Brevet FR2643515A1 — publié le 19900824

Procédé de réalisation d'une cathode d'émission pour laser d'énergie haute densité La présente invention concerne les procédés de réalisation d'une cathode d'émission pour lasers d'énergie haute densité tels que, par exemple, les lasers à Argon ionisé. La cathode d'un générateur laser est l'un de ses éléments constitutifs qui se détériore le plus rapidement. Etant le siège de l'émission électronique qui est la base du phénomène d'amplification lumineuse caractéristique d'un générateur laser, sa durée de vie influe donc fortement sur la durée de vie du générateur lui-même. La présente invention a pour but de mettre en oeuvre un procédé de réalisation de cathodes démission pour lasers haute densité qui aient une durée de vie nettement plus longue que celle des cathodes selon l'art antérieur, la mise en oeuvre de ce procédé étant en outre des plus aisée. Plus précisément, la - présente invention a pour objet un procédé de réalisation d'une cathode d'émission pour laser d'énergie à haute densité, caractérisé par le fait qu'il consiste à former un fil métallique à base de Tungstène comportant un élément dopant, par exemple du Thorium ou du Stronsium, à conformer ledit fil en cathode, à placer ledit fil dans un tube laser, à l'emplacement prévu pour la cathode, avec ses deux extrémités situées en dehors dudit tube, à vider ledit tube laser de tout gaz tout en procédant à un chauffage par effet Joule dudit fil conformé en cathode, à remplir ledit tube, après un temps de chauffage du fil d'une première durée, avec un gaz rare comme du Krypton tout en continuant à chauffer ledit fil pendant un temps d'une deuxième- durée, à vider ledit tube dudit gaz rare et à remplacer celui-ci par le gaz prévu pour constituer le milieu amplificateur laser permettant d'obtenir l'effet laser souhaité pour le générateur laser, et à fermer ledit tube en y emprisonnant ledit milieu amplificateur laser gazeux. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparartront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lequel la figure unique représente un schéma permettant d'expliciter la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une cathode d'émission pour laser, notamment pour des générateurs lasers d'énergie à haute densité comme, par exemple, les générateurs à Argon ionisé. Le procédé sera décrit ci-après en regard de la figure unique annexée à la présente description. Le procédé selon l'invention consiste à former un fil métallique 1 à base d'un matériau tel que du Tungstène comportant un élément dopant, par exemple du Thorium ou du Stronsium. On donne ensuite à ce fil une forme de cathode émissive, par exemple la forme d'un enroulement hélicoidal 2 comme illustré sur la figure. Le fil ainsi conformé est alors placé dans un tube laser 3, à l'emplacement 4 prévu pour la cathode, ses deux extrémités 5, 6 traversant, par des traversées étanches 7, 8, la paroi du tube de façon qu'elles soient situées en dehors du tube qui forme une cavité étanche fermée, par exemple en verre ou en quartz. Le tube laser est ensuite vidé 9 de tout gaz, en même temps que l'on procède à un chauffage du fil, avantageusement par effet Joule en connectant ses deux extrémités 5, 6 à une source d'énergie électrique 10, pendant un temps d'une première durée. Ce premier temps de chauffage terminé, le tube est alors rempli 11 avec un gaz rare comne du Krypton et, simultanément, le chauffage du fil est maintenu pendant un temps d'une deuxième durée. A la fin de cette deuxième période de chauffage, le tube est vidé 9 du gaz rare. La réalisation de la cathode suivant le procédé selon l'invention est terminée. Cette cathode peut alors autre otée de l'intérieur du tube, pour pouvoir être montée dans un autre tube laser à décharge. Cependant, elle peut être maintenue en place et devenir ainsi l'un des éléments constitutifs du tube laser dans lequel elle a été réalisée. Dans ce cas, le gaz rare, par exemple le Krypton, est remplacé 12 par le gaz prévu pour constituer le milieu amplificateur laser permettant d'obtenir l'effet laser souhaité pour le générateur, par exemple de l'Argon. Bien entendu, le tube laser est ensuite fermé par soudure de son queusot 13 pour emprisonner le milieu amplificateur laser gazeux. Le Demandeur a pu réaliser, par ce procédé, des cathodes d'une très longue durée de vie qui lui ont donné toute satisfaction. Il pense que -la technique qu'il a mise au point permet de passiver la surface du fil de cathode, par le fait que, au cours des différentes phases du procédé il se produit une migration des éléments dopants contenus dans le Tungstène, jusque sur la surface du fil. La cathode se trouve ainsi protégée d'une manière très efficace, tout en conservant une très grande capacité d'émission électronique. REVENDICATIONS l. Procédé de réalisation d'une cathode d'émission pour laser d'énergie à haute densité, caractérisé par le fait qu'il consiste à former un fil métallique (1) à base de Tungstène comportant un élément dopant, à conformer ledit fil en cathode (2), à placer ledit fil dans un tube laser (3), à l'emplacement (4) prévu pour la cathode, avec ses deux extrémités (5,6) situées en dehors dudit tube, à vider (9) ledit tube laser de tout gaz, tout en procédant à un chauffage par effet Joule (10) dudit fil conformé en cathode, à remplir (11) ledit tube, après un temps de chauffage du fil d'une première durée, avec un gaz rare, tout en continuant à chauffer ledit fil pendant un temps d'une deuxième durée, et à vider (9) ledit tube dudit gaz rare. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit élément dopant est constitué par au moins l'un des corps suivants : Thorium, Stronsium. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit tube est rempli, après un temps de chauffage du fil d'une première durée, avec du Krypton.