Brevet FR2593615A1 — publié le 19870731

La présente invention concerne les structures de pompage optique utilisées dans les cavités des lasers dits à milieu amplificateur solide. Ces structures sont des complexes optoé'lectroniques quicomportent un milieu réfringent solide amplificateur, pompé optiquement par des lampes à éclair excitées électriquement par la décharge de condensateurs. Les technologies existantes des structures de pompage optique utilisent des milieux solides amplificateurs, qui sont de forme cylindrique suivant la direction de propagation du faisceau laser généré à partir de celles-ci placées entre deux miroirs qui constituent une cavité laser. La conception de ces structures optiques ne permet pas de stocker dans le milieu solide amplificateur une grande puissance moyenne lumineuse pour des considérations d'ordre essentiellement thermique. Cette puissance lumineuse stockée dans le milieu amplificateur est de la forme Ps = Rt X G avec P : puissance moyenne lumineuse stockée dans le milieu s amplificateur, ( puissance maximum) G : facteur de configuration géométrique du milieu ampli ficateur Rt : paramètre qui définit la capacité thermique du milieu amplificateur à la dissipation thermique. Il s'exprime en Watt par mètre (W/m). L'invention vise à remédier à l'inconvénient précité, en créant une structure de pompage optique comportant un milieu amplificateur de forme rectangulaire qui conduit à un facteur G bien adapté aux grandes puissances moyennes lumineuses. En effet : - dans le cas d'un milieu amplificateur de forme cylindrique, le facteur G a pour expression - dans le cas d'un milieu amplificateur de forme rectangulaire, le facteur G a pour expression G = 12.1 e avec : 1 = largeur du milieu amplificateur, e = épaisseur du milieu amplificateur. La nouvelle technologie des milieux amplificateurs de forme rectangulaire est donc intéressante pour une largeur (1) au moins égale à 1,5 fois l'épaisseur (e). L'invention a donc pour objet une structure de pompage optique diffusante, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'au moins un milieu amplificateur solide de forme rectangulaire, pompé optiquement par des lampes à éclair situées dans des chambres en matériau réfringent (dite chambre pour lampes à éclair) dont une face au plus de chacune d'elles est recouverue d'un élément diffusant la lumière. Suivant une caractéristique de l'invention, la structure de pompage optique diffusante a au moins deux chambres pour lampes à éclair, qui comprennent des lampes placées transversalement à la longueur du milieu amplificateur FIG 1 ou placées parallèlement FIG 2. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les chambres pour lampes à éclair sont réalisées dans un matériau réfringent qui est absorbant à la longueur d'onde de l'émission laser et qui coupe le rayonnement ultraviolet. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, les chambres pour lampes à éclair sont réalisées dans un matériau qui coupe le rayonnement ultraviolet et dont la face en vis à vis de celle du milieu amplificateur a d'associer une plaque mince en milieu réfringent qui est absorbante à la longueur d'onde de l'émission laser et qui coupe le rayonnement ultraviolet. D'autres caractéristiques de l'invention apparattront au cours des descriptions qui vont suivre. Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple: - la FIG 1 est une vue schématique en élévation et en coupe du premier mode de réalisation de la structure de pompage optique suivant l'invention. - la FIG 2 est une vue analogue à celle de la FIG 1 montrant une variante du premier mode de réalisation dans l'orientation des lampes à éclair. - la FIG 3 présente une variante du premier-mode de réalisation qui comprend au moins deux milieux amplificateurs auxquels sont associées en nombre suffisant les chambres pour lampes à éclair. - La FIG 4 est une variante du deuxième mode de réalisation (FIG 2) comprenant au moins deux milieux amplificateurs auxquels sont associées en nombre suffisant les chambres pour lampes à éclair. Les structures de pompage optique représentées aux FIG 1, 2, 3 et 4 comprennent - un corps 1, qui maintient les éléments 2, 3, 4, 6 et 7, - le ou les milieu(x) amplificateur(s) 2 qui à titre d'exemple peuvent être du YAG, du verre dopé au néodyme, du YAP, du GSGG, de l'Alexandrite, - les milieux diffusants 3 qui à titre d'exemple peuvent être de la magnésie (MgO), du zérodur transformé par une cuisson à 1 2000C, une matière plastique fluorée, - les chambres pour lampes à éclair 4 qui à titre d'exemple sont, soit en pyrex, soit en verre dopé au samarium, soit d'une façon générale en verre, - les lampes à éclair 6, - un milieu d'adaptation thermique 7 solide ou liquide qui évite les déformations géométriques du milieu amplificateur sur ses bords, - des zones de refroidissement par un fluide 5 et 8. REVENDICATIONS r - Structure de pompage optique, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'au moins un milieu amplificateur solide de forme rectangulaire (2). 2 - Structure de pompage optique suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux chambres pour lampes à éclair (4) dont au plus, deux ont une face recouverte d'un milieu diffusant la lumière (3). 3 - Structure de pompage optique suivant les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le milieu diffusant (3) est réalisé en magnésie. 4 - Structure de pompage optique suivant les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le milieu diffusant (3) est realisé dans un matériau vitro-céramique. 5 - Structure de pompage optique suivant les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le milieu diffusant (3) est réalisé dans une matière plastique fluorée. 6 - Structure de pompage optique suivant l'une quelconque des revendications 1,2, 3, 4 et 5 caractérisée en ce que les chambres pour lampes à éclair (4) sont réalisées dans un matériau réfringent en pyrex. 7 - Structure de pompage optique suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 et 5 caractérisée en ce que les chambres pour lampes à éclair(4) sont réalisées en verre dwéausamrium. 8 - Structure de pompage optique suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 et 5 caractérisée en ce que la chambre pour lampes à éclair (4) est réalisée d'une manière plus générale en milieu réfringent. 9 - Structure de pompage optique suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 8 caractérisée en ce que la face de la chambre pour lampes à éclair (4) située en vis à vis de la face du milieu amplificateur, est séparée de cette der niera par une lame réfringente absorbante à la longueur d'onde de l'émission laser, refroidie par un fluide. 10 - Structure de pompage optique suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9 caractérisée en ce que le milieu amplificateur (2) a d'associer deux adaptateurs thermiques liquides (7). 1l - Structure de pompage optique suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9 caractérisée en ce que le milieu amplificateur (2) a d'associer deux adaptateurs thermiques solides. 12 - Structure de pompage optique suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 et ll caractérisée en ce qu'elle comprend plus d'un milieu amplificateur (2). 13 - Structure de pompage optique suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1l et 12 caractérisée en ce qu'elle a des lampes à éclair (6) placées transversalement à la longueur du milieu amplificateur (2). 14 - Structure de pompage optique suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, ll et 12 caractérisée en ce qu'elle a des lampes à éclair (6), placées parallèlement à la longueur du milieu amplificateur (2). 15 - Structure de pompage optique suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 et 14 caractérisée en ce qu'elle comprend des zones de refroidissement par un fluide (5, 8).