Brevet FR2563952A1 — publié le 19851108

La présente invention est relative à un laser à gaz à miroir intérieur ayant une grande stabilité de rendement. Elle est applicable, de préférence, aux lasers à hélium-néon, par exemple pour le traitement des images ou les imprimantes à lasér qui exigent une constance de rendement élevée et une grande stabilité directionnelle. Les lasers a hélium-néon, qui émettent à 633 nm dans le domaine visible du spectre, sont, dans le domaine de rendement allant jusqu'à 7 ... 10 mW environ, réalisés commercialement exclusivement sous la forme de lasers à miroir intérieur alors que, dans le domaine de rendement de 10 ... à 75 mW, ils sont utilisés sous la forme de lasers à miroir extérieur. Dans les lasers à miroir intérieur, l'enveloppe extérieure du tube de verre constitue en même temps le corps de résonateur qui assure la stabilité thermique et mécanique. Pour des longueurs de résonateur supérieures à 0,6m, comme celles qui sont nécessaires pour des render:ents de sortie de 10 mW ou davantage, il faut des corps de résonateur en métal, en Invar ou en tiges de quartz si l'on veut être assuré d'une grande stabilité thermique et mécanique du tube de résonateur. La décharge dans le gaz représente une source de chaleur et les résonateurs à miroir extérieur sont soumis, dans le domaine d'utilisation de la température, à des taux de convection divers.Il en résulte en cas de variations de la température, des modifications du rendement de sortie et etiel'orientation du rayonnement si un réglage uitérieur des miroirs n'assure pas une adaptation aux modifications des conditions régnant dans l'environnement. Dans les lasers à miroir intérieur, les surfaces optiquement actives sont fermées hermétiquement et l'équipement optique et mécanique est relativement restreint; les lasers à miroir extérieur exigent un important équipement de mécanique de précision pour assurer la stabilité du résonateur et le réglage des miroirs du résonateur et des capillaires du tube de décharge ainsi que pour la protection des surfaces optiques contre la poussière. Le but de l'invention est la réalisation d'un laser à miroir intérieur ayant un rendement de sortie supérieur à 6 mW et une grande constance du rendement de sortie et d'orientation du rayonnement et ne présentant pas les inconvénients des lasers à miroir extérieur connus. Le bute l'invention est donc la réalisation d'un laser à miroir intérieur dans lequel la distance du miroir de résonateur soit réglée et maintenue constante, ce qui donne une grande constance du rendement de sortie et de l'orientation du rayonnement. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que, dans les lasers à miroir intérieur à grande stabilité de rendement comportant trois ou plus de trois modes axiaux, un enroulement de chauffage supplémentaire ayant un rendement de chauffage constant et assumant pour la plus grande partie de l'enveloppe du tube une fonction de thermostat permet d'obtenir une plus grande constance de rendement et une plus grande stabilité d'orientation.Ce dispositif permet de réaliser des lasers à miroir intérieur ayant des dimensions linéaires et des rendements de sortie comme on ne pouvait en obtenir, jusqu'à présent , en raison des principes de stabilité, que dans le mode de construction comportant des miroirs extérieurs, Dans la solution suivant l'invention, le tube cylindrique dont dépend la stabilité du résonateur est maintenu à température constante et protégé par un écran contre les influences de convection locales et les influences modifiées par la température. Il importe peu que le laser à miroir antérieur ait une émission polarisée linéairement ou une radiation de sortie polarisée d'une manière arbitraire. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen d'un exemple de réalisation. Un tube laser est constitué par une enveloppe cylindrique en verre comportant des capillaires concentriques et des plaques métalliques, fixées par fusion du c6té frontal et permettant la mise en place des électrodes, ainsi que des pièces métalliquesdéformables plastiquement sur lesquelles les miroirs de résonateur sont fixés par brasage avec un matériau d'étanchéité minéral, Le tube cylindrique laser a un diamètre de 25 à mm et la longueur du résonateur, c'est-à-dire la distance comprise entre les miroirs, est de préférence de l'ordre de 350 à 650 mm. L'enveloppe cylindrique en verre est entourée sur sa longueur techniquement utilisable, par un enroulement de chauffage en double fil constitué par du fil de Cu ayant une résistance de l'ordrE: de R = 5R, ce qui permet d'obtenir, sur une faible tension stabilisée, un rendement de chauffage constant de 2 ... 5 W environ qui exerce un effet de thermostat sur le tube de verre. REVENDICATION Laser à gaz à miroir intérieur de grande stabilité de rendement à trois ou plus de trois modes axiaux, caractérisé en ce qu'un enroulement de chauffage suppld- mentaire entoure la longueur techniquement utilisable d'un tube laser, que le rendement de chauffage de cet enroulement de chauffage supplémentaire est constant et que cet enroulement de chauffage supplémentaire est à fil double constitué de préférence par du fil de Cu.