CH618816A5 - - Google Patents

Description

La présente invention concerne un procédé pour commander ou régler un faisceau cohérent de rayonnement qui est produit à partir d'un milieu gazeux dans une région de travail d'une enceinte.

Un faisceau laser est un faisceau cohérent de rayonnement électromagnétique qui, en vertu de sa cohérence, est très directionnel, si bien qu'il est possible de projeter le faisceau laser sur de grandes distances avec une faible dispersion du faisceau. Comme le faisceau laser possède une cohérence spatiale, il est possible de le focaliser de façon à former une petite tache. Par conséquent, il est possible d'obtenir d'énormes densités d'énergie.

Un laser à faisceau d'électrons est décrit dans le brevet E. U. A. n° 3 702 973. Ce brevet décrit une structure et un procédé pour faire fonctionner un laser dynamique à gaz, à décharge électrique, à gaz à haute pression, de volume relativement grand, dans lequel le milieu contient du gaz carbonique. On produit une décharge électrique commandée, spatialement uniforme, dans la région de travail, en introduisant un rayonnement ionisant (un large faisceau d'électrons) dans la cavité optique du laser, à travers une paroi de cette cavité, de façon à produire une densité prédéterminée sensiblement uniforme d'électrons secondaires dans le milieu gazeux, en ionisant ce milieu. En même temps, il est prévu un champ électrique d'entretien qui est uniforme dans toute la région de travail du laser et qui assure une température prédéterminée des électrons, que l'on calcule de façon à accroître l'énergie moyenne des électrons secondaires dans la région de travail sans augmenter notablement la densité prédéterminée des électrons dans cette région. La direction du champ d'entretien, la direction du faisceau laser et la direction du courant de gaz peuvent être mutuellement orthogonales.

Lorsque le laser fontionne, le faisceau ionisant d'électrons est engendré à l'extérieur de la cavité du laser par un générateur de faisceau d'électrons, et il y a un large faisceau uniforme de section droite suffisante pour couvrir la région de travail relative ment grande du laser. Une structure convenable pour engendrer un tel faisceau d'électrons large et uniforme est décrite dans le brevet E. U. A. n° 3 749 967. Ce faisceau est transmis dans la cavité du laser par une fenêtre à électrons, et dans la région de travail délimitée par le champ d'entretien. Une partie de la cavité optique du laser se trouve dans ce champ d'entretien et dans la cavité optique.

Dans la décharge d'électrons à grande puissance telle que celle qui est décrite dans le brevet E. U. A. n° 3 702 973 susmentionné, la puissance de sortie du laser est à peu près proportionnelle à la puissance d'entrée dans la partie où est appliqué le champ d'entretien. Cette partie comporte une anode et une cathode entre lesquelles se trouve la région occupée par le gaz de travail, et ainsi la région de travail du laser est délimitée par cette anode et cette cathode. C'est la décharge entre l'anode et la cathode, entretenue uniformément, qui «pompe» le laser et assure ainsi l'inversion de population entre les états d'énergie qui est nécessaire pour l'action du laser. Etant donné que la puissance de sortie du laser est proportionnelle à la puissance d'entrée dans le champ d'entretien, il est possible de commander la puissance de sortie en agissant sur la tension d'entretien. Cette technique s'est avérée efficace pour les lasers à gaz de plus petite taille. Mais elle n'est pas aussi efficace pour les lasers de plus grande taille, en particulier dans les cas où il faut modifier rapidement la puissance de sortie du laser. Pour les lasers à faisceau d'électrons relativement grand, on commande la densité du faisceau d'électrons qui est projeté dans la région de travail entre les électrodes d'entretien, tout en maintenant constante la tension d'entretien. De la sorte, on fait varier l'intensité du courant d'entretien pour faire varier la puissance de sortie du laser. Cette dernière dépend elle-même de la concentration des ions qui sont produits dans la région de travail par le faisceau ionisant d'électrons.

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Le faisceau ionisant d'électrons est produit par le générateur de faisceau d'électrons qui est un dispositif externe d'accélération d'électrons qui engendre un large faisceau d'électrons qui est projeté à travers une fenêtre à électrons dans la région de travail du laser. Dans le générateur de faisceau d'électrons, les électrons qui sont émis par une cathode sont accélérés par des anodes, et ainsi l'énergie des électrons qui entrent dans la région de travail du laser est déterminée par la tension des anodes d'accélération. D'habitude, on maintient constante la tension des anodes d'accélération et on fait varier la tension appliquée à une grille de commande qui est placée entre les anodes d'accélération et la cathode. Cette grille commande la densité du faisceau d'électrons qui est injectée dans la région de travail ou d'entretien du laser. Il est possible de parvenir à des variations très brusques de la puissance de sortie du laser en modifiant brusquement la tension appliquée à cette grille de commande dans le générateur de faisceau d'électrons. De la sorte, le générateur de faisceau d'électrons et le dispositif d'entretien fonctionnent conjointement, d'une façon similaire à un tube à vide à triode ou à tétrode, en commandant la puissance de sortie du laser, cette dernière étant commandée par un potentiel de grille dans le générateur de faisceau d'électrons.

Jusqu'à présent, un laser à gaz carbonique à faisceau d'électrons construit et utilisé comme décrit ci-dessus et comportant un générateur de faisceau d'électrons et un dispositif d'entretien, comportait un dispositif de commande à rétroaction du type «à zéro». Ce dispositif détecte le courant du faisceau d'électrons et compare ce courant à une norme fixée au préalable par l'opérateur, en émettant un signal de commande qui représente la différence. Ce signal de commande est appliqué à la grille de commande du générateur de faisceau d'électrons. Ce dispositif à rétroaction est destiné surtour à compenser les variations qui pourraient résulter par exemple de modifications de la tension du secteur électrique, de dérives de composantes de l'alimentation électrique, ou d'autres facteurs qui pourraient influencer l'amplitude du courant du faisceau d'électrons. Il ne permet pas tout à fait de corriger les perturbations de la sortie du faisceau laser, et il est donc moins efficace qu'il ne le faudrait dans les cas où il faut maintenir constant et pratiquement sans perturbations le faisceau de sortie du laser, ou bien dans les cas où il faut modifier brusquement la puissance du faisceau, par exemple lorsque le faisceau est «puisé».

Dans un dispositif de commande à rétroaction connu il est prévu un dispositif de commande pour un laser utilisant une boucle de rétroaction qui comporte un dispositif optique et un dispositif électrique. Les dispositifs optique et électrique combinés qui assurent la rétroaction sont particulièrement utiles pour la commande d'un laser à faisceau d'électrons.

Le dispositif optique en question fait appel à des miroirs pour intercepter périodiquement un faisceau laser et diriger le rayonnement intercepté, à travers des atténuateurs optiques, vers un détecteur de rayonnement qui produit un signal électrique représentatif de la puissance du faisceau périodiquement intercepté et se composant d'une série d'impulsions au rythme d'interception du faisceau laser. Les impulsions successives sont combinées par un circuit de traitement qui produit un signal pratiquement stable dont le niveau est proportionnel à la puissance du faisceau laser. Le niveau de ce signal est comparé à un niveau normal de signal qui est commandé par l'opérateur, pour produire un signal de différence qui sert à commander le générateur de faisceau d'électrons. Le signal de différence peut éventuellment être amplifié et être appliqué directement à la grille du générateur de faisceau d'électrons, ou bien, comme c'est le cas dans une forme de réalisation qui est décrite ici, le signal de différence peut éventuellement être transmis par un émetteur télémétrique à un récepteur télémétrique à l'emplacement du générateur de faisceau d'électrons, où le signal de différence qui est reçu est extrait, amplifié et appliqué pour commander la grille du générateur d'électrons.

Dans ce dispositif connu, le faisceau laser de sortie est échantillonné périodiquement par des parties réflectrices de miroir sur une roue tournante qui doit obligatoirement former un certain angle avec le faisceau laser. Comme la puissance qui est réfléchie par les miroirs est plus grande que la puissance voulue, le rayonnement du faisceau de sortie qui est réfléchi est atténué de plusieurs ordres de grandeur dans le dispositif optique puis est focalisé sur le détecteur de rayonnement, qui produit un signal représentatif de la puissance du rayonnement réfléchi.

Dans une forme de réalisation il est également prévu un circuit de traitement de signaux qui traite le signal venant du détecteur de rayonnement, et un moyen pour faire la moyenne des impulsions de signal électrique venant du détecteur. Plus précisément, le train d'impulsions qui vient du détecteur est «bloqué» électriquement à un niveau qui dépend de l'énergie des impulsions successives, puis passe dans un redresseur biphasé qui est réglé sur ce même niveau, et est de façon à produire le signal de sortie pratiquement stable, dont le niveau indique la puissance du faisceau laser de sortie et est pratiquement affranchi desharmoniques de fréquence du secteur électrique qui apparaissent dans le faisceau laser de sortie. Il est alors possible de comparer le niveau de ce signal de sortie avec le niveau de signal normal qui est commandé par l'opérateur, pour produire le signal de différence qui commande le générateur du faisceau d'électrons.

Afin de rendre ce dispositif de commande à rétroaction plus sensible aux variations brusques de la puissance de sortie du faisceau laser, comme lorsque ce faisceau est volontairement plusé, un signal issu du générateur du faisceau d'électrons et représentatif du courant du faisceau d'électrons est différencié et ajouté au signal moyen, puis la somme des deux est comparée au signal normal commandé par l'opérateur. Le but de l'addition de la différentielle de l'intensité du courant du faisce,au d'électrons au signal moyen qui est issu du faisceau laser de sortie est d'améliorer la réponse transitoire du dispositif de commande. Il y a lieu de noter que le calcul de la moyenne de signal ne peut être que plus lent que la détection, et que si le signal moyen permet très bien de commander le laser dans son fonctionnement en régime permanent, il est trop lent pour réagir à des variations brusques de la puissance de sortie du laser, comme lorsque le laser est puisé. D'autre part, le générateur du faisceau d'électrons, et plus précisément l'intensité du faisceau d'électrons, allume et éteint directement le faisceau laser, et ce courant peut même devancer légèrement le faisceau laser. Par conséquent, la somme de la différentielle de l'intensité du courant du faisceau d'électrons et du signal de commande, stabilise le circuit de commande de puissance du laser et en fait permet une réponse rapide lorsque c'est nécessaire.

Ainsi que l'exposé précédent permet de s'en rendre compte, il est difficile d'échantillonner les faisceaux lasers de grande puissance sans affecter notablement la puissance du faisceau, ou en fait sans l'interrompre totalement. L'utilisation de miroirs tournants présente de nombreux inconvénients. Par exemple, en général, il se réfléchit du faisceau laser une quantité d'énergie plus grande qu'on ne le désire; les miroirs doivent en général avoir une taille considérable, ce qui non seulement limite la quantité d'énergie réfléchie mais provoque l'interruption d'une partie appréciable du faisceau laser; l'énergie réfléchie dépend grandement de la propreté des surfaces des miroirs, des pellicules de surface et de la poussière, toutes caractéristiques qui ont tendance à varier avec le temps; et le choix de l'emplacement des moyens de mesure de l'énergie réfléchie par miroir est extrêmement limité.

Selon la présente invention, il est procuré un procédé pour commander ou régler un faisceau cohérent de rayonnement

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produit à partir d'un milieu gazeux, dans une région de travail d'une enceinte, caractérise en ce que: on intercepte séquentiellement le faisceau cohérent de rayonnement, à intervalles sensiblement réguliers, à l'aide de fils métalliques allongés qui sont espacés l'un de l'autre à l'extérieur de l'enceinte et dont la surface extérieure réfléchit le rayonnement cohérent de façon à donner des impulsions réfléchies de rayonnement; on recueille les impulsions réfléchies de rayonnement et on les transforme en un signal de rétroaction électrique représentatif de la puissance des impulsions réfléchies de rayonnement; et on procède à la commande ou au réglage voulu du faisceau de rayonnement cohérent en utilisant le signal de rétroaction électrique pour commander ou régler un faisceau d'électrons de section transversale suffisante pour couvrir la région de travail et qui est introduit dans cette-ci depuis l'extérieur de l'enceinte, ledit faisceau d'électrons produisant dans le milieu gazeux une densité prédéterminée et spatialement uniforme d'électrons secondaires, dont l'énergie moyenne est suffisamment augmentée, par un champ électrique appliqué dans la région de travail, pour stimuler l'émission du faisceau cohérent de rayonnement sans augmenter la densité prédéterminée d'électrons produite par le faisceau d'électrons.

L'interception du faisceau cohérent se fait de préférence à l'aide d'une roue ou moyeu tournant qui porte un certain nombre de fils métalliques fins qui partent radialement vers l'extérieur du moyeu et dont une surface extérieure réfléchit la longueur d'onde du rayonnement laser qui constitue le faisceau laser de sortie. La roue ou moyeu tourne à une vitesse au moins suffisante pour faire s'étendre radialement les fins fils métalliques et les faire passer tour à tour à travers le faisceau laser. Au moment où les fils où les fils métalliques fins interceptent le faisceau laser, ils réfléchissent le rayonnement laser pratiquement dans tous les azimuts. En conséquence, le moyeu peut non seulement former presque n'importe quel angle voulu avec l'axe longitudinal du faisceau laser, mais en outre le détecteur de rayonnement peut lui aussi former presque n'importe quel angle voulu avec l'axe de rotation du moyeu. Même avec des faisceau lasers de très grande puissance, l'atténuation du rayonnement laser, y compris le rayonnement qui est réfléchi spéculairement par les fils métalliques, n'est généralement pas nécessaire. Cependant, pour plus de commodité, les rayons réfléchis spécu-laires et diffusés qui forment une partie du rayonnement laser réfléchi par les fils métalliques, sont recueillis et focalisés sur le détecteur de rayonnement pour produire un signal électrique représentatif de la puissance du rayonnement réfléchi, et donc de la puissance du faisceau laser. En outre, le dispositif optique est disposé et conçu de façon à permettre un alignement simple et rapide des pièces qui le composent.

On va maintenant illustrer l'invention plus en détail en se reportant aux planches de dessin annexées, sur lesquelles: la figure 1 est un schéma représentant la structure, le dispositif et l'appareil de mise en œuvre du procédé selon la présente invention, dans un laser à gaz carbonique, à circulation de gaz et à faisceau d'électrons ;

la figure 2 est une vue schématique en persepctive faisant apparaître les directions d'émission des électrons, de circulation du gaz et du faisceau laser dans la région d'entretien ou de travail d'un type de laser à faisceau d'électrons;

la figure 3 est une vue éclatée du dispositif optique qui fait partie du dispositif de rétroaction optique qui intercepte une fraction du rayonnement de sortie du laser pour en détecter la puissance et engendrer le signal de rétroaction;

la figure 4 est une vue de devant d'un moyeu et des fils métalliques réflecteurs faisant partie du dispositif optique ;

la figure 5 est une vue agrandie d'un fil métallique réflecteur passant à travers le faisceau incident de sortie du laser ;

la figure 6 est une forme d'onde représentant le signal électrique qui est produit par un détecteur pyroélectrique dans le dispositif optique, à la suite de la réflexion du faisceau par un fil métallique tel que celui qui est représenté sur la figure 5 ; et la figure 7 est un schéma électrique simplifié du dispositif électrique qui fait du dispositif de rétroaction.

, Le schéma de la figure 1 fait apparaître le générateur 1 du faisceau d'électrons, le dispositif d'entretien 2 et la région de travail 26 du laser, le dispositif 3 de commande à rétroaction, y compris ses sous-systèmes optique et électrique, désignés respectivement par les repères numériques 4 et 5, l'alimentation 10 électrique 6 à haute tension qui alimente le générateur de faisceau d'électrons, le générateur 7 du signal d'entrée commandé par l'opérateur et le circuit 8 de combinaison et de transmission des signaux d'entrée et de rétroaction. Le but des signaux de rétroaction et des signaux d'entrée commandés par 15 l'opérateur est de commander le faisceau d'électrons issu du générateur du faisceau d'électrons qui excite le milieu gazeux du laser dans la région de travail du dispositif d'entretien. Le signal d'entrée commandé par l'opérateur qui provient du générateur 7, et le signal de rétroaction électrique qui provient du sous-2I] ensemble 5 de rétroaction électrique (appelé «circuit de traitement») se combinent dans le circuit 8 en donnant le signal de commande de grille du faisceau d'électrons qui est transmis à l'alimentation électrique 6 à haute tension pour commander la grille du faisceau d'électron.

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Le générateur 1 du faisceau d'électrons, tel qu'il est représenté sommairement sur la figure 1, comporte une enveloppe 10 ayant à l'une de ses extrémités une fenêtre 12 à électrons à barrière de vide, qui est conçue pour permettre au faisceau 30 d'électrons 13 qui est engendré à l'intérieur de l'enveloppe, de sortir par la fenêtre. A l'intérieur de l'enveloppe sont disposées une cathode 14, une grille de commande 15 et des anodes d'accélération 16 et 17. La tension qui les alimente est fournie par l'alimentation électrique 6 par l'intermédiaire de lignes 19 et 35 22 enfermées dans un câble blindé 24. L'anode 17 est reliée à la terre, la cathode est négative par rapport à la terre, et la tension qui est appliquée à l'anode 16 lui donne un potentiel intermédiaire fixe. De la sorte, la densité des électrons qui partent de la cathode et atteignent le champ accélérateur entre les anodes 16 40 et 17 dépend de la tension qui est appliquée à la grille de commande 15. Les électrons qui sont accélérés par le champ accélérateur entre les anodes 16 et 17 entrent dans la fenêtre 12 et sortent de cette fenêtre sous la forme d'un large faisceau d'électrons d'énergie relativement uniforme, la densité de ce 45 faisceau étant déterminée par la tension de grille.

Le large faisceau d'électrons traverse le court espace 25 qui contient le milieu gazeux du laser à la pression de fonctionnement du laser. De la sorte, le faisceau sort du vide de l'enveloppe 10 pour entrer dans une région où règne une pression de so gaz importante, et pénètre dans la région de travail du laser, désignée par le repère numérique 26. Cette région de travail se trouve entre les électrodes d'entretien 27 et 28, qui sont espacées pour que le gaz de travail puisse passer entre ces électrodes (suivant la flèche horizontale sur la figure 1). L'axe optique 30 55 du laser se trouve également entre ces électrodes, et la direction du faisceau laser, la direction du courant de gaz et l'axe optique de la cavité du laser sont mutuellement orthogonaux.

Les électrodes d'entretien sont alimentées par la tension de l'alimentation d'entretien 29 de telle manière qu'une différence 60 de tension pratiquement fixe est appliquée à ces électrodes, et ainsi la puissance qui est fournie aux électrodes d'entretien dépend de l'impédance qui existe entre elles, telle qu'elle est déterminée par la densité des ions produits dans la région de travail par le faisceau d'électrons incident 13.

65 La tension qui est appliquée à la grille de commande 15 dans le générateur du faisceau d'électrons est commandée par le circuit 32 de commande de polarisation de la grille, qui est placé dans l'alimentation électrique 10 à haute tension. La cathode 14

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du générateur de faisceau d'électrons est négative par rapport à la terre, d'environ 70 kV ou plus. La cathode se raccorde à la sortie à haute tension de l'alimentation 33 à 70 kV dans l'alimentation électrique à haute tension. La grille 15 du générateur du faisceau d'électrons est elle aussi à environ moins 70 kV par 5 rapport à la tension de grille qui est déterminée par le circuit 32 de commande de grille. Le filament de cathode est commandé par le circuit 34 de commande de filament, et l'anode d'accélération 16 est commandée par le circuit 35, ces deux circuits se trouvant dans l'alimentation électrique 6 à haute tension. De la , 0 sorte, les circuits de commande de grille, de cathode, de filament de cathode et d'anodes d'accélération, ainsi que l'alimentation électrique de 70 kV, sont tous contenus dans l'enceinte 36 de l'alimentation électrique à haute tension.

La tension de grille de commande du faisceau d'électrons , 5 peut éventuellement être transmise par voie télémétrique au circuit de commande de grille, au lieu de lui être transmise par des fils de cuivre durs. Pour cela, le transformateur d'isolement 37 constitue le lien entre le niveau de tension 70 kV, à l'intérieur de l'enceinte 36 d'alimentation électrique et du générateur 2(l de faisceau d'électrons, et le monde extérieur.

Le dispositif de rétroaction d'un faisceau laser 31 commence par le sous-ensemble optique 4 qui intercepte par intermittence le faisceau laser de sortie et dirige une partie de la partie interceptée de ce faisceau sur un détecteur de rayonnement 25 optique qui produit des impulsions de signal électrique, chaque impulsion indiquant l'énergie de faisceau laser qui est interceptée.

Les impulsions qui sortent de détecteur de rayonnement sont envoyées dans les circuits 5 de traitement des signaux de 30 rétroaction. Les circuits de traitement réagissent aux impulsions et, dans certaines formes de réalisation de la présente invention, régissent à d'autres signaux qui proviennent de l'alimentation électrique 6 à haute tension, en produisant dans leur sortie, dans la ligne 5a, un signal électrique de niveau pratiquement constant 35 qui représente la puissance, en régime permanent, du faisceau laser. Ce signal est envoyé dans les circuits 8 de combinaison et de transmission, dans lesquels il est comparé à un signal provenant du générateur de signal d'entrée commandé par l'opérateur, dans la ligne 7a, en donnant un signal de différence qui sert 40 à commander la grille du générateur du faisceau d'électrons.

Dans les circuits 8 de combinaison et de transmission, le signal d'entrée commandé par l'opérateur qui passe dans la ligne 7a, commande une alimentation 41 en courant continu qui produit dans la ligne 41a un signal de commande normal qui 45 représente le signal de commande de l'opérateur. Ce signal normal est comparé au signal de rétroaction traité qui provient de la ligne 5a, par l'amplificateur totalisateur 42. De la sorte, la sortie de l'amplificateur totalisateur reflète la différence entre le signal de rétroaction et le signal normal. Ce signal de différence 5() est envoyé dans un modulateur 43, dans lequel il sert à moduler l'amplitude d'un signal de 10 kHz venant d'un oscillateur 44. Ce signal modulé est amplifié par un amplificateur 45 et transmis ou bien appliqué directement au transformateur d'isolement 37 dans l'alimentation électrique 6 à haute tension. Le modulateur 55 43, l'amplificateur 44 et le primaire 37b du transformateur d'isolement 37 peuvent être considérés comme un émetteur télémétrique. Le signal modulé de 10 kHz qui apparaît sur le secondaire 37s de ce transformateur est démodulé et appliqué à la grille 15 de commande du faisceau d'électrons, par le circuit 60 32 de commande de polarisation de grille. Dans le circuit 32, le signal modulé de 10 kHz est redressé par un redresseur à pont, filtré pour être débarassé de ses ondulations, et ajouté à la tension de 70 kV qui est appliquée à la grille du générateur du faisceau d'électrons. On a donc un dispositif de commande à 65 rétroaction à boucle fermée qui échantillonne la puissance du faisceau laser en donnant un signal de rétroaction représentatif de cette puissance, et qui compare ce signal au signal de sortie du générateur 7 commandé par l'opérateur, en produisant un signal de différence. Ce signal de différence est alors transmis au circuit 32 de commande de polarisation de grille pour modifier la tension de grille dans la mesure du nécessaire pour modifier la puissance de sortie du laser de façon à faire disparaître cette différence.

La figure 2 représente les coordonnées qui sont associées au faisceau d'électrons, à la direction du courant de gaz, et à la cavité optique du laser. Le milieu gazeux qui passe dans le dispositif dans la direction indiquée par la flèche verticale peut être constitué par 16% de gaz carbonique, 34% d'azote et 50% d'hélium, provenant d'une source convenable (non représentée). Ce gaz est dirigé dans la région de travail 26 de la cavité optique du laser qui est délimitée par les miroirs 46 et 47. Des détails supplémentaires du laser, du dispositif d'entretien et du générateur du faisceau d'électrons se trouvent dans les brevets E. U. A. mentionnés ici.

Comme décrit également dans le brevet E. U. A. n° 3 702 973, l'intérieur de l'enveloppe 10 du générateur du faisceau d'électrons est mis sous vide pour que le large faisceau d'électrons 13 puisse y être formé et commandé. Ce faisceau est lancé vers la plaque conductrice réticulée 48 qui fait partie de la fenêtre 12 dans l'enveloppe. La plaque 48 peut être en acier inoxydable ou un matériau similaire et est recouverte d'une mince feuille d'un matériau ou membrane 49 qui possède une résistance mécanique suffisante pour supporter la différence de pression qui règne entre l'intérieur de l'enveloppe et la région 25, et qui cependant transmet les électrons sans absorber une partie exessive de leur énergie, car sinon elle se casserait ou se déchirerait.

Le large faisceau 13 qui sort de la fenêtre 12 et entre dans la région 25 traverse une plaque cathodique réticulée 27 qui peut être faite d'un treillis métallique, et entre dans la région de travail 26. Dans cette région de travail, l'énergie des électrons est entretenue par le champ électrique d'entretien qui est appliqué entre les plaques anodique et cathodique respectives 28 et 27 qui sont reliées à l'alimentation électrique d'entretien 29.

Le faisceau ionisant d'électrons qui est ainsi produit, en pénétrant dans la région de travail du laser, fournit dans cette région de travail une source d'électrons secondaires à température très basse, et augmente le rendement par décharge électrique, comme décrit plus complètement dans le brevet E. U. A. n° 3 702 973 sus-mentionné. Conformément à la présente invention, le faisceau d'électrons est également commandé par rétroaction à partir du faisceau laser de sortie, et commande à son tour la puissance de sortie du faisceau laser. Plus précisément, conformément à la présente invention, la densité du large faisceau d'électrons qui pénètre dans la région de travail 26 est commandée électroniquement dans le générateur 1 du faisceau d'électrons.

La boucle de rétroaction a pour effet de commander et de maintenir constante la puissance du faisceau laser, au niveau demandé par le signal d'entrée commandé par l'opérateur. Le sous-ensemble optique de la boucle de rétroaction échantillonne la puissance du faisceau laser en interceptant périodiquement la totalité du faisceau de sortie et en dirigeant le rayonnement intercepté sur un détecteur de rayonnement qui produit un signal électrique, et à partir de ce signal électrique, il est obtenu un signal électrique de rétroaction qui est combiné au signal d'entrée de façon à commander la puissance de sortie du laser. Le sous-ensemble optique est représenté sur la figure 3 et se compose d'un moyeu 50 à fils métalliques réflecteurs 61, dirigés radialement, entraîné par un moteur 52 à grande vitesse.

Chaque fil métallique 61 qui est porté par le moyeu 50 interrompt le faisceau laser 31 et ne réfléchit qu'une petite partie de la puissance totale de sortie de ce faisceau, dont seule une petite fraction est utilisable et peut en fait être utilisée. Cette partie

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réfléchie utile du faisceau, désignée par le repère numérique 53, est dirigée vers un miroir concave 54 ayant une distance focale prédéterminée et convenable. Afin de réduire au minimum l'espace nécessaire pour loger le dispositif optique, la partie réfléchie utile qui est reçue et réfléchie par le miroir 54 est «pliée» au moyen d'un miroir plan 55. De la sorte, avec l'agencement de la figure 3, un miroir concave 54 placé d'un côté du faisceau laser de sortie 31 dirige la partie réfléchie utile 53 vers l'autre côté du faisceau laser 31 sur le miroir plan 55 qui à son tour renvoie le faisceau réfléchi de l'autre côté du faisceau laser 31 sur une lentille 57 de focalisation qui concentre le faisceau reçu sur un détecteur pyroélectrique 58 de rayonnement. Bien entendu, les miroirs 54 et 55 sont avancés et disposés de telle manière que le chemin du faisceau plié 53 passe bien à travers le faisceau laser de sortie 31 et provoque une interférence entre les deux.

La lentille 57 est une lentille convexe ou une lentille piano-convexe qui focalise le faisceau reçu 53 sur la surface du détecteur pyroélectrique 58. Le matériau dont la lentille est faite est de préférence transparent non seulement à la longueur d'onde laser qui est focalisée, mais aussi â la lumière visible,

pour des raisons qui vont être exposées. Pour un laser à infrarouge, une lentille satisfaisante peut être faite d'«Irtran», de séléniure de zinc, ou d'un matériau similaire. Le détecteur peut avoir une surface active d'environ 10 mm2. L'énergie qui est reçue par le détecteur 58 ne doit pas excéder notablement environ 10 watts par centimètre carré. Dans les cas où des énergies importantes sont mises enjeu, la température du détecteur doit être maintenue au-dessous de celle pour laquelle sa fonction cesse d'être linéaire. Pour cela, des ailettes de refroidissement (non représentées) peuvent être reliées au détecteur et être refroidies par un courant d'air.

On dispose d'une latitude considérable en ce qui concerne l'emplacement et/ou l'orientation du moyeu 50 et des fils métalliques 61, mais l'emplacement préféré est celui qui permet au miroir 54 (ou à son équivalent) d'avoir des dimensions et une forme telles et d'être ainsi placé qu'il reçoit la réflexion spécu-laire de chaque fil métallique au moment où il traverse le faisceau 31, ainsi que la quantité raisonnable maximale de réflexion diffusée par chacun de ces fils métalliques. Ainsi, à titre d'exemple, le moteur 50 peut éventuellement être disposé, par rapport au faisceau 31 et au-dessous de celui-ci, sous un angle tel que le miroir 54 peut être disposé, comme sur la figure 3, aussi près qu'il est raisonnablement possible du faisceau 31 pour recevoir la réflexion spéculaire de chaque fil métallique. L'emplacement du miroir 54 aussi près qu'il est raisonnablement possible du faisceau 31 garantit que le miroir 54 reçoit la quantité maximale de réflexion diffusée coïncidant avec la réflexion spéculaire.

L'homme de l'art comprendra que, moyennant la suppression du trajet lumineux plié, le miroir 55 peut évenuellement être supprimé et qu'il est possible de substituer au miroir concave 54 une lentille convexe ou piano-convexe classique destinée à coopérer avec la lentille 57 (placée en un endroit approprié) de façon à obtenir pratiquement les mêmes résultats qu'avec le dispositif optique plié qui est représenté et décrit ci-dessus.

Dans les cas où on utilise des lentilles, ainsi qu'on l'a déjà dit, elles peuvent avantageusement être transparentes au faisceau laser de sortie ainsi qu'à la lumière visible. Si le détecteur 58 est monté amovible, on peut le démonter et le remplacer par un réticule classique pour permettre l'alignement et/ou le réalignement, s'il y a lieu, du dispositif optique, de façon à garantir que l'énergie voulue tombe invariablement sur le détecteur 58 et est reçue par lui. Ainsi, pour les besoins de l'entretien, la possibilité d'accès au détecteur 58 et de son remplacement par un réticule permet le réglage précis de l'équilibre du dispositif optique de façon à former l'image d'un fil métallique à l'intérieur des limites du réticule.

Comme on va le voir maintenant, l'image d'un fil métallique disposé sur le trajet du faisceau laser 31 peut facilement et 5 rapidement être formée à l'emplacement du détecteur pour garantir un fontionnement invariable et sûr du dispositif optique.

Le faisceau laser 31 qui sort d'un laser type à faisceau d'électrons a une forme annulaire. En d'autres termes, dans la l0 section droite du faisceau, l'intensité du rayonnement au centre est faible ou nulle, tandis qu'elle est beaucoup plus grande vers les bords du faisceau. Par ailleurs, et de manière typique, la densité de puissance en des points correspondants de la section du faisceau peut être différente. Par exemple, autour de l'an-IS neau du faisceau, à une distance donnée du centre du faisceau, la densité de puissance peut varier. Par ailleurs, toutes ces variations peuvent être temporelles. Aussi, pour s'assurer que les échantillons du faisceau représentent vraiment la puissance totale du faisceau, on fait en sorte que chaque échantillon balaie 20 la totalité de la section droite du faisceau. Il y a lieu de noter que la superficie du détecteur de rayonnement 58 est de l'ordre de quelques millimètres carrés. Ces impératifs du sous-ensemble optique doivent tous être pris en considération dans la conception de chacune des pièces de ce dispositif.

25 Un autre facteur important qui est pris en compte dans la boucle de rétroaction totale est que l'amplitude du rayonnement 53a qui frappe la surface active du détecteur pyroélectrique est «puisée», et que ces impulsions ont une forme d'onde qui présente une double bosse, en raison de la forme annulaire de la 30 section droite du faisceau, et de la façon dont le faisceau est échantillonné pour produire l'impulsion. En conséquence, les impulsions de signal électrique qui sortent du détecteur pyroélectrique 58 sont représentées par une forme d'onde qui présente la même forme à double bosse.

La raison de la forme à double bosse des impulsions sortant du détecteur 58 apparaît sur les figures 5 et 6. La figure 5 est une vue agrandie de l'un des fils métalliques 61 du moyeu passant à travers le faisceau laser de sortie 31. Le moyeu d'échantillonnage, comme le montre également la figure 4, peut 40 comporter au moins six fils métalliques réflecteurs équidistants. De préférence, ces fils métalliques sont espacés l'un de l'autre, de telle manière que le faisceau laser passe dans les espaces entre les fils métalliques et qu'à ce moment il ne soit pas du tout intercepté par un ou des fils métalliques. La relation entre le 45 nombre de fils métalliques ou d'ouvertures dans le moyeu d'échantillonnage, la vitesse de rotation de la roue et la fréquence du courant électrique qui alimente les parties électriques du laser est décrite ci-dessous.

Reportons-nous encore aux figures 4,5 et 6. Chaque fil 50 métallique 61 du moyeu est un réflecteur du rayonnement. Ces fils métalliques réflecteurs partent radialement du moyeu et ont une surface extérieure qui réfléchit fortement le rayonnement à la longueur d'onde du faisceau laser. Par exemple, si la longueur d'onde du rayonnement laser est de l'odre de 10,6 microns, les 55 fils métalliques réflecteurs peuvent être faits par exemple de platine ou de platine plaqué d'or. Il s'agit là de deux exemples seulement de matériaux convenables.

Le moyeu est de préférence placé de telle manière, et les fils métalliques réflecteurs ont une longueur telle, que ces derniers M embrassent toute la dimension du faisceau laser 31 lorsque les fils métalliques croisent le faisceau. Le moyeu 50, et donc les fils métalliques 61 n'ont pas besoin de faire un angle particulier quelconque avec le faisceau laser car les fils métalliques réfléchissent le rayonnement dans tous les azimuts. Il est cependant 65 nécessaire que la longueur des fils métalliques soit plus grande que la dimension de section droite du faisceau afin que la totalité du faisceau soit interceptée par les fils métalliques lorsque ces derniers croisent le faisceau.

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Le matériau des fils métalliques doit obligatoirement être choisi résistant à la vitesse choisie de rotation du moyeu,

laquelle est de préférence au moins assez grande pour obliger les fils métalliques à se tenir droits ou au moins pratiquement droits par rapport au moyeu. Un rayon de fil métallique de 10~2 cm 5 s'est avéré satisfaisant pour le platine, de même qu'un diamètre de 0,2 mm pour les fils de tungstène. A titre d'exemple, le moyeu peut avoir un diamètre de 5 cm et les fils métalliques une longueur de 20 cm.

Le nombre de fils métalliques que l'on utilise peut varier, 1 u mais généralement un échantillonnage peut être assuré toutes les 6 X10"4 secondes pour un diamètre de faisceau laser de 1 centimètre. En outre, le nombre et le diamètre des fils métalliques sont de préférence choisis de façon à provoquer des ondulations négligeables dans le faisceau laser. 15

Dans le cas où l'invention doit être utilisée avec des lasers émettant un faisceau de grande énergie, l'effet de la transmission de chaleur du faisceau laser aux fils métalliques et de la chaleur transmise par les fils métallique par refroidissement par convection est important. En conséquence, le pouvoir absorbant20 de la surface des fils métalliques doit être tel qu'il ne se produira pas pendant l'utilisation d'augmentations excessives de la température des fils métalliques. C'est en fonction de cette caractéristique que l'on pourra bien entendu, choisir, du moins en partie, la surface extérieure appropriée des fils métalliques, ainsi25 que la vitesse de rotation.

Le moyeu et les fils métalliques réflecteurs procurent les avantages importants, par rapport aux dispositifs de la technique antérieure, de permettre des variations importantes de l'emplacement et de l'orientation des fils métalliques, l'emploi de 30 vitesses de rotation plus grandes, et donc des ondulations moindres dans le faisceau laser, et l'interception d'un rayonnement considérablement moindre. En outre, le fait que l'on puisse utiliser des vitesses de rotation beaucoup plus grandes permet de commander beaucoup mieux la puissance du faisceau 35 laser.

Considérons maintenant la figure 7, qui représente un schéma électrique simplifié de la partie électrique du dispositif de rétroaction, comprenant le circuit 5 de traitement de signal et des parties du circuit 8 de combinaison et de transformation du signal d'entrée, représentés également sur figure 1. Ces circuits réagissent à trois signaux d'entrée: (1) un signal venant du détecteur pyroélectrique 58 ; (2) un autre signal venant du générateur 7 de signal d'entrée commandé par l'opérateur, qui fixe la puissance de sortie du faisceau laser; et (3) un signal provenant du générateur du faisceau laser, qui représente l'intensité du courant du faisceau laser et qui peut provenir de l'alimentation électrique 33 de 70 kV. La nature de ces signaux et la façn dont ils sont combinés par le sous-ensemble électrique du dispositif de rétroaction sont expliquées ci-dessous.

Le détecteur 58 a une forte impédance. Cela est important car il peut y avoir une longueur considérable de câble entre le détecteur et les autres composants du circuit, si bien que la capacité du câble serait importante et aurait pour effet de 55

décharger le détecteur en diminuant le niveau du signal de sortie. Pour résoudre en partie ce problème, on fait en sorte que la sortie du détecteur alimente directement un pré-amplificateur 71 au voisinage immédiat du détecteur. Ce pré-amplificateur sert de tampon entre le détecteur et le câble 72 qui achemine les 60 signaux détectés. Par conséquent, le câble ne décharge pas le détecteur et ne réduit pas le niveau du signal sortant du détecteur. Le pré-amplificateur 71 est un amplificateur opérationnel classique qui a de manière caractéristique une forte impédance d'entrée et une faible impédance de sortie. Le signal qui sort du 65 détecteur se compose d'une série d'impulsions, à raison d'une impulsion pour chaque fois qu'un fil métallique réflecteur 61 croise le faisceau laser de sortie 31.

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Etant donné que le faisceau laser a une forme annulaire (il est plus ou moins creux), à mesure qu'un fil métallique allongé 61 tourne sur la trajectoire du faisceau, il intercepte un pourcentage variable du rayonnement, et ainsi le faisceau laser réfléchi 54 est «puisé», et chaque impulsion a la forme caractéristique représentée figure 6. Plus précisément, cette impulsion peut ' présenter deux bosses, une au début et une à la fin de l'impulsion, car le fil métallique intercepte un plus grand pourcentage de rayonnement au début et à la fin de l'impulsion qu'au milieu de l'impulsion. Par ailleurs, la densité de puissance en des points correspondants de la section du faisceau peut être différente et -peut varier, et ces variations peuvent être temporelles. Ces caractéristiques du faisceau laser intercepf, et donc du rayonnement réfléchi, ont été expliques plus haut. Mais le résultat est que les impulsions à la sortie du détecteur 58 ne seront pas uniformes et que chaque impulsion ne sera pas symétrique. Le problème devient alors d'obtenir à partir des impulsions un signal qui est constant lorsque la puissance du faisceau laser est constante, même s'il y a dans le faisceau des fluctuations d'intensité spatiales et temporelles transitoires. Pour cela, il est prévu un circuit classique 73 de réduction à la moyenne.

En même temps que le faisceau laser de sortie monte en réponse à une variation de l'intensité du courant du faisceau d'électrons, l'amplitude des impulsions sortant du détecteur 58 s'élève également, et il en est de même pour le niveau du signal de courant continu de sortie qui provient du circuit de réduction à la moyenne. La réaction du circuit de réduction à la moyenne ne peut être que lente par rapport à la réaction des autres parties du dispositif. Il est évident que le circuit de réduction à la moyenne ne peut réagir aussi rapidement que les autres parties du dispositif, car s'il n'en était pas ainsi, la puissance de sortie du faisceau laser oscillerait à la fréquence de répétition des impulsions du train d'impulsions venant du détecteur, ou éventuellement à une fréquence plus élevée. L'un des buts du circuit de réduction à la moyenne est de supprimer la fréquence de répétition d'impulsions pour les impulsions venant du détecteur.

La vitesse relativement faible de réaction du circuit de réduction à la moyenne signifie que lorsque la puissance du faisceau laser de sortie passe brutalement d'un niveau à un autre, le niveau du signal de courant continu venant du circuit de réduction à la moyenne ne suit pas immédiatement cette variation. Par conséquent, pendant le fonctionnement du laser en régime transitoire, par exemple lorsqu'on modifie volontairement la puissance de sortie du faisceau laser en la faisant passer d'un niveau à un autre, le signal de rétroaction venant du circuit de réduction à la moyenne est insuffisant. La comparaison, par l'amplificateur totalisateur 42, d'un signal de rétroaction aussi insuffisant avec le signal de commande d'entrée venant du générateur 7, produirait pour le générateur du faisceau d'électrons un signal de commande demandant une intensité de courant du faisceau d'électrons plus grande qu'il n'est nécessaire, et ainsi l'ensemble du dispositif se surchargerait et peut être reviendrait en oscillant à la stabilité, suivant les constantes de temps du dispositif.

On compense cette tendance à la surcharge, lorsqu'une variation brusque de la puissance de sortie du laser est demandée, en ajoutant la différentielle de la densité du courant du faisceau d'électrons à la sortie du circuit 73 de réduction à la moyenne. Pour cela, on obtient du générateur du faisceau d'électrons un signal qui représente l'intensité du faisceau. Ce signal peut être obtenu aux bornes de l'impédance 33a de l'alimentation électrique (voir la figure 1). Le signal issu du générateur du faisceau d'électrons alimente un amplificateur tampon non inverseur classique 75 dans le circuit 5 de traitement de signal, et la sortie de cet amplificateur est différentiée par un circuit de différentiation classique 76 qui peut se composer tout simplement d'un condensateur 77 et d'une résistance

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78, comme représenté. Dans les cas, par exemple, où l'intensité du courant du faisceau d'électrons subit une variation brusque représentée par la forme d'onde 81, la différentielle est représentée par la forme d'onde 82. Cependant, le signal de sortie du circuit 73 de réduction à la moyenne apparaîtra comme représenté par la forme d'onde 83. Il est évident que le signal différentiel ou forme d'onde 82 est l'inverse du signal venant du circuit de réduction à la moyenne, et ainsi, en faisant la somme de ces deux signaux dans l'amplificateur totalisateur 85, on obtient un signal de rétroaction traité qui reproduit à peu près la fonction de décrochement (forme d'onde 81) de l'intensité du courant du faisceau d'électrons pendant le régime transitoire, et qui fournit également un signal constant en régime permanent, à l'abri des fluctuations spatiales et temporelles du faisceau.

L'amplificateur totalisateur 85 qui produit le signal de rétroaction traité peut être un amplificateur opérationnel classique ayant une forte impédance d'entrée et une faible impédance de sortie, et cet amplificateur inverse la phase de l'entrée totalisée. Ce signal de sortie est envoyé dans un autre amplificateur opérationnel classique 86 qui inverse de nouveau la phase pour qu'il n'y ait pas d'inversion de phase du signal depuis le circuit 73 de réduction à la moyenne, et le signal de sortie de l'amplificateur 86 est envoyé à l'une des entrées de l'amplificateur totalisateur classique 42 dans les circuits 8 de combinaison et de transmission. Cet amplificateur totalisateur peut avoir plusieurs entrées. L'une des entrées est le signal de rétroaction traité venant de l'amplificateur 86, qui est envoyé dans la résistance d'entrée 87, et un autre signal d'entrée est le signal d'entrée commandé par l'opérateur, venant du générateur 7, qui est envoyé dans la résistance d'entrée 88. D'autres signaux d'entrée pour l'amplificateur totalisateur 82 peuvent éventuellement comprendre: un signal d'entrée décalé allant du potentiomètre variable 89 à la résistance d'entrée 91, et le signal de suppression venant du générateur 92 de signal d'attente et envoyé dans la résistance d'entrée 93.

Le but du signal décalé est de compenser de légères tensions continues apparaissant dans l'un ou l'autre des autres signaux d'entrée et qui sont à éviter. Le but du signal d'attente est de supprimer tous les signaux envoyés dans l'amplificateur totalisateur pour que la tension de commande de polarisation de grille qui est produite pour le générateur du faisceau d'électrons par le circuit de commande 32 dans l'alimentation électrique 6 à haute tension (voir la figure 1) coupe le générateur du faisceau d'électrons, et pour qu'aucun courant ne passe dans ce dernier. Par exemple, lorsque le laser se trouve en état d'attente, il convient que tous les dispositifs soient actifs à l'exception du courant du faisceau d'électrons. Puis, lorsqu'on déclenche le laser, la tension de suppression est supprimée et l'intensité du courant du faisceau d'électrons s'élève jusqu'à la valeur demandée par le signal d'entrée commandé par l'opérateur. Il est évident que le signal décalé et le signal de suppression sont facultatifs pour le fonctionnement des lasers spécifiques commandés par le procédé selon l'invention, et qu'ils pourraient être supprimés dans certains cas.

Une partie facultative du circuit de traitement 5 comporte l'interrupteur 95 qui permet la transmission du signal de rétroaction traité de l'amplificateur opérationnel 96 ou de l'amplificateur totalisateur 85 à l'amplificateur 86. L'interrupteur 95 a deux positions: la position «boucle fermée» désignée par CL, et la position «boucle ouverte» désignée par OL. Dans la position «boucle fermée», le signal de rétroaction traité qui provient de l'amplificateur totalisateur 85 est envoyé dans l'amplificateur totalisateur 42, et ainsi l'ensemble du dispositif de rétroaction exerce son plein effet, comme décrit plus haut, pour stabiliser la commande du faisceau laser de sortie. Lorsque l'interrupteur 95 occupe la position «boucle ouverte», le dispo-5 sitif de rétroaction comprenant le sous-ensemble optique 4 et le circuit 5 de traitement de signal, est évité, et le signal provenant du détecteur de l'intensité du faisceau d'électrons (impédance 33a sur la figure 1) est envoyé directement dans l'amplificateur totalisateur 42 par l'intermédiaire de l'amplificateur 86. Le but io de l'amplificateur 96 est d'assurer une seconde inversion du signal de courant du faisceau d'électrons. Il est évident que la rétroaction à boucle ouverte ne tient pas compte de la puissance du faisceau laser et vise à n'assurer la commande qu'en utilisant la rétroaction du générateur du fiasceau d'électrons lui-même, i5 sans tenir compte de la puissance de sortie réelle du dispositif. Par conséquent, la rétroaction à boucle ouverte est moins efficace que la rétroaction à boucle fermée et peut être prévue comme signal de commande de rétroaction d'appui en cas de défaillance du dispositif à boucle fermée.

20 L'amplificateur totalisateur 42 est un amplificateur opérationnel de modèle classique qui comprend un certain nombre d'impédances d'entrée, déjà décrites, qui alimentent au moins un étage d'amplification, comme le montre la figure 7. Le signal de sortie peut être utilisé pour commander directement la 25 polarisation de la grille 15 du générateur du faisceau d'électrons, comme le montre la figure 1. Pour les raisons déjà indiquées, la sortie de l'amplificateur 42 n'est de préférence pas reliée directement au circuit 32 de commande de polarisation de grille par des fils de cuivre durs. U est préférable qu'elle soit 30 isolée du circuit de commande de polarisation de grille, en raison de la haute tension qui environne le circuit de commande de polarisation de grille. Par conséquent, et comme le montre la figure 1, le signal de sortie de l'amplificateur totalisateur 42 est d'abord envoyé dans le modulateur 43, dans lequel il module un 35 signal de 10 kHz, et le signal modulé est amplifié par l'amplificateur 45 et appliqué aux bornes de l'enroulement primaire 37b du transformateur 37. L'enroulement secondaire 37s du transformateur 37 est relié directement au circuit 32 de commande de polarisation de grille et impose à la tension de grille un signal 40 de polarisation qui est équivalent au signal de sortie venant de l'amplifacateur totalisateur 42. De cette façon, le signal de différence entre le signal de rétroaction traité et le signal d'entrée commandé par l'opérateur commande la densité de courant du faisceau d'électrons. Un zéro apparaît lorsque les deux 45 signaux sont égaux, ce qui signifie que le faisceau laser de sortie est au niveau de puissance demandé par le signal d'entrée. Lorsque le signal de rétroaction traité dépasse le signal d'entrée, le signal de différence réduit la densité du faisceau d'électrons qui, à són tour, réduit la puissance du faisceau laser de sortie. De so même, lorsque le signal d'entrée dépasse le signal de rétroaction traité, la densité du faisceau d'électrons est augmentée, ce qui augmente la puissance du faisceau laser de sortie jusqu'à ce qu'elle atteigne le niveau demandé par le signal d'entrée.

Les exemples qui sont décrits ici concernent un procédé et 55 un appareil pour commander la sortie d'un laser à entretien du faisceau d'électrons, par un dispositif de rétroaction qui détecte la puissance de sortie du faisceau laser. Les détails du laser à entretien du faisceau d'électrons, ainsi qu'un certain nombre de détails relatifs aux aspects optique et électronique du dispositif 60 de rétroaction, ne sont donnés qu'à titre d'exemples de l'application la mieux connue de l'invention, et ne sont pas destinés à en limiter le champ d'application.

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Claims (9)

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   REVENDICATIONS

   1. Procédé pour commander ou régler un faisceau cohérent de rayonnement produit à partir d'un milieu gazeux, dans une région de travail d'une enceinte, caractérisé en ce que: on intercepte séquentiellement le faisceau cohérent de rayonne- 5 ment, à intervalles sensiblement réguliers, à l'aide de fils métalliques allongés qui sont espacés l'un de l'autre à l'extérieur de l'enceinte et dont la surface extérieure réfléchit le rayonnement cohérent de façon à donner des impulsions réfléchies de rayonnement ; on recueille les impulsions réfléchies de rayonnement l0 et on les transforme en un signal de rétroaction électrique représentatif de la puissance des impulsions réfléchies de rayonnement; et on procède à la commande ou au réglage voulu du faisceau de rayonnement cohérent en utilisant le signal de rétroaction électrique pour commander ou régler un faisceau 15 d'électrons de section transversale suffisante pour couvrir la région de travail et qui est introduit dans celle-ci depuis l'extérieur de l'enceinte, ledit faisceau d'électrons produisant dans le milieu gazeux une densité prédéterminée et spatialement uniforme d'électrons secondaires, dont l'énergie moyenne est suffi- 2o samment augmentée, par un champ électrique appliqué dans la région de travail, pour stimuler l'émission du faisceau cohérent de rayonnement sans augmenter la densité prédéterminée d'électrons produite par le faisceau d'électrons.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait 25 qu'on utilise le signal de rétroaction électrique en association avec un signal d'entrée électrique pour commander ou régler le faisceau d'électrons.
3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le faisceau d'électrons est commandé ou réglé en fonction 30 de la différence entre le signal de rétroaction électrique et le signal d'entrée électrique.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, aractérisé par le fait que la totalité du faisceau cohérent de rayonnement est interceptée à chaque fois. 35
5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la section droite de chaque fil métallique est moindre que la section droite du faisceau cohérent, toutes les parties de la section droite du faisceau cohérent étant interceptées par chaque fil métallique pendant l'interception. 40
6. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les fils métalliques sont amenés à passer à travers la totalité du faisceau cohérent et à l'intercepter, et que seule une partie du rayonnement total réfléchi par chaque fil métallique est recueillie, chaque partie comportant un rayonnement spectral et un 45 rayonnement diffusé.
7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le rayonnement spectral et le rayonnement diffusé de chaque partie recueillie sont dirigés sur un dispositif sensible au rayonnement qui transforme l'énergie du rayonnement en un 50 signal électrique constituant ledit signal de rétroaction.
8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le recueil de chaque partie réfléchie se fait à proximité du faisceau cohérent.
9. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait 55 que le rayonnement spectral et le rayonnement diffusé sont dirigés sur le dispositif sensible au rayonnement par lentille qui est transparente à la lumière visible et à la longueur d'onde du faisceau cohérent, de telle manière que, lorsque la lumière visible est dirigée sur un fil métalligue placé dans l'espace 60 occupé par le faisceau cohérent, l'image dudit fil métallique puisse être formée à l'endroit où se trouve le dispositif sensible au rayonnement, pour des raisons d'alignement.

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