FR2484158A1 - Ensemble de cathode pour laser a vapeur metallique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN ENSEMBLE DE CATHODE POUR UN LASER A VAPEUR METALLIQUE. UN TUBE A LASER SELON L'INVENTION COMPORTE ESSENTIELLEMENT UNE ENVELOPPE 12 REMPLISSANT LA FONCTION D'ANODE, UN ENSEMBLE DE CATHODE 16 CONSTITUE PAR UNE CATHODE CREUSE PERFORE 17 COAXIALE DANS L'ENVELOPPE, UNE PIECE METALLIQUE 43 DISPOSEE SUR LA CATHODE ET DONT LA VAPORISATION PRODUIT UNE VAPEUR METALLIQUE A EFFET LASER, UN MANCHON ISOLANT 74 SUR CETTE PIECE METALLIQUE, UN ECRAN ANODIQUE 70 ENTRE L'ANODE ET L'ENSEMBLE DE CATHODE, DES ELEMENTS D'EXTREMITE 42 ET UN GENERATEUR 60 DE TENSION CONTINUE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A UN TUBE A LASER A VAPEUR METALLIQUE.

Description

La présente invention se rapporte d'une façon eéné-

rale aux dispositifs d'émission de rayonnement, et concerne particulièrement un dispositif d'émission de rayonnement du

type fréquemment appelé un laser.

j Un laser est généralement constitué par une enve-

loppe allongée qui contient une matière dont l'état d'éner-

gie initial peut être élevé jusqu'à un état d'énergie ap-

pelé excité. Le moyen particulier utilisé pour exciter la matière dlans l'enveloppe peut varier. Ainsi, selon le type

de laser utilisé, le dispositif d'excitation peut être op-

tique, électrique ou chimique.

Après l'excitation, un rayonnement peut être émis spontanément quand la matière excitée revient à un niveau

d'éneraie plus stable, et/ou par une émission stimulée.

Dans un cas comme dans l'autre, la longueur d'onde du rayon-

nement émis est proportionnelle à la différence d'énergie

entre les niveaux entre lesquels s'effectue la transition.

Cela dépend à son tour des caractéristiques inhérentes de

la matière elle-même.

Le rayonnement qui se propaFe avec une longueur d'on-

de constante quitte en général l'enveloppe par des disposi-

tifs de transmission de rayonnement disposés aux deux extré-

mités. Les dispositifs de transmission de rayonnement sont Généralement des fenêtres translucides qui sont souvent,

mais non nécessairement, inclinées sous un angle qui opti-

mise une polarisation particulière de la lumière. Cette in-

clinaison est souvent appelée l'angle de 3rewster et les fenêtres ainsi inclinées sont souvent appelées des fenêtres

de Brewster.

Les Lasers du type décrit ci-dessus comportent

Généralement des dispositifs à reflexion, tels que des mi-

roirs concaves situés à une distance prédéterminée au-delà de chaque fenêtre translucide. Les miroirs sont alignés

de manière que le rayonnement émis par une fenêtre trans-

3) lucide soit réfléchi dans l'enveloppe pour stimuler l'émission d'une quantité accrue de rayonnement qui passe

alors par la fenêtre opposée. De la même manière, ce rayon-

nement accru est réfléchi dans l'enveloppe par l'autre mi-

roir, augmentant encore davantage le rayonnement émis. Au

fur et à mesure que le rayonnement est réfléchi continuel-

lement dans un sens et dans l'autre à travers l'enveloppe, des quantités de plus en plus importantes de rayonnement sont produites. C'est de cette manière que l'énergie d'émission simulée de rayonnement est "amplifiée" par le

laser. Bien entendu, pour permettre au rayonnement ampli-

fié de s'échapper, l'un au moins des miroirs n'est généra-

lement que partiellement réfléchissant.

De nombreuses matières différentes peuvent être

utilisées pour produire une émission de rayonnement, y com-

pris certains éléments de la classe des métaux. Etant donné

que les métaux utilisés dans ce type de laser doivent géné-

ralement être convertis de l'état normal solide ou liquide en un état gazeux pour produire l'excitation, ces lasers sont fréquemment appelés des lasers à vapeur métallique. Il est ainsi clair que dans des lasers à vapeur métallique un dispositif d'excitation doit être prévu pour vaporiser d'abord le métal puis pour faire passer le métal vaporisé

de l'état initial d'énergie à un état excité.

En général, les lasers à gaz peuvent se classer en deux types principaux de configuration: le laser du type à colonne positive, tel que celui décrit par exemple dans le Brevet des Etats Unis d'Amérique NI 4 187 474 et le laser à cathode creuse comme le décrivent par exemple les Brevets des Etats Unis d'Amérique No 4 021 845 et 4 052 680. Polr une même sortie, les tubes à laser à cathode creuse offrent généralement, pour un tube de plus petite dimension, un

gain plus élevé que les lasers du type à colonne positive.

Bien que les lasers à cathode creuse, à décharge

néeative décrits dans les derniers Brevets mentionnés as-

surent des performances très satisfaisantes, une améliora-

tion du rendement global par une réduction de la puissance

d'entrée nécessaire pour un effet laser seuil serait sou-

haitabLe.L'invention concerne donc un dispositif à cathode

creuse à décharge nésative destiné à produire un rayonne-

ment laser. Ce dispositif comporte un ensemble de cathode

creuse entouré par une enveloppe d'anode comportant une sec-

tion de corps et deux sections d'extrémités, chaque section d'extrémité se terminant par un élément de transmission

de rayonnemento Unaènt métallique à effet laser est en-

fermé au voisinage de perforations dans la structure de cat.hoSe rle manièra qus la vapeur métallique puisse être facilement introduite dans la région centrale de cathode de fa9on effective et efficace. Le circuit de décharge de l'anode à la oathode est réduit par l'utilisation d'un

écran d'anode afin que la décharge dans le gaz soit diri-

gée dans la région centrale de la cathode avec un inter-

valle de décharge contrMlée ence qui concerne une pression

optimale et une décharge négative confinée dans la cathode.

L'agent métallique à effet laser, sous la forme d'une feuil-

le métallique recouvre la surface extérieure de la catho-

de et des trous perforés dans la'moitié inférieure de cette

cathode. De la vapeur métallique est libérée dans la catho-

de par l'évaporation de il'aent à effet laser sous l'effet de la diffusion et du chauffage par la décharge, la vapeur

métallique étant confinée dans la cathode par pompage cata-

phorétique à partir de l'écran d'anode et recondensation

sur la surface intérieure de la cathode. Un manchon iso-

lant près de la feuille métallique comporte une rangée de

fe.nteségalement espacéeset présente un intervalle et un cir-

cuit uniformes de décharge le long de la cathode par l'alig-

nement des fentes avec les trousperforés sur la partie

supérieure de la cathode.

L'écran d'anode est enroulé autour du manchon iso-

lant et connecté électriquement à l'enveloppe d'anode sous vide. La décharge dans le gaz est maintenue à partir de l'anode, à travers les fentes, dans le volume intérieur de

la cathode. Etant donné que la surface extérieure de la oa-

thode est isolée par le manchon, la décharge est effective-

ment confinée.

Un objet de l'invention est donc de réaliser un dispositif à cathode creuse à décharge négative dans un

Paz pour produire un rayonnement laser.

Un autre objet de l'invention est de réaliser

un laser perfectionné à catholde creuse dans lequel la puis-

sance d'entrée nécessaire pour l'effet laser seuil est con-

sidérabtement réduite.

Un autre objet encore de l'invention est de réa-

liser un laser à cathode creuse comportant une structure de cathode perfectionnée qui accro t le rendement global d'effet laser par une utilisation effective de la puissance de décharge en créant une vapeur métallique uniformément

confinée dans la cathode et en produisant une décharge néga-

tive confinée dans un gaz.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion apparaitront au cours de la description qui va suivre

Aux dessins an:exs, donnés uniquement à titre d'exemple nullement limitatif: La Figure 1 est une coupe longitudinale partielle d'un tube à laser selon l'invention,

a Figure 2A est une coupe schématique de la ca-

t8ode creuse utilisée dans le tube à laser de la Figure 1, suivant la ligne 2A, 2A, et illustrant les caractéristiques de décharge dans le tube,

La Figure 28 est une coupe suivant la ligne 2.3-

21 de la Figure 2A illustrant les caractéristiques de dé-

charge de la cathode creuse utilisée dans le tube à laser de la Figure 1,

La*Fi.ure 3 est une courbe caractéristique de ten-

sion-intensité de la décharge dans l'helium-cadmium utili-

sant le tube à laser de la Fipure 1 et la Figure 4 est une courbe de la puissance de

sortie en rayonnement blanc, en fonction, du courant d' exci-

tation.

La Figure 1 est donc une coupe partielle qui il-

lustre la configuration du tube à laser selon l'invention.

En particulier, un tube à décharge 10 consiste en une en-

veloppe métallique 12 qui contient un -az. Des matières qui

conviennent pour l'enveloppe 12 comprennent l'acier inoxy-

dable, le cuivre et le "lovar", l'enveloppe ou anode 12 étant connectée à la masse comme représehté. Un ensemble de cathode 16, qui sera décrit plus en détail par la suite

est supporté par des broches de cathode lR et 20 à l'in-

térieur de l'enveloppe 12. Le s- broches de cathode 1 et

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sont connectées respectivement à des conducteurs 22 et

24. Des isolateurs 2t) et 28 en céramique isolent les bro-

ches de cathode Me lt'enveloppe 12 connectée à la masse.

-,a partie de l'enveloppe métallique 12 qui est concentrique avec la cathode lb fonctionne comme l'anode du tube, bien que la section d'anode s'étende essentiellement entre des

brides 36 (dimension a) comme représenté.

Un miroir plan -concave 30 totalement réfléchis-

sant et Lu miroir de sortie 32 qui transmet une partie de la lumière laser incidente sont alignés axialement avec

l'ensemble 16 de cathode creuse formant les éléments d9ex-

trémité de la cavité optique du laser.

Les extrémités de l'enveloppe 12 du tube à déchar-

ge sont scellées sur des brides métalliques 36.étanches au

vide qui, à leur tour, sont scellées sur des brides métal-

liques 38 étanches au vide. Des parties en saillie 40 sont

scellées sur des fenêtres de Brewster 429 comme représenté.

Les brides métalliques 36 et 38 étanches au vide

et les parties en saillie 40 peuvent être en acier inoxy-

dable. Il est bien entendu que l'invention s'applique également à un laser dans lequel le résonateur optique fait partie intégrante du tube à décharge 10. Dans ce cas, les fenêtres de Brewster 42 sont remplacées par les miroirs 30 et 32 de résonateur optique. La technique de scellement des fenêtres ou des miroirs sur des brides métalliques et

de scellement des brides métalliques sur 1'enveloppe métal-

lique 12 du tube à décharge sont bien connues et ne ont pas à être décrites ici. Comme cela apparaîtra plus en détail par la suite, un agent laser actif 43 qui peut être par exemple du cadmium, du zinc ou du cuivre, est introduit

dans le tube à laser 10 sous la formé d'une feuille métal-

lique 43 qui s'étend sur la longueur de la cathode 17 et

qui est ensuite converti en vapeur atomique par vaporisa-

tion du métal. ba structure métallique 43 est en contact avec la structure cylindrique 17. La décharge entre l'anode et la cathode 16 entraîne une vaporisation rapide du métal 43 placé contre des perforations 44 de la cathode 17, par la chaleur de la décharge ou par pulvérisation. Il faut noter que selon l'invention aucun chauffage extérieur n'est nécessaire pour vaporiser l'agent laser métallique,

ce qui réduit la puissance nécessaire pour faire' fonction-

ner l'ensemble du laser. La vapeur de cadmium ainsi produite diffuse par les perforations 44 dans la partie inférieure de la cathode 17, cathode dans laquelle l'activité laser principale à lieu, raccourcissant le circuit de diffusion de sorte qu'un démarragerapide et un confinement effectif

de la vapeur peuvent être obtenus, assurant un bon fonction-

nement. La décharge électrique est produite par application

d'une tension continue d'une source 60 aux broches de ca-

thode lB et 20 par les conducteurs 22 et 24. Une plage cou-

rante de tension se situe entre environ 300 et 400 Volts continus. Un gaz tampon, par exemple de l'hélium, est également enfermé dans l'enveloppe 12. La décharge entre l'anode et la cathode 16 excite les atomes d'élium jusqu'à un niveau élevé d'énergie à partir duquel de l'énergie est transférée aux atomes de cadmium vaporisés., Cela entraine

une excitation sélective du cadmium jusqu'au niveau d'éner-

gie excité nécessaire pour l'effet laser. Comme cela sera

expliqué plus en détail, la rangée supérieure des trous per-

forés 44 dans la cathode 17 permet l'établissement et le confinement de la décharge dans la cathode, formant ainsi une distribution de décharee apparaissant surles Figures 2A et 2P (il faut noter que l'élément métallique 43,

l'écran d'anode 70 et l'isolant 74 sont représentés espa-

cés les uns des autres pour clarifier les figures). En réa-

lité, l'élément 43 est en contact avec la cathode 17, l'iso-

Lateur 74 est en contact avec l'élément 43 (avant qu'il soit

évaporé) et l'écran d'anode 70 est en contact avec l'iso-

lant 74. L'effet laser principal se produit dans la région de décharge confinée dans la cathode, o des ions d'hélium

et des atomes de cadmium échangent de L'énergie par colli-

sions. Le rayonnement simultané d'ondes entretenues des transistions laser rouges, vertes et bleues composées en un faisceau de lumière blanche 47'produit par les collisions

précitées est formée le lone de l'axe 4R, traversant les fe-

nêtres de brewster 42 vers les miroirs 30 et 32 frmant la cavité. Une partie du faisceau 49i de lumière blanche est

transmise par le miroir 32 et peut être séparée en ses com-

posantes de couleurs primaires par un prisme 509 comme re-

présentéo D'autres éléments optiques séparateurs peuvent être utilisés en place du prisme 50. Les paramètres de réalisation du tube à laser de la Fie-ure 1 seront maintenant indiqués. Il faut noter que la combinaison de l'aaent laser actif au cadmium et de

lhelium.azeux produit un effet laser aux loneueurs d'on-

des de 401t;6, 5337, 5378, 6355 et o350 Angstr msg avec un fonctionnement laser simultané aux transitions bleues (4716 l), vertes, (5337 X, 5378 X) et rouges (6335 A 6.360R) de Cd visibles en utilisant des miroirs à large bande.. Une structure typique de cathode creuse consiste en un tube

de Kovar ou de molybdène d'une longueur de 50 cmq d'un dia-

mètre intérieur de 7,5 mm maintenu à lvintérieur d8un cy-

lindre anodique en acier inoxydable de diamètre extérieur

de 25 mm et dans l'enveloppe à vide 12. Le cylindre cathodi-

que 0st perforé et peut comporter trois rangées parallèles de trous 44 d'un diamètre de 3 mm, espacés angulairement de 1200 et à une distance axiale de 6 mm sur toute la longueur de la cathode, comme le montrent les figures 2A et 2Bo Le tube de la cathode peut être supporté concentriquement à l'intérieur du tube d'anode2 par des broches flexibles à partir des traversées sous vide mo ntées latéralementdans le tube anodique, à chaque extrémité de la cathode comme le

montre la Figure 1, ou par des colliers concentriques en cé-

ramique prèsde chaque extrémité. La longueur totale de la

cavité optique, comprenant les miroirs d'extrémité est en-

) viron go90 cm, la longueur active de la cathode étant de l'or-

dre de 50 cm.

La cathode perforée 17 est de préférence en molyb-

dène et l'agent métallique à effet laser 43 qui peut %tre par exemple du cadmium, du zinc ou du cuivre est positionné au voisinape des perforations 44 dans la partie inférieure de la cathode 17 de manière que la vapeur métallique puisse pénétrer facilement dans la région centrale de la cathode,

de façon efficace et effective. Le trajet de décharge anode-

cathode est réduit par l'utilisation d'un écran anodique

, sur la longueur de la cathode 17 et connecté électri-

quement à l'anode 12 par un conducteur 72 de manière que la décharge dans le gaz soit dirigée dans la région centrale de la cathode par les trous perforés 44 dans la partie su- périeure de cette cathode, avec un intervalle de décharge

relativement court et contrôlé (décharge facile à déclen-

cher) pour une pression optimale, et la décharge négative

dans le gaz est confinée dans la cathode 17. L'écran anodi-

que 70 fonctionne également comme structure de support de l'ensemble de cathode 16 qui comporte la feuille métallique

43, la cathode 17 et i'isolant 74 dans l'anode 12. Ces ca-

ractéristiques sont contraires à la structure décrite dans les Brevets précités, selon lesquels la vapeur métallique est produite par chauffage par décharge ou par chauffa.ge extérieur à l'enveloppe anodique extérieure (le métal étant -placé en contact avec l'enveloppe) et selon lesquels la décharge neégative est liée à la fois au volume extérieur

et au volume intérieur de la cathode.

En particulier, le nouvel ensemble de cathode

16 selon l'invention comporte la feuille de métal 43-préci-

tée placée contre la surface extérieure de la cathode et

les trous perforés 44 dans la moitié inférieure de la ca-

thode 17. La vapeur métallique est libérée dans la cathode 17 par les trous perforés inférieurs, par pulvérisation et

chauffage de la décharge, les vapeurs métalliques étant con-

finées dans la cathode par pompage cataphorétique à partir

de l'écran d'anode 70 et recondensation sur la surface in-

térieure de la cathode. Le manchon d'isolant 74 qui peut être en quartz ou en céramique, est en contact avec la

feuille 43 et la maintient co ntre la cathode, et de préfé-

rence, il comporte une seule rangée de fentes76 également espacéesle long de sa circonférence, formant un intervalle et uncircuit de décharge uniformes le lono de la cathode par L'alignement des fentes 76 avec les trous perforés 44

correspondants dans la partie supérieure de la cathode 17.

En variante, le manchon isolant 74 peut comporter une fente uniforme sur sa longueur. Le manchon isolant 74 confine et dirig-e essentiel.úement et de façon efificace la décharge dans la cathode o se produit l'effet laser, et il s'étend

sur toute la longueur de la cathode 17.

L'écran anodique 70 est réalisé en une fine toile d'acier inoxydable ou de tungstène (mailles de 0,15 x 0,15

mm) et il est enroulé autour du manchon isolant 74 en con-

tact avec lui, et connecté électriquement à l'enveloppe sous vide extérieure 12 par un conducteur 72. La décharge dans un maz est maintenue à partir de l'anode à travers chaque fente 7? et chaque trou perforé 44, dans le volume

intérieur de la cathode. Etant donné que la surface ex-

térieure de la cathode est isolée par le manchon isolant

74, la décharge est effectivement confinée dans cette ré-

gion. L'ensemble de cathode 16 décrit ci-dessus apporte

une réduction d'environ 500/ de la puissance d'entrée néces-

saire pour l'effet laser seuil, comparativement aux lasers décrits dans les Brevets précités. Cet ensemble de cathode augmente le rendement global du laser par son utilisation

effective de la puissance de décharge en créant de la va-

peur métallique confinée de façon uniforme dans la cathode, et en produisant une décharge négative dans le gaz, bien

confinée. En outre, la vaporisation du métal est essentiel-

lement limitée et concentrée au centre de la cathode et le positionnement du métal 43 représenté permet à lavapeur

de pénétrer rapidement dans la zone de décharge o se pro-

duit l'effet laser.

Enfonctionnement, une décharge cathodique 80 inten-

se, uniforme et brillante remplit l'intérieur du tube ca-

thodique comme le montrent les figures 2A et 213, à l'ex-

ception d'une région annulaire n2 (noire) le long de la surface intérieure de la cathode 16. De fines colonnes de plasma sortent par les trous dela cathode et conduisent

la décharpe vers l'anode. Ua Figure 3 représente une carac-

téristique de tension continue en courant de la décharge pour une pression d'héLium de 8,5 torrs et une température du tube d'environ 3000C. Cette décharge se caractérise par

une tension d'entretien d'environ 300 Volts. Pour des mé-

lannes hélium-cadmium, la tension d'entretien augmente avec

la pression de la vapeur de cadmium. Le laser à l'helium-

cadmium peut fonctionner dans la plame de températures com-

prise entre environ 300 C et 350 C (correspondant à une pla-

ge de l'ordre de 0,045 à 0,3 torrs de pression de cadmium) avec une pression d'helium de l'ordre de 4 à 18 torrs, une excitation continue de l'ordre de 300 à 400 Volts, et un courant die décharge correspondant dans la plage d'environ

à OO milliamperes. En pénéral, pour produire une sor-

tie de laser blanche, le tube à laser fonctionne avec succès à 320 C, une pression d'helium de 8 torrs, une excitation

continue de 300 Volts et un courant de décharge de o00 milli-

amperes. Les miroirs 30 et 32 du laser sont généralement des

miroirs hautement réfléchissants à large bande, avec, un pour-

centa.e de transmission de quelques dizièmes aux longueurs d'ondes du rouge, du vert et du bleu. Il faut noter que

la puissance de sortie du laser dépend de la pression d'he-

lium pour chacune des trois couleurs, à une température par-

ticulière de la cathode. Dans le présent mode de réalisation, le laser fonctionne avec une pression d'helium dans la plage de 4 à 12 torrs. Av'ec des pressions supérieures, il devient difficile d'obtenir une lumière de laser blanche équilibrée car la puissance de sortie de la raie rouge s'affaiblit. A des pressions inférieures à 4 torrs, la décharge devient difficile à entretenir. La puissance de sortie du laser est

également fonction de la pression de vapeur du cadmium, dé-

terminée par la température du tube à laser. ia Figure 4 représente la puissance de sortie du laser en fonction du courant de décharge, pour une pression d'helium d'environ q,5 torrs et une température de la paroi extérieure du tube

à laser d'environ 300 C.

Il est bien entendu qu'à la place de l'enveloppe métallique 12, il est possible d'utiliser une enveloppe

sous vide en verre ou en céramique. Dans ce cas (les carac-

téristiques de fonctionnement décrites ci-dessus étant iden-

tiques) une broche d'anode serait nécessaire pour la con-

nexion électrique à l'écran anodique 70. -'ensemble de ca-

thode lo (avec l'écran anodique 70) peut ainsi être utilisé 1 1

dans toute configuration d'enveloppe.

Comme cela a été expliqué ci-dessus, les oscilla-

tions laser en lumière blanche ont été obtenues dans diffé-

rentes conditions de pression d'heliumv de densité de vapeur

* de cadmium (en fonction de la température de la paroi exté-

rieure du tube) et de courant. ies conditions de fonctionne-

ment du tube à laser peuvent en outre être modifiées pour étendre sa plage dynamique, la puissance de sortie étant

optimisée par une réalisation appropriée du miroir de cou-

plage de sortie.

En général, certaines conditions doivent être r.em-

plies pour obtenir des oscillations laser blanches. En par-

ticulier, l'oscillation laser blanche impose une décharge de cathode creuse avec la décharge dans le geaz confiné à l'intérieur Ae la région cathodique. En outre, une décharge uniforme le lona de la cathode et un profil de température uniforme le long du tube sont nécessaires pour assurer une distribution uniforme de La vapeur de cadmium. En outreg

l'excitation seuil appropriée doit être obtenue: et la cavi-

té optique appropriée doit être choisie.

Ces conditions ont été remplies avec succès en choisissant la configuration du tube à laser de la manière décrite ci-dessus et en faisant fonctionner ce tube dans

lespla.es précitées.

Il est bien entendu que de nombreuses modi'ica-

tions peuvent %tre apportées au mode de réalisation décrit

et illustré à titre d'exemple nullement limitatif sans sor-

tir du cadre ni de l'esprit de l'invention.

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iEVI;:DI CATiO.S 1 - Tube à laser à vapeur métaLLique destiné à produire des émissions simultanées à raies multiples,

caractérise en ce qu'il comporte une enveloppe (12) rem-

plie de gaz avec un axe longitudinal, une partie dudit gaz étant une vapeur métallique donnée, et une électrode d'anode formant unepartie de ladite enveloppe, le tuoe

comportant éaletu:ent un ensemble de cathode (1b) compre-

nant une cathode creuse (17) perforée située dans ladite enveloppe et disposée coaxialement avec ladite partie d'éLectrode d'anode de ladite enveloppe et concentrique

avec elle, une pièce métallique (43) positionnée par rap-

port à ladite cathode creuse, ledit métal produisant, lorsqu'il est vaporisé, ladite vapeur métallique donnée, et une pièce isolante (74) en contact avec ladite pièce

métallique, ledit tube comportant aussi une pièce anodi-

que (70) intercalée entre ladite électrode d'anode (12)

et ledit ensemble de dathode (16), et connectée' électri-

quement à ladite électrode d'anode, des éléments d'extré-

mité (42), alignés coaxialement, lesdits éléments d'extré-

mité et ladite enveloppe étant agencés de manière à former une structure qui enferme un agent eazeux, un dispositif (oO0) produisant une tension continue et un dispositif (18,

) qui applique ladite tension continue entre ladite piè-

ce anodique et ledit ensemble de cathode de manière à -

créer une décharge entre ladite cathode et ladite pièce

d'anode, ledit gaz à effet laser réamissant à ladite dé-

charge en stimulant des émissions d'ondes entretenues, à raies multiples simultanées suivant l'axe longitudinal

de ladite cathode.

2 - Tube à laser selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que ledit gaz contient également de l'helium dont la pression se situe dans la plaire entre environ 4

et 18 torrs.

3 - Tube à laser selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que ladite pièce métallique (43) est en cad-

mium, cette pièce métallique étant vaporisée par la cha-

leur produite par la décharrne et par pulvérisation.

4 - Tube à laser selon la revendication 3, carao-

térisé en ce qu'il fonctionne dans la plare de températures

entre environ 3000C et 3500C.

- Tube à laser selon la revendication 1, carac- térisé en ce que lesdits éléments d'extrémité (42) sont

des fenêtres à transmission optique, alignées coaxialement.

0 - Tube à laser selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que lesdits éléments d'extrémité sont des mi-

roirs (30, 32) de laser, alignées coaxialement.

7 - Tube à laser selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que ladite pièce métallique (43) est en con-

tact avec ladite cathode.

8 - Tube à laser selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que ladite pièce d'anode (70) consiste en une

toile métallique.

9 - Tube à laser selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que ledit gaz à effet laser réagit à ladite décharge en stimulant des émissions d'ondes entretenues à raies multiples simultanées sous la forme de lumière blanche, suivant lSaxe longitudinal de ladite cathode.

- Tube à laser selon la revendication 19 carac-

térisé en ce que ladite vapeur métallique est libérée dans

ladite cathode par des perforations (44) dans cette catho-

de.

11 - Tube à laser selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que la décharge depuisla pièce anodique (12) dans ladite cathode (17) se fait à travers ladite pièce

isolante ( 74) et des perforations (44) dans ladite cathode.

12 - Tube à laser à vapeur métallique destiné à pro-

duire des émissions à raies multiples simultanées, caracté-

risé en ce qu'il comporte une enveloppe (12) remplie de caz avec un axe longitudinal, une partie dudit gaz étant une vapeur métallique donnée, une éLectrode anodique (12), un ensemble de cathode (16) comprenant une cathode creuse

(17) perforée située dans ladite enveloppe et disposée co-

axialement par rapport à l'enveloppe et concentrique avec elle, une pièce métallique (43) positionnée par rapport à ladite cathode creuse, ledit métal produisant, lorsqu'il est vaporisé, ladite vapeur métallique donnée, et une piece isolante (74) en contact avec ladite pièce métallique, ledit tuoe comportant également une piece d'anode (70) intercalée

entre ladite enveloppe et ledit ensemble de cathode, et con-

nectée électriquement à ladite électrode d'anode, des élé-

ments d'extrémité (42) alignés coaxialement, lesdits élé-

ments d'extrémité et ladite enveloppe étant agencés de ma-

niere à former une structure qui enferme un agent gazeux, un dispositif (60) produisant une tension continue et un dispositif (1I, 20) qui applique ladite tension continue entre ladite pièce d'anode\ et ledit ensemble de cathode de manière qu'nne décharge soit créée entre ladite cathode et ladite pièce d'anode, ledit gaz à effet laser réagissant

à ladite décharge en stimulant des émissions d'ondes entre-

tenues à raies multiples simultanées suivant l'axe longitu-

dinal de ladite cathode.

13 - Tube à laser selon la revendication 12, ca-

ractérisé en ce que ledit gaz contient également de l'hélium dont la pression se situe dans la plagme entre environ 4 à

18 torrs.

14 - Tube à laser selon la revendication 12, ca-

ractérisé en ce que ladite pièce métallique (43) est en cad-

mium, cette pièce métallique étant vaporisée par la chaleur

produite par la décharge et par pulvérisation.

15 - Tube à laser selon la revendication 14, ca-

zrectérisé en ce qu'il fonctionne dans la plage de tempéra-

tures entre e ractérisé en des fenêtres ractérisé en miroirs 30, 3 ractérisé en contact avec ractérisé en

nviron 300 et 350 C.

- Tube à laser selon la revendication 12, ca-

ce que lesdits éléments d'extrémité (42) sont

à transmission optique, alignés coaxialement.

- Tube à laser selon la revendication 12, ca-

ce que lesdits éléments d'extrémité sont des

32) de laser, aligné coaxialement.

- Tube à laser selon la revendication 12, ca-

ce que ladite pièce métallique (43) est en

ladite cathode.

- Tube à laser selon la revendication 12, ca-

ce que ladite pièce d'anode (70) consiste en

une tolle métallique.

- Tube à laser selon la revendication 129 carac-

térisé en ce que ledit,az à effet laser réait à ladite décharge en stimulant des émissions d'ondes entretenues à raies multiples simultanées sous la forme de lumière blan-

che, suivant l' axe longitudinal de ladite cathode.

21 - Tube à laser selon la revendication 12, carac-

térisé en ce que ladite vapeur métallique est libérée dans

ladite cathode par des perforations (44) dans cette catho-

de.

22 - Tube à laser selon la revendication 12, carac-

térisé en ce que la décharge depuisla pièce anodique (12) dans ladite cathode (17) se fait à travers ladite pièce

isolante (72) et des perforations (44) dans ladite cathode.