EP1984991A1 - Dispositif amplificateur d'impulsions lumineuses a matrice solide pompee par lampes a eclairs - Google Patents

Dispositif amplificateur d'impulsions lumineuses a matrice solide pompee par lampes a eclairs

Info

Publication number
EP1984991A1
EP1984991A1 EP07730992A EP07730992A EP1984991A1 EP 1984991 A1 EP1984991 A1 EP 1984991A1 EP 07730992 A EP07730992 A EP 07730992A EP 07730992 A EP07730992 A EP 07730992A EP 1984991 A1 EP1984991 A1 EP 1984991A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flashlamps
amplifying
light box
shells
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07730992A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
François Etienne Louis SIMON
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Ecole Polytechnique
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Ecole Polytechnique
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Ecole Polytechnique filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP1984991A1 publication Critical patent/EP1984991A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/025—Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
    • H01S3/093—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp focusing or directing the excitation energy into the active medium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
    • H01S3/061—Crystal lasers or glass lasers with elliptical or circular cross-section and elongated shape, e.g. rod
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1611—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth neodymium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/17—Solid materials amorphous, e.g. glass

Definitions

  • thermonuclear reaction In order to initiate a thermonuclear reaction by this method, it is nowadays imagined in various international laboratories, multiple beams intended to fire on a micro-target constituted by a mixture of deuterium-tritium. Large installations are being tested both in France (Laser Mega-Joule CEA installed in Cesta in Aquitaine), and abroad; notably at the Lawrence Livermore Laboratory (USA). To generate the fusion mechanism, plasma physics is studied in different forms and the solid-state laser is an instrument widely used in the scientific world to experiment with confinement between an intense electromagnetic field and matter. The solid state laser is appreciated by plasma physicists for a variety of reasons. The amplifying medium stores the light energy (Esto en J) for a sufficiently long time.
  • the confinement of the light from the flashlamps is provided by at least a pair of diffusing half-shells 3.
  • the bar is unique and its diameter is 45 millimeters for a length of 220 millimeters .
  • the series of lamps is composed of twelve linear flashlights which deliver a quantity of light close to 6000 joules.
  • Each of the lamps is connected to a bank of capacitors that delivers 1000 electric joules under 2 kilovolts in a negative electric shock discharge of 760 microseconds duration for a peak current of 1800 amperes.
  • Each discharge is preceded by a voltage pre-pulse of 20 kilovolts which ensures the ionization of the xenon gas placed in the lamps.
  • the electrical impedance of the lamps decreases considerably and the electrical energy stored in the capacitors flows into the lamp and causes a bright plasma whose spectrum starts in the near ultraviolet and ends in the infra-red.
  • the flashlamps and the bar are surrounded by a pair of two half-shells 3.
  • These half-shells are made of an albedo scattering material adjacent to the unit which can absorb the laser radiation to limit gain losses.
  • the material of the two half-shells may advantageously be a particular ceramic suitably treated and machined; it can also be plastic with an albedo next to the unit.
  • This has the effect of standardizing the light density of the flashlamps and to promote the homogeneity of the optical pumping which, under these conditions, has a cylindrical symmetry.
  • the bar, the series of flashlamps and the torque of the two half-shells are placed in the light box 4.
  • the bar is held at its ends by the two flanges 5 and 6 equipped with O-rings sealing. These flasks also maintain the tails of the flashlamps, the flask 5 receiving the cathodes and the flask 6 receiving the anodes.
  • the two identical counter flanges 7 compress the seals placed on the ends of the bar.
  • Each flashlight receives on its ends unsymmetrical glued tips identifying the electrodes that are introduced into the flanges. O-rings hold the lamps and seal.
  • the light box is closed by the cover 8 through the flat sealing gasket 9.
  • the cover is fixed on the two side flanges 10 screwed onto the light box.
  • the electrical distribution of the flashlamps is managed by the electrical plate 11 which receives, from the top, HV jacks connected to the banks of capacitors not shown in the figure and which, through twenty-four cables, provide the power supply of each of the lamps. At the end of each cable, a lug is soldered and is positioned on one of the lamp electrodes.
  • the twelve cables that connect to the anodes of the lamps are channeled by the flange 6 and emerge from one end of the electric tray. It is the same of the twelve cables that connect to the cathodes of the lamps through the flange 5.
  • the electric tray 11 is fixed on the lid S via an insulating gasket 12.
  • the two flange covers 13 and the four side plates 14 are electrical safety elements to protect the user.
  • a cooling fluid is needed to dissipate the calories stored with each shot in the lamps, the light box and in the amplifier bar. This fluid, maintained at a constant temperature by a cooling unit, enters and leaves the light box through flexible hoses and tips not shown in the figure.
  • the invention reveals all its inventiveness in the flexibility of mounting the amplifier and in the speed of maintenance.
  • the design of the light box and in particular its upper lateral opening allows to introduce the first diffusing half-shell, to position the amplifier bar and the flashlamps and to introduce the second diffusing half-shell.
  • the precise assembly of the amplifier is carried out in eight successive operations: the light box 4 is positioned on an optical bench equipped with lateral cheeks 10. This set constitutes the base of the amplifier which will remain fixed;
  • the lower half-shell 3 is positioned in the light box; the flanges 5 and 6 equipped with their O-rings are screwed on the light box;
  • the amplifier bar is positioned in the light box.
  • the ends of this bar are parallel to each other, but they are not strictly perpendicular to the mechanical axis of the bar.
  • the angle that exists between the plane of their faces and the plane of the cross section of the bar is a few degrees (usually between 1 and 6 degrees).
  • the operator orients the bar so that the parallel-sided blade that it constitutes deflects any incident beam in the horizontal plane.
  • the counterflanges 7 are then positioned and permanently fix the position of the bar ensuring sealing; -
  • the flashlamps 2 are mounted with their seals one after the other in the flanges;
  • the positioning of the bar in the space will be the same and will not disturb the path of the beam to be amplified.
  • the light box of the device has two compartments adapted to receive two pairs of diffusing half-shells and two amplifier bars of the same size but of different solid matrices, pumped by a single series of flashlamps.
  • the amplifying device can accommodate a neodymium-doped silicate glass matrix bar and a neodymium-doped phosphate glass matrix bar.
  • the device Given the slightly shifted fluorescence curves of the two matrices, the device provides a gain over a broad spectrum suitable for the amplification of stretched femtosecond pulses.
  • the architecture of the device claimed in the invention makes it possible to produce light amplifiers using bars of different diameters equipped with the ad-hoc number of flashlamps.
  • an amplifier device which receives one or two bars of 90 millimeters in diameter uses twenty-four flashlamps; for one or two bars of 16 millimeters in diameter it suffices to use six lamps.
  • the number of lamps is between one and four.
  • the architecture of the device according to the invention makes it possible to produce light amplifiers using bars of different diameters equipped with the ad-hoc number of flashlamps.
  • the device according to the invention can be the seat of a corona effect which consists of an electric discharge driven by the ionization of the medium surrounding a conductor.
  • a conductive paint is deposited in order to allow the static charges accumulated in the makrolon (polycarbonate) insulation to be discharged, for example, or to put the flashes in the forehead in order to neutralize the magnetic fields.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Dispositif amplificateur d'impulsions lumineuses à matrice solide pompée par des lampes à éclairs constitué d'un milieu amplificateur (1) constitué d'au moins un barreau cylindrique, d'une série de lampes à éclairs (2), d'au moins un couple de demi-coquilles diffusantes (3), d'une boîte à lumière (4) comportant un ou deux compartiments, de deux flasques identiques (5), de deux contre-flasques (6) et (7), d'un couvercle (S), d'un joint plat d'étanchéité (9), de deux joues latérales (10), d'un plateau électrique (11), d'un joint isolant (12), de deux cache-flasques (13) et de quatre plaques latérales (14). L'ouverture latérale supérieure de la boîte à lumière permet de monter ou démonter le milieu amplificateur sans déplacer le dispositif et sans modifier le trajet lumineux du faisceau à amplifier. Le dispositif est utilisé pour la fabrication de chaînes amplificatrices constituées d'amplificateurs cylindriques de différents diamètres pour des applications courantes en instrumentation scientifique ou industrielle.

Description

" Dispositif amplificateur d'impulsions lumineuses à matrice solide pompée par lampes à éclairs."
La présente invention se rapporte à un dispositif amplificateur d'impulsions lumineuses à matrice solide pompée par des lampes à éclairs et conçu pour une maintenance aisée.
L'amplification d'une lumière cohérente s'est épanouie dès les premières expériences de Maiman en juillet 1960 qui réussit avec un barreau de rubis dopé par l'ion chrome à créer le premier faisceau laser. Depuis, le laser à matrice solide dopée par différents ions issus des terres rares, est sorti progressivement des laboratoires pour s'industrialiser et s'affirmer comme un outil compétitif dans différents processus de soudure, de marquage et de découpe. Ce type de laser, couramment nommé laser à solide, a trouvé une application spécifique dans le domaine des interactions entre le champ électromagnétique et la matière. C'est au début des années mille neuf cent soixante dix que les physiciens se sont intéressés au phénomène de fusion nucléaire par laser. On cherche par cette méthode à comprimer et à chauffer très rapidement une cible de combustible en l'irradiant à l'aide d'un ou de plusieurs faisceaux lasers impulsionnels de haute énergie et de forte puissance. Pour parvenir à amorcer une réaction thermonucléaire par cette méthode, on imagine à l'heure actuelle dans divers laboratoires internationaux, des faisceaux multiples destinés à tirer sur une micro-cible constituée d'un mélange de deutérium-tritium. De grandes installations sont en cours de test tant en France (Laser Méga-Joule du CEA installé au Cesta en Aquitaine), qu'à l'étranger ; notamment au Lawrence Livermore Laboratory (Etats-Unis). Pour engendrer le mécanisme de fusion, la physique des plasmas est étudiée sous différentes formes et le laser à solide est un instrument largement utilisé dans le monde scientifique pour expérimenter des confinements entre un champ électromagnétique intense et la matière. Le laser à solide est apprécié des physiciens des plasmas pour différentes raisons. Le milieu amplificateur stocke l'énergie lumineuse (Esto en J) pendant un temps suffisamment long. D'une part, cette accumulation d'énergie se traduit par l'apparition d'un gain G = Esto/Es.S où Es est l'énergie de saturation du milieu (en J/cm2) et S est la section (en cm2) du faisceau se propageant dans le milieu amplificateur. Ce gain, désigné par gain à faible signal (sans unité), peut atteindre dans une matrice dopée par l'ion néodyme des valeurs comprises entre 1 et 3. L'amplification A = eG hors saturation est comprise entre 2 et 30 et peut amplifier, selon des techniques d'étirement et de compression, des impulsions brèves de quelques dizaines de femtosecondes et selon des techniques plus conventionnelles, des impulsions de quelques dizaines de nanosecondes. D'autre part, certaines matrices solides peuvent être fabriquées dans de grands volumes. Les impulsions amplifiées peuvent ainsi véhiculer de fortes énergies lumineuses dans des temps brefs. La puissance instantanée disponible est considérable et les faisceaux focalisés engagent des intensités (en W/cm2) particulièrement intéressantes pour les interactions champ-matière.
L'invention a pour objet un dispositif amplificateur d'impulsions lumineuses à matrice solide de symétrie cylindrique. Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et dans Ia figure annexée. Selon la figure 1, le dispositif est représenté schématiquement en vue éclatée en trois dimensions. Le milieu amplificateur 1 est constitué d'au moins un barreau cylindrique. Le matériau constitutif est couramment une matrice de verre silicate ou de verre phosphate dopée par des ions néodyme. La série de lampes à éclairs 2, qui entourent le milieu amplificateur 1, assure le pompage optique des ions actifs. Il s'agit de lampes linéaires constituées par deux électrodes (anode et cathode) plongées dans un gaz, par exemple du xénon sous basse pression. Le confinement de la lumière issue des lampes à éclairs est assuré par au moins un couple de demi-coquilles diffusantes 3. Dans l'exemple proposé dans la figure, le barreau est unique et son diamètre est de 45 millimètres pour une longueur de 220 millimètres. La série de lampes est composée de douze lampes linéaires à éclairs qui délivrent une quantité de lumière voisine de 6000 joules. Chacune des lampes est reliée à un banc de condensateurs qui délivre 1000 joules électriques sous 2 kilovolts dans une décharge électrique négative amortie de 760 microsecondes de durée pour un courant crête de 1800 ampères. Chaque décharge est précédée d'une pré-impulsion de tension de 20 kilovolts qui assure l'ionisation du gaz xénon placé dans les lampes. Sous l'action de la pré-impulsion, l'impédance électrique des lampes diminue considérablement et l'énergie électrique stockée dans les condensateurs s'écoule dans la lampe et provoque un plasma brillant dont le spectre démarre dans le proche ultra-violet et se termine dans l'infra-rouge. Les lampes à éclairs et le barreau sont entourés d'un couple de deux demi-coquilles 3. Ces demi-coquilles sont réalisées dans un matériau diffusant d'albédo voisin de l'unité qui peut absorber le rayonnement laser pour limiter les pertes de gain. Le matériau des deux demi-coquilles peut avantageusement être une céramique particulière convenablement traitée et usinée ; il peut aussi être du plastique avec un albedo voisin de l'unité. La lumière issue des lampes, qui n'est pas directement absorbée par les ions actifs du barreau, est rétro-diffusée par les deux demi-coquilles selon une indicatrice sphérique ou quasi-sphérique. Cela a pour conséquence d'uniformiser la densité de lumière des lampes à éclairs et de favoriser l'homogénéité du pompage optique qui, dans ces conditions, présente une symétrie cylindrique. Le barreau, la série de lampes à éclairs et le couple des deux demi-coquilles sont placés dans la boîte à lumière 4. Le barreau est maintenu par ses extrémités par les deux flasques 5 et 6 équipés de joints toriques d'étanchéité. Ces fiasques maintiennent également les queues des lampes à éclairs, le fiasque 5 recevant les cathodes et le fiasque 6 recevant les anodes. Les deux contre-flasques identiques 7 compriment les joints d'étanchéité placés sur les extrémités du barreau. Chaque lampe à éclairs reçoit sur ses extrémités des embouts collés dissymétriques identifiant les électrodes qui s'introduisent dans les contre-flasques. Des joints toriques assurent le maintien des lampes et l'étanchéité. La boîte à lumière est fermée par le couvercle 8 par l'intermédiaire du joint plat d'étanchéité 9. Le couvercle est fixé sur les deux joues latérales 10 vissées sur la boîte à lumière. La distribution électrique des lampes à éclairs est gérée par le plateau électrique 11 qui reçoit, par le haut, des prises HT reliées aux bancs de condensateurs non représentées sur la figure et qui assurent, par l'intermédiaire de vingt-quatre câbles, l'alimentation électrique de chacune des lampes. A l'extrémité de chaque câble, une cosse est soudée et se positionne sur l'une des électrodes de lampe. Les douze câbles qui se connectent aux anodes des lampes sont canalisés par le flasque 6 et émergent de l'une des extrémités du plateau électrique. Il en est de même des douze câbles qui se connectent aux cathodes des lampes par l'intermédiaire du flasque 5. Le plateau électrique 11 se fixe sur le couvercle S par l'intermédiaire d'un joint isolant 12. Les deux cache-flasques 13 et les quatre plaques latérales 14 sont des éléments de sécurité électrique pour protéger l'utilisateur. Un fluide de refroidissement est nécessaire pour dissiper les calories stockées à chaque tir dans les lampes, la boîte à lumière et dans le barreau amplificateur. Ce fluide, maintenu à température constante par une centrale réfrigérante, entre et ressort de la boîte à lumière par l'intermédiaire de tuyaux souples et d'embouts non représentés sur la figure. L'invention révèle toute son inventivité dans la souplesse du montage de l'amplificateur et dans la rapidité de la maintenance. En effet, la conception de la boîte à lumière et notamment son ouverture latérale supérieure permet d'introduire la première demi-coquille diffusante, de positionner le barreau amplificateur et les lampes à éclairs et d'introduire la seconde demi-coquille diffusante. Le montage précis de l'amplificateur s'effectue en huit opérations successives : - la boîte à lumière 4 est positionnée sur un banc optique équipée des joues latérales 10. Cet ensemble constitue la base de l'amplificateur qui demeurera fixe ;
- la demi-coquille inférieure 3 est positionnée dans la boîte à lumière ; les flasques 5 et 6 équipés de leurs joints toriques sont vissés sur la boîte à lumière ;
- le barreau amplificateur est positionné dans la boîte à lumière. En général, les extrémités de ce barreau sont parallèles entre elles, mais elles ne sont pas strictement perpendiculaires à l'axe mécanique du barreau. L'angle qui existe entre le plan de leurs faces et le plan de la section transverse du barreau est de quelques degrés (couramment entre 1 et 6 degrés). L'opérateur oriente le barreau de façon à ce que la lame à faces parallèles qu'il constitue, dévie tout faisceau incident dans le plan horizontal. Les contre-flasques 7 sont alors positionnés et fixent définitivement la position du barreau en assurant l'étanchéité ; - Les lampes à éclairs 2 sont montées avec leurs joints d'étanchéité les unes après les autres dans les contre-flasques ;
- La demi-coquille supérieure 3 est introduite et après le positionnement du joint plat 9, le couvercle 8 ferme la boîte à lumière ;
- Le plateau électrique 11 et le joint isolant 12 sont fixés sur le couvercle S, les câbles d'alimentation électriques sont introduits et guidés dans les contre-flasques 7 et leurs cosses associées sont connectées aux électrodes des lampes ; - les cache-flasques 13 sont positionnés et leurs plaques latérales 14 sont fixées sur ces derniers. L'invention est caractérisée en ce que les éléments constitutifs essentiels, tels que le milieu amplificateur, les demi-coquilles diffusantes et les lampes à éclairs sont amovibles et peuvent être remplacés rapidement sans déplacer la base de l'amplificateur et sans modifier le trajet lumineux du faisceau à amplifier. En cas de maintenance (changement de lampe à éclairs, nettoyage des céramiques diffusantes, changement de barreau), l'opérateur démonte le plateau électrique et ouvre le couvercle sans déplacer la boîte à lumière. Lors du remontage, le positionnement du barreau dans l'espace sera le même et ne viendra pas perturber le trajet du faisceau à amplifier. D'une façon plus générale, la boîte à lumière du dispositif possède deux compartiments aptes à recevoir deux couples de demi-coquilles diffusantes et deux barreaux amplificateurs de mêmes dimensions mais de matrices solides différentes, pompées par une seule série de lampes à éclairs. Ainsi, lors de l'amplification d'impulsions à large spectre, le dispositif amplificateur peut accueillir un barreau à matrice en verre silicate dopé par l'ion néodyme et un barreau à matrice en verre phosphate dopé par l'ion néodyme. Compte tenu des courbes de fluorescence légèrement décalées des deux matrices, le dispositif assure un gain sur un spectre large apte à l'amplification d'impulsions femtosecondes étirées. L'architecture du dispositif revendiqué dans l'invention permet de réaliser des amplificateurs de lumière utilisant des barreaux de différents diamètres équipés du nombre ad-hoc de lampes à éclairs. Ainsi, un dispositif amplificateur qui reçoit un ou deux barreaux de 90 millimètres de diamètre utilise vingt-quatre lampes à éclairs ; pour un ou deux barreaux de 16 millimètres de diamètre il suffit d'utiliser six lampes. Pour les amplificateurs de petit diamètre (de 3 à 10 millimètres), le nombre de lampes est compris entre un et quatre.
Une variante au dispositif consiste à ce que les flasques 5 et 6 reçoivent alternativement l'anode d'une lampe puis la cathode de la lampe voisine de façon à ce que les forces de Lapiace soient approximativement compensées pour chaque couple de lampes.
La nature du milieu amplificateur s'adapte à l'application visée et est, soit une matrice yag ("yttrium - aluminium garnet") dopée par divers ions actifs, soit une matrice de rubis (corindon dopé par l'ion chrome), ou soit d'autres types de matrices solides.
L'architecture du dispositif selon l'invention permet de réaliser des amplificateurs de lumière utilisant des barreaux de différents diamètres équipés du nombre ad-hoc de lampes à éclairs. Par ailleurs, le dispositif selon l'invention peut être le siège d'un effet corona qui consiste en une décharge électrique entraînée par l'ionisation du milieu entourant un conducteur. Pour éviter cela, on réalise un dépôt d'une peinture conductrice afin de permettre la décharge des charges statiques accumulées dans l'isolant en makrolon (polycarbonate) par exemple ou alors de mettre en tête bêche les flashes afin de neutraliser les champs magnétiques.
L'invention est utilisée pour fabriquer des chaînes amplificatrices constituées de nombreux amplificateurs cylindriques de diamètres différents pour des applications courantes en instrumentation scientifique, notamment pour la physique des plasmas, ou industrielle, et plus précisément pour les opérations de durcissement de surface..

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif amplificateur d'impulsions lumineuses à matrice solide pompée par des lampes à éclairs comprenant : - un milieu amplificateur (1) constitué d'au moins un barreau cylindrique ;
- une série de lampes à éclairs (2) assurant le pompage optique des ions actifs ; au moins un couple de deux demi-coquilles diffusantes (3) entourant le milieu amplificateur et la série de lampes à éclairs de façon à confiner la lumière issue des lampes à éclairs;
- une boîte à lumière (4) comportant une ouverture latérale supérieure permettant l'introduction dudit au moins un couple de deux demi-coquilles diffusantes; - deux flasques (5 et 6) pour maintenir ledit au moins un barreau cylindrique par ses extrémités et pour recevoir les cathodes et les anodes des lampes à éclairs ; et un couvercle (S) pour fermer la boîte à lumière (4).
2. Dispositif selon la revendications 1, caractérisé en ce que le milieu amplificateur, les demi-coquilles diffusantes et les lampes à éclairs sont amovibles de sorte qu'ils peuvent être remplacés sans déplacer la boîte à lumière et sans modifier le trajet lumineux d'un faisceau à amplifier.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, la boîte à lumière possède deux compartiments aptes à recevoir deux couples de demi- coquilles diffusantes et deux barreaux amplificateurs de mêmes dimensions mais de matrices solides différentes pompées par une seule série de lampes à éclairs.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les demi-coquilles diffusantes sont fabriquées dans un matériau d'albedo voisin de l'unité qui absorbe le- rayonnement laser amplifié.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau des demi-coquilles comprend de la céramique.
6. Dispositif selon Tune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau amplificateur solide est une matrice en verre silicate ou en verre phosphate dopée par des ions néodyme.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les flasques reçoivent alternativement l'anode d'une lampe et la cathode de la lampe voisine.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la nature du milieu amplificateur est une matrice solide.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la nature du milieu amplificateur est une matrice yag ("ytterbium - aluminium garnet") dopée par divers ions actifs.
10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la nature du milieu amplificateur est une matrice de rubis (corindon dopé par des ions chrome).
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux flasques (5, 6) sont équipés de joints toriques d'étanchéité, et en ce qu'il comprend en outre deux contre-flasques pour comprimer ces joints toriques d'étanchéités sur les extrémités dudit au moins un barreau cylindrique.
12. Dispositif selon Tune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux joues latérales (10) vissées sur la boîte à lumière et permettant de positionner la boîte à lumière sur un banc optique. - -
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boîte à lumière est fermée par le couvercle (8) par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité (9).
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque électrique (11) assurant l'alimentation électrique de chaque lampe à éclairs ; cette alimentation électrique étant fixée sur le couvercle (8) par l'intermédiaire d'un joint isolant (12).
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre deux cache-flasques (13) et quatre plaques latérales (14) en tant qu'éléments de sécurité électrique.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un fluide de refroidissement qui entre et ressort de la boîte à lumière par l'intermédiaire de tuyaux souples.
17. Dispositif amplificateur d'impulsions lumineuses à matrice solide pompée par des lampes à éclairs selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour fabriquer des chaînes amplificatrices constituées de nombreux amplificateurs cylindriques de diamètres différents pour des applications courantes en instrumentation scientifique ou industrielle.
18. Procédé de montage et de maintenance d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on ouvre le couvercle latérale supérieure pour introduire la première demi-coquille diffusante, positionner le barreau amplificateur et les lampes à éclairs et introduire la seconde demi-coquille diffusante.
EP07730992A 2006-02-17 2007-02-16 Dispositif amplificateur d'impulsions lumineuses a matrice solide pompee par lampes a eclairs Withdrawn EP1984991A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0601425A FR2897725B1 (fr) 2006-02-17 2006-02-17 Dispositif amplificateur d'impulsions lumineuses a matrice solide pompee par lampes a eclairs
PCT/FR2007/000281 WO2007093715A1 (fr) 2006-02-17 2007-02-16 Dispositif amplificateur d'impulsions lumineuses a matrice solide pompee par lampes a eclairs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1984991A1 true EP1984991A1 (fr) 2008-10-29

Family

ID=37038514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07730992A Withdrawn EP1984991A1 (fr) 2006-02-17 2007-02-16 Dispositif amplificateur d'impulsions lumineuses a matrice solide pompee par lampes a eclairs

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1984991A1 (fr)
FR (1) FR2897725B1 (fr)
WO (1) WO2007093715A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118232139B (zh) * 2024-05-22 2024-07-16 安徽华创鸿度光电科技有限公司 一种提高光束质量的激光放大器及提高光束质量的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4232276A (en) * 1977-10-11 1980-11-04 Quanta-Ray, Inc. Laser apparatus
US4858243A (en) * 1987-06-12 1989-08-15 Raycon Corporation Laser pumping cavity
JPH022190A (ja) * 1988-06-14 1990-01-08 Hamamatsu Photonics Kk レーザ装置
DE8903388U1 (de) * 1989-03-18 1989-05-18 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Festkörperlaser
DE4022818A1 (de) * 1990-07-18 1992-01-23 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Festkoerperlaser
US5280494A (en) * 1993-01-05 1994-01-18 Toepel Michael P Modular laser demonstration kit

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2007093715A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007093715A1 (fr) 2007-08-23
FR2897725A1 (fr) 2007-08-24
FR2897725B1 (fr) 2011-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Krushelnick et al. Plasma channel formation and guiding during high intensity short pulse laser plasma experiments
Campbell et al. Nova experimental facility
EP2962305A1 (fr) Dispositif de magnetisation de plasma laser par champ magnetique pulse
Caro et al. Use of laser-produced soft x rays for the production of excited metastable ions
Zvorykin et al. Experimental capabilities of the GARPUN MTW Ti: sapphire–KrF laser facility for investigating the interaction of subpicosecond UV pulses with targets
EP1984991A1 (fr) Dispositif amplificateur d'impulsions lumineuses a matrice solide pompee par lampes a eclairs
Kaku et al. Vacuum ultraviolet argon excimer production by use of an ultrashort-pulse high-intensity laser
FR2617364A1 (fr) Procede et dispositif de production d'electrons utilisant un couplage de champ et l'effet photoelectrique
Deka et al. Gas breakdown threshold measurements using a pulsed HF/DF laser
Hasi et al. Study on two-cell stimulated Brillouin scattering system with mixture medium
Hironaka et al. Picosecond Time-Resolved X-Ray Diffraction from Si (111) under High-Power Laser Irradiation
Zeng et al. Intense single-cycle terahertz generation driven by ultrashort high-power laser pulses
Morgan Some aspects of laser-produced plasmas
Mikheev et al. Laser-excited prolonged emission of hydrogen from aluminum alloys with Li and Mg
CA2888713C (fr) Procede et dispositif de generation d'un faisceau de particules chargees focalise de fort courant
Key et al. Generation of Ultrabright Beams in High Energy NdrGlass and KrF Laser Systems
Gardelle et al. Modelization of the plasma in a Pockels cell
Agranat et al. Generation of hard x-rays by a forsterite terawatt laser
Bhaumik et al. UV Gas Laser Studies
Wegner et al. Recent progress on the National Ignition Facility advanced radiographic capability
Savelyeva et al. Multi-frequency stimulated raman scattering in protium and deuterium water
Murphy Dynamics of noble gas cluster expansion driven by intense pulses of extreme ultraviolet light
Meshkovskii et al. Influence of laser radiation on the electrodiffusion of molecular ions in a porous glass rod
Kulikov et al. Laser with phase conjugation for high intensity interactions
Blanchot et al. Production and characterization of multi 1019 W/cm2 intensities using 300 fs, 30 TW pulses generated in a gain shaped Ti: Sapphire/Nd-doped mixed glasses set-up

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20080825

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20090428

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20130903