'intensité du courant. Cette tension d'entretien de la décharge est considérablement inférieure à la tension initiale de décharge. De cette manière, le courant qui s'écoule de l'élec- trode positive vers une électrode négative convenable passe dans la résistance stabilisée d'entretien reliée à cette élec- trode négative. Il s'écoule donc dans les circuits parallèles des résistances stabilisées d'alimentation pulsée et des ré- sistances stabilisées d'entretien reliées aux autres électro- des négatives, à partir des résistances stabilisées parallèles d'alimentation pulsée et revient vers l'alimentation d'entre- tien. Dans ce cas, la tension entre l'électrode positive et ces autres électrodes négatives est juste supérieure à la tension entre l'électrode positive et celle d'une électrode négative et elle est bien inférieure à la tension initiale de décharge. Ainsi, pour qu'une décharge ait lieu entre l'élec- trode positive et ces autres électrodes négatives, il faut une tension élevée si bien qu'un courant important est néces- saire. En conséquence, la tension de l'alimentation d'entre- tien doit être extrêmement élevée afin qu'elle provoque une décharge entre l'électrode positive et ces autres électrodes négatives, après que la décharge a eu lieu entre l'électrode positive et la première électrode négative. Plus précisément, il faut une tension élevée et une intensité importante de l'alimentation d'entretien, et un courant intense s'écoule entre l'électrode positive et l'électrode négative considérée pendant l'intervalle de temps qui précède le début de la déchar- ge entre l'électrode positive et les autres électrodes négatives. Ainsi, il faut une intensité importante pour l'obtention d'une décharge entre l'électrode positive et toutes les électrodes négatives. Cependant, en réalité, comme un courant d'intensité extrêmement faible pour laquelle l'effet laser n'a pas lieu s'écoule lors de la décharge d'entretien, cette dernière est produite entre un certain nombre d'électrodes négatives et une partie seulement de l'électrode positive. Ainsi, lorsque la tension pulsée est appliquée, elle est appliquée simulta- nément entre les électrodes dans lesquelles la décharge d'en- tretien a lieu et entre les électrodes dans lesquelles la décharge d'entretien n'a pas lieu. Dans le cas o la tension pulsée est appliquée entre les électrodes dans lesquelles la décharge d'entretien a lieu, le temps de montée du courant de décharge est faible si bien que la variation entre les impulsions est faible aussi. Cependant, dans les électrodes dans lesquelles la décharge d'entretien n'a pas lieu, le temps de montée du courant de décharge est important si bien que la variation entre les impulsions est aussi importante. Ainsi, dans un circuit classique dans lequel la dé- charge d'entretien est produite entre l'électrode positive et une partie seulement des électrodes négatives et non entre l'électrode positive et toutes les électrodes négatives, le temps de montée de l'impulsion devient important pour tous les courants de décharge pulsée qui représentent les impulsions cumulées du courant de décharge entre l'électrode positive et toutes les électrodes négatives, compte tenu de la forme d'onde de la tension pulsée appliquée. En outre, la forme d'onde pulsée s'affaisse. Dans le cas d'une forme d'onde pulsée dans laquelle le courant de décharge s'affaisse de cette manière, la forme d'onde pulsée de sortie du faisceau laser s'affaisse aussi et, en outre, l'augmentation de la fréquence des impulsions rencontre un obstacle. Un objet de la présente invention est, compte tenu de inconvénients des laser à gaz classiques, la résolution des problèmes précités par réalisation d'un laser à gaz dans lequel l'impulsion est créée avec un faible affaissement seu- lement de la forme d'onde pulsée. Elle concerne aussi un laser à gaz dans lequel la tension de l'alimentation d'entretien peut être inférieure à la tension initiale de décharge, et l'intensité du courant peut être faible. En résumé, l'invention concerne un laser à gaz qui comporte une électrode positive reliée à la fois à une alimen- tation d'entretien et à une alimentation principale de déchar- ge, plusieurs électrodes négatives placées en face de l'élec- trode positive, plusieurs premières résistances stabilisées qui limitent l'intensité du courant de l'alimentation d'en- tretien et sont reliées à chacune des électrodes négatives, plusieurs secondes résistances stabilisées qui limitent l'in- tensité du courant de l'alimentation principale et qui sont reliées en parallèle avec chacune des premières résistances stabilisées, et plusieurs éléments empêchant la circulation d'un courant en sens inverse, montés en série avec les se- condes résistances stabilisées. De cette manière, étant donné la configuration du raccordement en série d'un élément empê- chant la circulation du courant inverse par rapport à chacune des secondes résistances stabilisées lorsqu'une décharge d'en- tretien est créée par exemple entre l'électrode positive et une électrode négative convenable, aucun courant ne circule en sens inverse dans les secondes résistances stabilisées reliées aux autres électrodes négatives adjacentes, et l'effet sur la décharge initiale, entre l'électrode positive et les autres électrodes négatives, est nul. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui suit de mode de réalisation, en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma d'un premier mode de réali- sation de laser à gaz selon l'invention; la figure 2 est un diagramme des temps montrant com- ment la forme d'onde convenable du courant de décharge pulsée peut être obtenue pour la forme d'onde de la tension d'alimen- tation pulsée; et la figure 3 est un schéma d'un second mode de réalisa- tion de laser à gaz selon l'invention. La figure 1 représente un laser à gaz 1 qui comporte une électrode positive A placée en face de plusieurs électro- des négatives K1 à K5, et ayant aussi un miroir 3 totalement réfléchissant et un miroir 5 partiellement réfléchissant. En outre, bien que cela ne soit pas représenté car le laser à gaz 1 n'a pas été représenté en détail sur le dessin, un dispositif d'alimentation en gaz donnant l'effet laser, trans- mettant par exemple un mélange gazeux contenant C02, N2, He, entre l'électrode positive A et les électrodes négatives K1 à K5, et un dispositif de recyclage du gaz sont aussi pré- sents. L'électrode positive A et les électrodes négatives K1 à K5 sont reliées respectivement à une alimentation d'en- tretien ES et à une alimentation principale EM de décharge. Plus précisément, chaque électrode négative K1 à K5 est reliée en série à l'alimentation d'entretien ES par l'intermédiaire d'une première résistance stabilisée RS1 à RS5 respectivement. En outre, chaque électrode négative K1 à K5 est reliée à l'ali- mentation principale EM par l'une de secondes résistances stabilisées RM1 à RM5, montées en parallèle avec les premières résistances RS1 à RS5. De plus, des éléments D1 à D5, destinés à empêcher la circulation du courant en sens inverse et qui peuvent être par exemple des diodes, sont montés en série avec chacune des secondes résistances stabilisées RM1 à RM5. Dans ce mode de réalisation de l'invention, les éléments D1 à D5 sont représentés sous forme de diodes. Cependant, cette caractéristique n'est pas limitative et d'autres types d'élé- 256542Y ments tels que des transistors peuvent aussi être utilisés. Dans la configuration du type précédent, une déchar- ge d'entretien est produite entre l'électrode positive A et une électrode négative convenable telle que K1 et, lorsqu'une décharge d'entretien n'est pas produite entre l'électrode A et les autres électrodes négatives K2 à K5, le courant qui s'écoule de l'électrode positive A vers l'électrode négative K1 passe dans la première résistance stabilisée RS1 et revient à l'alimentation d'entretien ES. A ce moment, une partie du courant s'écoule dans la seconde résistance stabilisée RM1 et dans l'élément D1 empêchant la circulation du courant en sens inverse, et a tendance à sécouler dans les autres secon- des résistances stabilisées RM2 à RM5. Cependant, comme l'un des éléments D2 à D5 est raccordé à chacune des secondes ré- sistances stabilisées RM2 à RM5, le courant ne circule pas dans ces secondes résistances stabilisées RM2 à RM5. Ainsi, même dans le cas o une décharge d'entretien est produite entre l'électrode positive A et une électrode négative convenable telle que K1, la tension entre l'électrode A et les autres secondes résistances stabilisées RM2 à RM5 reste à la tension de l'alimentation d'entretien ES. La tension de cette alimentation ES convient comme tension initiale de décharge pour le déclenchement de la décharge d'entretien, et la capacité en courant de l'alimentation d'entretien peut être faible. Plus précisément, même dans le cas d'un courant élec- trique très faible pour lequel l'effet laser n'est pas déclen- ché, une décharge d'entretien est possible entre l'électrode positive A et chaque électrode négative K1 à K5. Ainsi, lors- qu'une tension pulsée est chargée entre l'électrode A et les électrodes négatives K1 à K5 comme représenté sur la figure 2, à l'aide de l'alimentation principale EM, le temps de montée de l'impulsion t1, t2 de la forme d'onde du courant de décharge P' est extrêmement faible par rapport à la forme d'one P de tension de l'alimentation pulsée, et constitue une forme d'onde précise pour l'impulsion. De cette manière, comme la forme d'onde P' du courant de décharge pulsée est une forme d'onde 2 56 5427 précise, la forme d'onde de sortie du faisceau laser devient aussi une forme d'onde précise et, en outre, la fréquence d'impulsions peut être élevée. La figure 3 représente un second mode de réalisation de l'invention. Celui-ci diffère de celui de la figure 1 car chacune des premières résistances stabilisées RS1 à RS5 a un composant d1 à d5 respectivement monté en série et destiné à empêcher la circulation du courant en sens inverse. Le ré- sultat obtenu avec cette configuration est le même que dans le premier mode de réalisation. En outre, la décharge obtenue avec l'alimentation principale EM présente une meilleure sta- bilité. Comme l'indique la description qui précède, la tension de l'alimentation d'entretien peut être inférieure à la tension initiale de décharge et l'intensité du courant peut être faible. En outre, lorsqu'une source pulsée est utilisée comme alimen- tation principale, une forme d'onde précise de l'impulsion, avec un extrêmement faible affaissement de la forme d'onde du courant de décharge pulsée, peut être obtenue, et la forme d'onde du faisceau laser de sortie peut être très précise. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux appareils qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, les pre- mières et les secondes résistances stabilisées peuvent être montées en série, ou un troisième jeu de résistances stabili- sées peut être ajouté aux électrodes négatives, etc. REVENDICATIONS 1. Laser à gaz dans lequel un fluide à effet laser est excité dans un espace de décharge par une décharge, ca- ractérisé en ce qu'il comprend: une électrode positive (A) et plusieurs électrodes négatives (K1-K5) placées en face, reliées à une alimentation d'entretien (ES) et à une alimentation principale (EM), plusieurs premières résistances stabilisées (RS1-RS5) qui limitent le courant de l'alimentation d'entretien, chacune des résistances étant reliées à l'une des électrodes négatives, et plusieurs composants (D1-D5) destinés à empêcher la circulation d'un courant en sens inverse et reliés chacun à l'alimentation principale et en parallèle avec l'une des premières résistances stabilisées. 2. Laser à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre plusieurs secondes résistances stabilisées (RM1-RM5) qui limitent l'intensité du courant de l'alimentation principale (EM), chacune des secondes résis- tances étant montée en parallèle avec l'une des premières résistances stabilisées, les composants (D1-D5) empêchant la circulation d'un courant en sens inverse étant montés en série avec les secondes résistances stabilisées. 3. Laser à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que des composants (d1-d5) destinés à empêcher la cir- culation d'un courant en sens inverse sont montés en série avec les premières résistances stabilisées (RS1-RS5).