Brevet FR2613143A2 — publié le 19880930

FR 2613143 A2 19880930 FR 8704294 A 19870327 Le brevet principal décrit un tube laser à vapeurs métalliques comportant un tube à plasma cylindrique disposé dans une enceinte étanche et entouré dun isolant thermique. une électrode à chaque extrémité du tube à plasma, et un conducteur de retour cylindrique coaxial au tube à plasma et relié à l7une des électrodes Le conducteur de retour a un rayon environ égal a e est la base des logarithmes népériens, dite fonction exponentielle dans le brevet principal, r est le rayon du tube a plasma, exprimé en centimètres dE est la densité d > énergie du plasma, exprimée en milli joules/centimètres cubes est la résistivité du plasma exprimée en ohms x centimètres U est le champ électrique exprimé en volts/centimètres. Dans le brevet principal, on a décrit deux formes de réalisation permettant daadapter impédance du tube a plasma a celle de son circuit électrique dSalimentation. Suivant une première forme de réalisation, le tube à plasma est entouré par un isolant thermique dont une partie est disposée à I'intérieur de enceinte étanche entre le tube à plasma et le tube délimitant enceinte étanche, tandis quwune seconde partie de isolant thermique est disposée à l'extérieur de enceinte étanche. Cette forme de réalisation présente un risque de pollution du milieu laser par la partie d'isolant thermique disposée à 1 intérieur de l'enceinte étanche. Suivant une seconde forme de réalisation, le tube a plasma comporte des extrémités évasées d'un diamètre supérieur à sa partie médiane. ces extrémités évasées étant raccordées directement de façon étanche aux supports d'électrode par lSintermbdiaire de soufflets métalliques. On obtient ainsi un tube laser de structure simplifiée dont le tube à plasma se confond avec la paroi de l'enceinte étanche. Toutefois, les parties évasées rendent plus coateuse la fabrication du tube laser et plus difficile la mise en place de l'isolant thermique autour de la partie médiane du tube à plasma. Le but de la présente addition est de remédier aux inconvénients précités tout en simplifiant la structure du tube laser. Suivant la présente addition, le tube à laser dans lequel les électrodes sont cylindriques est caractérisé en ce que le tube à plasma est un tube droit cylindrique qui comprend en son intérieur au moins deux disques présentant une ouverture axiale et disposés transversalement par rapport à l'axe du tube, le diamètre de ces disques étant sensiblement égal au diamètre intérieur du tube tandis que le diamètre de leur ouverture est sensiblement égal au diamètre externe des électrodes. Le tube laser conforme à l'addition est de structure simplifiée du fait que son tube à plasma est un tube droit cylindrique. En outre, les disques déterminent entre eux des réservoirs de métal qui ne gênent pas la propagation du faisceau laser et augmentant la durée de vie du tube laser dont la charge en métal est plus importante. La présence de ces réservoirs autorise également le fonctionnement du tube laser en position inclinée car ils évitent au métal de s'écouler par l'une ou l'autre des extrémités du tube laser. Au dessin unique annexé donné à titre d'exemple non limitatif, la figure est une vue en coupe longitudinale schématique d'un tube laser suivant la présente addition. En référence à la figure, le tube laser à vapeurs métalliques comporte un tube à plasma cylindrique droit 1, par exemple un tube en céramique réfractaire, disposé dans une enceinte étanche 2. A ses deux extrémités, l'enceinte étanche 2 est reliée à une extrémité de soufflets métalliques 4 dont l'autre extrémité est fixée. de façon étanche, à des supports d'électrode 5, portant des électrodes 6.Les supports d'électrode 5 comportent, dune façon classique, des moyens de refroidissement non représentés, par exemple, un circuit d'eau. Lun des supports d'électrode est relié par un cable 7 à un dispositif d'alimentation (non représenté > produisant des impulsions électriques destinées à exciter le milieu laser contenu dans l'enceinte étanche 2. De façon classique, les électrodes 6 sont des électrodes tubulaires, dont l'extrémité externe est fermée par des fentres 8 permettant la transmission du faisceau laser. Un conducteur de retour 9 est disposé de façon coaxiale au tube a plasma I et a l'une de ses extrémités reliée à l'une des électrodes 6 par l'intermédiaire de son support d'électrode 5, tandis que l'autre extrémité est reliée à la masse par l'intermédiaire d'un câble 10. Afin d'assurer une adaptation d'impEdance propice à une décharge sans oscillation de l'impulsion d'alimentation, le rayon R du conducteur de retour 9 est de préférence égal à : e est la base des logarithmes népériens, dite fonction exponentielle dans le brevet principal, r est le rayon des électrodes, exprimé en centimètres dE est la densité d'énergie du plasma, exprimée en milli joules/centimètres cubes. ro est la résistivité du plasma, exprimée en ohms x cm U est le champ électrique exprimé en volts/centimètres. Selon un autre caractéristique, le tube à plasma 1 est entouré par un isolant thermique 12 disposé à l'extérieur de l'enceinte étanche 2 et constitué diun matériau pouvant contenir des liants organiques ne se vaporisant pas à la pression atmosphérique. Le conducteur de retour 9 est disposé dans l'isolant 12 et est séparé de lélectrode 6 à laquelle il n'est pas directement raccordé par un milieu à la pression atmosphérique de sorte que le risque de formation dun arc électrique entre le conducteur de retour et les électrodes d'alimentation est minimisé. Conformbment à la présente addition, le tube å plasma 1 contient des disques 33 (quatre dans l'exemple représenté) présentant une ouverture axiale circulaire 34 et disposés transversalement par rapport a l'axe du tube t. Le diamètre de ces disques 33 réalisés en matière isolante rbfractaire telle que l'alumine ou l'oxyde de zirconium, est sensiblement égal au diamètre intérieur du tube 1 tandis que le diamètre de leur ouverture 34 est sensiblement égal au diamètre externe des électrodes 6, soit 2 r. Ces disques 33 ne sont pas solidaires de la paroi la du tube 1. Ils sont simplement emboîtés dans le tube 1. Ils présentent une épaisseur suffisante pour que, en fonctionnement, par effet de soudure avec le plasma métallique formé à l'intérieur du tube X, ils soient maintenus en position appropriée meme si le tube laser est utilisé en position inclinée. Les disques 33 forment entre eux des sortes de réservoirs de métal dont la quantité accrue à l'intérieur du tube 1 permet d'augmenter la durée de vie du tube laser. Ces réservoirs ne gnent pas la propagation du faisceau laser dans le plasma de diamètre 2r. Par ailleurs, la structure du tube laser ainsi réalisé est simple puisque le tube à plasma est droit et qu'il n'y a qu'une seule partie isolante. En outre, ce tube laser peut fonctionner en position inclinée, les disques 33 empochant le métal de s'écouler vers l'extrémité basse du tube. REvENDICTIONS 1. Tube laser à vapeurs métalliques conforme a la revendication 1 du brevet principal, dans lequel les électrodes (6) sont cylindriques. caractérisé en ce que le tube å plasma (t) est un tube droit cylindrique qui comprend en son intérieur au moins deux disques (3S) présentant une ouverture axiale (34) et disposés transversalement par rapport à l'axe du tube (1X, le diamètre de ces disques étant sensiblement égal au diamètre intérieur du tube (1) tandis que le diamètre de leur ouverture (34 > est sensiblement égal au diamètre externe des électrodes (6). 2. Tube laser conforme à la revendication 1 de la présente addition, caractérisé en ce que les disques (33) sont en matière isolante réfractaire. 3. Tube laser conforme à la revendication 1 ou 2 de la présente addition, caractérisé en ce que les disques (33) sont en alumine ou en oxyde de zirconium.