CA1105597A - Amplificateur pour laser - Google Patents
Amplificateur pour laserInfo
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Abstract
DESCRIPTIF L'amplificateur comporte une enceinte en forme de pyramide tronquée contenant un milieu actif gazeux et une pluralité de tubes à éclair disposés sur les lignes d'intersection d'un premier groupe de plans issus du sommet de la pyramide et coupant sa grande base suivant des droites parallèles et d'un second groupe de plans parallèles aux bases de la pyramide. Cet amplificateur permet d'obtenir des rendements d'amplification élevés et peut être utilisé pour réaliser des lasers à iode.
Description
~1~3559~
- CL/FG '-LM/DLA/LGP
1 Pl.
--8REVET D'INVENTION
AMPLIFICATEUR POUR LASER ' InYention de Jean-Claude FARCY
Soc été Anoryme dite COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE
.,`~' ,-:
'' .~ -La présente invention concerne un amplificateur pour laser et plu8 particulièrement un amplificateur pour laser à iode.
On connait un amplificateur pour laser à iode, décrit dans l'article "Spectroscopic studies of W production from arc sources in iodine laser gas mixtures" (R.E. BEVERLY III et al) extrait de la revue des Etats Unis d'Amérique "Optics Communications" vol 14, n4, août 1~75, pages ~12 à 417, cet amplificateur comportant une enceinte cylindrique renfermant un milieu actif gazeux et plusieurs sources lumineuses d'excitation de ce milieu actif disposées dans ' 10 l'enceinte. , /
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- CL/FG '-LM/DLA/LGP
1 Pl.
--8REVET D'INVENTION
AMPLIFICATEUR POUR LASER ' InYention de Jean-Claude FARCY
Soc été Anoryme dite COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE
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'' .~ -La présente invention concerne un amplificateur pour laser et plu8 particulièrement un amplificateur pour laser à iode.
On connait un amplificateur pour laser à iode, décrit dans l'article "Spectroscopic studies of W production from arc sources in iodine laser gas mixtures" (R.E. BEVERLY III et al) extrait de la revue des Etats Unis d'Amérique "Optics Communications" vol 14, n4, août 1~75, pages ~12 à 417, cet amplificateur comportant une enceinte cylindrique renfermant un milieu actif gazeux et plusieurs sources lumineuses d'excitation de ce milieu actif disposées dans ' 10 l'enceinte. , /
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2.
On constate que le rendement énergétique des amplificateurs de ce type est relativement faible.
La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient.
La présente invention a pour objet un amplificateur pour laser, comportant une enceinte contenant un milieu actif gazeux et pouvant être traversée par un faisceau iaser à amplifier, et une pluralité
de sources lumineuses disposees dans l'enceinte pour exciter le milieu actif gazeux, caraotérisé en ce que . l'enceinte est en forme de pyramide tronquée, le faisceau se propageant perpendiculairement aux bases de la pyramide, de la petite base à
la grande base de cette pyramide, . les sources lumineuses sont disposées suivant les lignes d'intersection - d'un premier groupe de plans parallèles aux baseq de la pyramide avec un deuxième groupe de plans passant par le ~ommet de la pyramide et ; 15 co~pant sa grande base suivant des droites parallèle~ entre elles, . et qu'il comporte en outre des mo~ens pour augmenter la divergence du faisceau, de la petite base à la grande base, pour que le faisceau occupe tout le volume de l'enceinte.
Des formes particulières d'exécution de l'objet de l'invention sont décrites ci-dessous à titre d'cxemple, en référenoe aux dessins annexés dans lesquels . la figure 1 représente schématiquement, dans l'espace, un amplific~teur selon l'invention, . et la figure 2 est une coupe longitudinale plus détaillée de l'amplifi-cateur illustré par la figure 1.
L'amplificateur repré~enté sur les figures comporte uneenceinte 1 en forme de pyramide tronquée dont la section transversale est par exemple un carré.
: ' , ~l~S597
On constate que le rendement énergétique des amplificateurs de ce type est relativement faible.
La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient.
La présente invention a pour objet un amplificateur pour laser, comportant une enceinte contenant un milieu actif gazeux et pouvant être traversée par un faisceau iaser à amplifier, et une pluralité
de sources lumineuses disposees dans l'enceinte pour exciter le milieu actif gazeux, caraotérisé en ce que . l'enceinte est en forme de pyramide tronquée, le faisceau se propageant perpendiculairement aux bases de la pyramide, de la petite base à
la grande base de cette pyramide, . les sources lumineuses sont disposées suivant les lignes d'intersection - d'un premier groupe de plans parallèles aux baseq de la pyramide avec un deuxième groupe de plans passant par le ~ommet de la pyramide et ; 15 co~pant sa grande base suivant des droites parallèle~ entre elles, . et qu'il comporte en outre des mo~ens pour augmenter la divergence du faisceau, de la petite base à la grande base, pour que le faisceau occupe tout le volume de l'enceinte.
Des formes particulières d'exécution de l'objet de l'invention sont décrites ci-dessous à titre d'cxemple, en référenoe aux dessins annexés dans lesquels . la figure 1 représente schématiquement, dans l'espace, un amplific~teur selon l'invention, . et la figure 2 est une coupe longitudinale plus détaillée de l'amplifi-cateur illustré par la figure 1.
L'amplificateur repré~enté sur les figures comporte uneenceinte 1 en forme de pyramide tronquée dont la section transversale est par exemple un carré.
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3-La pyramide 1 comporte donc deux bases parallèles, une petite base 3 et une grande base 4~ le sommet virtuel de la pyramide étant ~- -représenté en S. La pyramide 1 peut être réalisée par exemple en acier inoxydable.
A l'intérieur de la pyramide sont dispQsées des ~ources - -lumineuses 2a, 2b...... 2i qui peuvent être par exemple des tubes à
l'éclair. Ces tubes à éclairs sont dispo~és suivant les lignes d'inter-~ection d'un premier groupe de plans parallèles aux bases de la pyramide, avec un deuxième groupe de plans passant par le point S et coupant le plan de base 4 de la pyramide suivant des lignes droites parallèles à un côté de la basa 4.
Chaque plan du deuxième groupe comporte donc une rangée de tubes situé~ à l'intersection de ce plan avec les différents plans du premier groupe.
Avantageu~ement, les plans du premier groupe sont distants entre eux d'une distance fixe "e" et les traces des plans du deuxième groupe sur la base 4 sont distantes entre elles d'une distance D fixe également.
De plus, la puissance lumineuse des tubes à éclair, donc en pratique le diamètre de ces tubes, croit régulièrement depuis la face 3 ~usqu'à la face 4, c'est-à-dire depuis les tubes 2a ~usqu'aux tubes 2i.
Un bo;tier 5 parallélépipédique peut être disposé dans le prolongement de la base 3, ce boîtier présentant une longueur telle que le sommet S soit situé à l'intérieur. Un tel bo;tier 5 permet d'éviter tout claquage en retour du matériau transparent utilisé pour la réalisation de la fenêtre 9 prévue à l'entrée du boitier 5.
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1~¢559~
L'enceinte 1 et le bo$tler 5 renferment un milieu actif gazeux tel que l'hepta-fluoro-iodo-propane C3F7I, le faisceau laser à amplifier étant dirigé selon la flèche F, et entrant dans l'enceinte par la base 3. Le faisceau F est rendu divergent p~r tout moyen approprié, de façon à irradier après traversée de la base 3, la totalité du gaz de l'enceinte.
Avantage~sement, comme illustré figure 2, des réflecteurs 6 peuvent être dispo~és entre tubes voisins situés dans un plan du second groupe. Ces réflec',eurs ont pour effet de récupérer l'énergie lumineuse émise dans le plan de~ tlJbes et de la renvoyer dans le milieu actif.
, Un tel amplificateur selon l'invention présente un certain nombre d'avantages.
En premier lieu, la mise en oeuvre d'une enceinte pyramidale permet d'effectuer une amplification à densité d'énergie consta,nte dans les diverses sections transversales de l'enceinte. Il suffit pour cela de prédé~erminer d'une part l'angle solide au sommet de la pyramide et d'autre part le diamètre de~ tubes à éclair et cela en fonction de paramètres tels que puissance du faisceau à amplifier, les énergies de saturation et de claquage du gaz actif.
Le rendement de l'amplificateur se trouve de la sorte amélioré, car toute l'énergie est extraite du Milieu actif.
Il f~ut noter en outre que l'enceinte peut avoir de grandes dimensions sans pour autant que soit dépassé le seuil d'oscillations parasites transversaleq qui peut être maintenu à une valeur minimale.
On va donner ci-après un exemple concret de réalisation ;
d'un amplificateur apte à délivrer une énergie de 25KJ en 500ps. Un tel dispositif comporte 5 rangées de tubes disposés dans une enceinte pyramidale à section carrée croissant de 100 cm2 à 1,5 m2, et de 7 m de longueur.
. . ., ,' . : ' ' .`
.: . ~ .......... , `, `. ' ' ' ` '.: :':
:: . . : , ~ 5597 -- 5.
Le gain obtenu est de 7dB/m soit 49dB au total.
Les tubes dans une rangée sont distants de 5 cm.
L'énergie électrique totale est de 20 MJ.
Bien entendu, leQ tubes à éclair peuvent être remplacés par toute autre source lumineuse tel~ que arcs, fil~ sxplosifs, lampes à ~ercurc ou autre.
De même, cet amplificateur peut être mis en oeuvre avec tout autre milieu actif, par exemple avec des colorants.
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A l'intérieur de la pyramide sont dispQsées des ~ources - -lumineuses 2a, 2b...... 2i qui peuvent être par exemple des tubes à
l'éclair. Ces tubes à éclairs sont dispo~és suivant les lignes d'inter-~ection d'un premier groupe de plans parallèles aux bases de la pyramide, avec un deuxième groupe de plans passant par le point S et coupant le plan de base 4 de la pyramide suivant des lignes droites parallèles à un côté de la basa 4.
Chaque plan du deuxième groupe comporte donc une rangée de tubes situé~ à l'intersection de ce plan avec les différents plans du premier groupe.
Avantageu~ement, les plans du premier groupe sont distants entre eux d'une distance fixe "e" et les traces des plans du deuxième groupe sur la base 4 sont distantes entre elles d'une distance D fixe également.
De plus, la puissance lumineuse des tubes à éclair, donc en pratique le diamètre de ces tubes, croit régulièrement depuis la face 3 ~usqu'à la face 4, c'est-à-dire depuis les tubes 2a ~usqu'aux tubes 2i.
Un bo;tier 5 parallélépipédique peut être disposé dans le prolongement de la base 3, ce boîtier présentant une longueur telle que le sommet S soit situé à l'intérieur. Un tel bo;tier 5 permet d'éviter tout claquage en retour du matériau transparent utilisé pour la réalisation de la fenêtre 9 prévue à l'entrée du boitier 5.
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L'enceinte 1 et le bo$tler 5 renferment un milieu actif gazeux tel que l'hepta-fluoro-iodo-propane C3F7I, le faisceau laser à amplifier étant dirigé selon la flèche F, et entrant dans l'enceinte par la base 3. Le faisceau F est rendu divergent p~r tout moyen approprié, de façon à irradier après traversée de la base 3, la totalité du gaz de l'enceinte.
Avantage~sement, comme illustré figure 2, des réflecteurs 6 peuvent être dispo~és entre tubes voisins situés dans un plan du second groupe. Ces réflec',eurs ont pour effet de récupérer l'énergie lumineuse émise dans le plan de~ tlJbes et de la renvoyer dans le milieu actif.
, Un tel amplificateur selon l'invention présente un certain nombre d'avantages.
En premier lieu, la mise en oeuvre d'une enceinte pyramidale permet d'effectuer une amplification à densité d'énergie consta,nte dans les diverses sections transversales de l'enceinte. Il suffit pour cela de prédé~erminer d'une part l'angle solide au sommet de la pyramide et d'autre part le diamètre de~ tubes à éclair et cela en fonction de paramètres tels que puissance du faisceau à amplifier, les énergies de saturation et de claquage du gaz actif.
Le rendement de l'amplificateur se trouve de la sorte amélioré, car toute l'énergie est extraite du Milieu actif.
Il f~ut noter en outre que l'enceinte peut avoir de grandes dimensions sans pour autant que soit dépassé le seuil d'oscillations parasites transversaleq qui peut être maintenu à une valeur minimale.
On va donner ci-après un exemple concret de réalisation ;
d'un amplificateur apte à délivrer une énergie de 25KJ en 500ps. Un tel dispositif comporte 5 rangées de tubes disposés dans une enceinte pyramidale à section carrée croissant de 100 cm2 à 1,5 m2, et de 7 m de longueur.
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:: . . : , ~ 5597 -- 5.
Le gain obtenu est de 7dB/m soit 49dB au total.
Les tubes dans une rangée sont distants de 5 cm.
L'énergie électrique totale est de 20 MJ.
Bien entendu, leQ tubes à éclair peuvent être remplacés par toute autre source lumineuse tel~ que arcs, fil~ sxplosifs, lampes à ~ercurc ou autre.
De même, cet amplificateur peut être mis en oeuvre avec tout autre milieu actif, par exemple avec des colorants.
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Claims (9)
REVENDICATIONS
1/ Amplificateur pour laser, comportant une enceinte contenant un milieu actif gazeux et pouvant être traversée par un faisceau laser à amplifier, et une pluralité de sources lumineuses disposées dans l'enceinte pour exciter le milieu actif gazeux, caractérisé en ce que . l'enceinte est en forme de pyramide tronquée, le faisceau se propageant perpendiculairement aux bases de la pyramide, de la petite base à
la grande base de cette pyramide, . les sources lumineuses sont disposées suivant les lignes d'intersection d'un premier groupe de plans parallèles aux bases de la pyramide avec un deuxième groupe de plan passant par le sommet de la pyramide et coupant sa grande base suivant des droites parallèles entre elles, . et qu'il comporte en outre des moyens pour augmenter la divergence du faisceau, de la petite base à la grande base, pour que le faisceau occupe tout le volume de l'enceinte.
la grande base de cette pyramide, . les sources lumineuses sont disposées suivant les lignes d'intersection d'un premier groupe de plans parallèles aux bases de la pyramide avec un deuxième groupe de plan passant par le sommet de la pyramide et coupant sa grande base suivant des droites parallèles entre elles, . et qu'il comporte en outre des moyens pour augmenter la divergence du faisceau, de la petite base à la grande base, pour que le faisceau occupe tout le volume de l'enceinte.
2/ Amplificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la puissance des sources lumineuses croît régulièrement de la petite base vers la grande base.
3/ Amplificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle solide au sommet de la pyramide et la puissance des sources lumineuses sont prédéterminés pour obtenir une amplification à densité d'énergie constante dans les sections transversales de l'enceinte.
4. Amplificateur selon la revendication 1, caractéri-sé en ce que les traces des plans du deuxième groupe sur la grande base sont équidistantes.
5. Amplificateur selon la revendication 1, caracté-risé en ce que les plans du premier groupe sont équidistants.
6. Amplificateur selon la revendication 1, caracté-risé en ce que dans chaque plan du second groupe un réflecteur est disposé entre deux sources lumineuses voisines.
7. Amplificateur selon la revendication 1, caracté-risé en ce que le milieu actif gazeux comporte de l'heptafluoro-iodo-propane.
8. Amplificateur selon la revendication 1, caracté-risé en ce que les sources lumineuses sont des tubes à éclair.
9. Amplificateur selon la revendication 1, caracté-risé en ce qu'un boîtier est disposé dans le prolongement de la petite face de la pyramide tronquée, le sommet de la pyramide étant située dans ce boîtier.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7734771A FR2409614A2 (fr) | 1977-11-18 | 1977-11-18 | Amplificateur pour laser |
| FR7734771 | 1977-11-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1105597A true CA1105597A (fr) | 1981-07-21 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2041454A5 (fr) * | 1969-04-24 | 1971-01-29 | Commissariat Energie Atomique | |
| US3973213A (en) * | 1974-05-28 | 1976-08-03 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Compact, high energy gas laser |
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- 1977-11-18 FR FR7734771A patent/FR2409614A2/fr active Granted
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1978
- 1978-11-03 CH CH1133178A patent/CH627307A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1978-11-03 BE BE1009119A patent/BE871727A/fr not_active IP Right Cessation
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- 1978-11-09 JP JP13738678A patent/JPS5478997A/ja active Pending
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- 1978-11-16 CA CA316,333A patent/CA1105597A/fr not_active Expired
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- 1978-11-17 NL NL7811374A patent/NL7811374A/xx not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| GB2008312B (en) | 1982-05-12 |
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| FR2409614B2 (fr) | 1980-08-22 |
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|---|---|---|---|
| MKEX | Expiry |