FR2510316A1 - Gas laser for medical use - has internal partitions placed within resonant cavity and extending parallel to propagation direction to partition amplifier medium - Google Patents

Gas laser for medical use - has internal partitions placed within resonant cavity and extending parallel to propagation direction to partition amplifier medium Download PDF

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Abstract

The laser may have carbon dioxide, nitrogen and helium as the lasing gas. The enclosure of the laser in which the gas (2) is contained is terminated by mirrors (4,5) and in addition is divided by one or more walls (8) lying in planes parallel to the direction of light propagation. The walls do not alter the direction of the propagation but undergo thermal exchange with the gas in the laser cooling it. This results in a stratification of the laser, in a single direction, or with two sets of divisions in two directions. The stratification walls are cooled by water circulation. The water is made to flow within channels which are machined in the bars forming the enclosure for the amplifier medium. These are symmetrically disposed w.r.t. the waveguides and pref. along the length of the bars.

Description

L'invention est relative à un laser à gaz. Elle trouvera notamment son application dans le milieu médical, en découpe et usinage. The invention relates to a gas laser. It will find its application in particular in the medical environment, in cutting and machining.

Actuellement, il existe des lasers dits a onde libre. Ils comprennent une enceinte contenant un gaz constituant le milieu amplificateur. L'enceinte contenant ce milieu amplificateur, se présente généralement sous la forme d'un tube dont le diametre est de l'ordre du centimètre et la longueur peut atteindre plusieurs mètres. Des miroirs sont disposés a chacune des extrémités du tube afin de former la cavité laser. Currently, there are so-called free wave lasers. They include an enclosure containing a gas constituting the amplifying medium. The enclosure containing this amplifying medium is generally in the form of a tube whose diameter is of the order of a centimeter and the length can reach several meters. Mirrors are arranged at each end of the tube to form the laser cavity.

L'un des miroirs est semi-réfléchissant, ce qui permet d'extraire une partie de l'énergie contenue dans la cavité sous forme de rayonnement. Le faisceau correspondant a une structure gaussienne.One of the mirrors is semi-reflecting, which makes it possible to extract part of the energy contained in the cavity in the form of radiation. The corresponding beam has a Gaussian structure.

Le laser a onde libre présente des dimensions extérieures relativement importantes, ce qui rend son maniement particulièrement délicat. Pour pallier a cet inconvénient, on utilise le laser en poste fixe, et la piece, ou le matériau, est déplacé par rapport au laser ou encore, le faisceau de photons laser, est dirigé vers le point de travail a l'aide de miroirs de renvoi ce qui permet de poster le laser. The free wave laser has relatively large external dimensions, which makes its handling particularly delicate. To overcome this drawback, the laser is used in a stationary position, and the part, or the material, is moved relative to the laser or, again, the beam of laser photons, is directed towards the working point using mirrors which allows the laser to be posted.

Malheureusement, l'utilisation de miroirs de renvoi multiples conduit à une possibilité de déréglage optique qui nuit a l'utilisation du laser et oblige à de nombreux réalignements optiques qui sont source de perte de temps. Un autre inconvénient de ces lasers, réside dans la présence d'une certaine inertie mécanique due a l'utilisation d'un bras optique généralement équilibré.Unfortunately, the use of multiple deflection mirrors leads to a possibility of optical adjustment which harms the use of the laser and requires numerous optical realignments which are a source of loss of time. Another drawback of these lasers lies in the presence of a certain mechanical inertia due to the use of a generally balanced optical arm.

Il est bien connu que l'élévation de pression du milieu amplificateur d'un laser à gaz conduit à une diminution du gain linéaire de ce milieu laser et à une diminution de la puissance utile de ce laser. La cause en est l'échauffement excessif du milieu amplificateur,
Afin de réduire cet échauffement, de nombreux auteurs réduisent la section du tube amplificateur de manière à approcher les parois froides du centre du tube. Ces parois diélectriques ou métalliques peuvent alors etre utilisées pour guider l'onde infrarouge et le laser resultant est appelé laser guide d'onde. Il se comporte différemment du laser classique à propagation d'onde libre principalement de par la différence de propagation des modes de la structure guidée.It is well known that the increase in pressure of the amplifying medium of a gas laser leads to a reduction in the linear gain of this laser medium and to a reduction in the useful power of this laser. The cause is the excessive heating of the amplifying medium,
In order to reduce this heating, many authors reduce the section of the amplifier tube so as to approach the cold walls of the center of the tube. These dielectric or metallic walls can then be used to guide the infrared wave and the resulting laser is called a waveguide laser. It behaves differently from the conventional free wave propagation laser mainly due to the difference in propagation of the modes of the guided structure.

Dans ce second type de laser à gaz dans lequel l'onde est guidée, l'enceinte contenant le milieu amplificateur est de faibles dimentions. Le diamètre du guide d'onde est de l'ordre du millimetre et sa longueur de l'ordre de 20 cm. Des miroirs sont placés à chacune des ex trémités du guide d'onde formant l'enceinte amplificatrice, ce qui permet de localiser le faisceau lumineux. In this second type of gas laser in which the wave is guided, the enclosure containing the amplifying medium is small. The diameter of the waveguide is of the order of a millimeter and its length of the order of 20 cm. Mirrors are placed at each of the ends of the waveguide forming the amplifying enclosure, which makes it possible to locate the light beam.

Toutefois, la puissance spécifique de ces lasers est encore relativement faible. However, the specific power of these lasers is still relatively low.

Le but principal de la présente invention est de proposer un type de laser à gaz dont l'encombrement et le poids ont éte fortement réduits. Ces avantages permettent à l'opérateur de manipuler directement le laser. The main object of the present invention is to provide a type of gas laser whose size and weight have been greatly reduced. These advantages allow the operator to directly manipulate the laser.

Un autre but de la présente invention sera de proposer un laser présentant plusieurs sources d'onde de même fréquence. Another object of the present invention will be to provide a laser having several wave sources of the same frequency.

D'autres buts et avantages de la présente invention appa raieront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif. Other objects and advantages of the present invention will emerge during the description which follows which is however given only for information.

Le lasers gaz notamment constitue d'une enceinte tubulaire étanche contenant un gaz formant le milieu amplificateur, munie à chacune de ses extrémités de dispositifs réflecteurs et dotée de moyens d'excitation du gaz contenu dans l'enceinte, celle-ci étant parcourue par des ondes localisées entre les dispositifs réflecteurs est caracterisee par le fait que l'enceinte présente une ou plusieurs parois, faisant une division matérielle du milieu amplificateur, cette ou ces parois etant placées dans l'enceinte parallèlement à la direction de propagation des ondes, formant une stratification du milieu amplificateur. The gas lasers in particular constitute a sealed tubular enclosure containing a gas forming the amplifying medium, provided at each of its ends with reflective devices and provided with means for exciting the gas contained in the enclosure, the latter being traversed by localized waves between the reflecting devices is characterized by the fact that the enclosure has one or more walls, making a material division of the amplifying medium, this or these walls being placed in the enclosure parallel to the direction of propagation of the waves, forming a stratification of the amplifying medium.

L'invention sera mieux comprise si l'on se réfere a la description ci-dessous, ainsi qu'aux dessins en annexe qui en font partie intégrante. The invention will be better understood if reference is made to the description below, as well as to the accompanying drawings which form an integral part thereof.

La figure 1 schematise un laser, dont le milieu amplificateur est stratifié selon l'invention. Figure 1 shows schematically a laser, the amplifying medium is laminated according to the invention.

La figure 2 schématise un mode particulier de stratification du milieu amplificateur. FIG. 2 diagrams a particular mode of stratification of the amplifying medium.

La figure 3 schématise un autre mode particulier de réalisation de la stratification du milieu amplificateur. Figure 3 shows schematically another particular embodiment of the stratification of the amplifying medium.

La figure 4 illustre, à titre d'exemple, un positionnement préférentiel des dispositifs reflecteurs.  FIG. 4 illustrates, by way of example, a preferential positioning of the reflecting devices.

La figure 5 schématise une réalisation avantageuse du dispositif d'excitation. Figure 5 shows schematically an advantageous embodiment of the excitation device.

L'invention trouvera son application parmi les lasers à gaz, quel que soit le type du gaz utilisé, en particulier les lasers à anhy druide carbonique (C02-N2-H#).  The invention will find its application among gas lasers, whatever the type of gas used, in particular carbon dioxide anhy lasers (C02-N2-H #).

La figure 1 schématise un laser a gaz. Ce type de laser est composé d'une enceinte 1, généralement mais pas nécessairement de forme tubulaire, contenant un gaz 2 qui forme le milieu amplificateur. Un dispositif d'excitation 3 permet d'exciter le gaz 2. Figure 1 shows schematically a gas laser. This type of laser is composed of an enclosure 1, generally but not necessarily of tubular shape, containing a gas 2 which forms the amplifying medium. An excitation device 3 makes it possible to excite the gas 2.

Des dispositifs réflecteurs 4 et 5 sont positionnés à chacune des extrémites de l'enceinte 1. Ces dispositifs réflecteurs ne doivent pas être obligatoirement situes à proximité de cette enceinte 1. Le faisceau de photons 6, engendré et entretenu par les atomes du gaz 2 du milieu amplificateur est localisé entre les deux dispositifs reflecteurs.  Reflective devices 4 and 5 are positioned at each of the extremities of the enclosure 1. These reflective devices need not be located close to this enclosure 1. The beam of photons 6, generated and maintained by the atoms of the gas 2 of the amplifying medium is located between the two reflecting devices.

Dans le cas où le diamètre de l'enceinte 1 contenant le milieu amplificateur, est relativement de grand diamètre, le faisceau 6 de photons prend une allure particulière et il sera nécessaire d'utiliser des dispositifs reflecteurs 5 et 6 adaptes à cette forme de faisceau.In the case where the diameter of the enclosure 1 containing the amplifying medium is relatively large in diameter, the beam 6 of photons takes on a particular appearance and it will be necessary to use reflecting devices 5 and 6 adapted to this form of beam .

Au moins un des dispositifs réflecteurs, par exemple le dispositif 5 sera semi-réflechissant, ce qui permettra à une certaine partie des photons de constituer un faisceau, qui sort du laser, et qui formera le faisceau "utile" du laser. At least one of the reflecting devices, for example the device 5 will be semi-reflecting, which will allow a certain part of the photons to constitute a beam, which leaves the laser, and which will form the "useful" beam of the laser.

Selon l'invention, l'enceinte 1 presentera une ou plusieurs parois 8, situées à l'intérieur de l'enceinte, formant une division ma térielle du milieu amplificateur 2. La ou les parois seront placées de telle sorte qu'elles soient situees parallelement a la direction de propagation du rayonnement 6, afin de ne pas altérer cette propagation. Ces parois formeront des surfaces d'echanges thermiques avec le milieu amplificateur de façon à le refroidir. Les parois formeront une-stratification du milieu amplificateur. Cette stratification pourra être monodirectionnelle, comme dans le cas de la figure 2, où les parois 9 sont sensiblement parallèles entre elles, le milieu amplificateur étant alors cloisonne par lesdites parois. La stratification peut être également bi-directionnelle, comme dans le cas de la figure 3 dans laquelle le milieu amplificateur est quadrille, et se réduit à un ensemble de canaux 10. According to the invention, the enclosure 1 will have one or more walls 8, located inside the enclosure, forming a material division of the amplifying medium 2. The wall (s) will be placed so that they are located parallel to the direction of propagation of the radiation 6, so as not to alter this propagation. These walls will form thermal exchange surfaces with the amplifying medium so as to cool it. The walls will form a stratification of the amplifying medium. This stratification may be monodirectional, as in the case of FIG. 2, where the walls 9 are substantially parallel to each other, the amplifying medium then being partitioned by said walls. The stratification can also be bi-directional, as in the case of FIG. 3 in which the amplifying medium is quadrille, and is reduced to a set of channels 10.

Cette amélioration dans le refroidissement du milieu amplificateur permet d'ameliorer le gain linéaire du milieu laser et la puissance utile du laser pour un volume donné. This improvement in the cooling of the amplifying medium makes it possible to improve the linear gain of the laser medium and the useful power of the laser for a given volume.

Les dispositifs réflecteurs, appliqués au laser à milieu amplificateur stratifié, devront être adaptés à la géométrie de la stratification de façon à contenir le rayonnement entre les parois. The reflecting devices, applied to the laser with a stratified amplifying medium, must be adapted to the geometry of the stratification so as to contain the radiation between the walls.

Dans un mode préférentiel de réalisation, on pratiquera un cloisonnement du milieu amplificateur suffisamment fin pour guider les faisceaux de photons. Ainsi, les parois présenteront une double application, premièrement, refroidir le milieu amplificateur, deuxièmement, guider l'onde associée aux faisceaux de photons. De plus, dans ce cas, il y aura un confinement du milieu amplificateur ce qui facilitera et améliorera l'excitation de ce milieu amplificateur. In a preferred embodiment, a partitioning of the amplifying medium will be practiced sufficiently fine to guide the photon beams. Thus, the walls will have a double application, firstly, to cool the amplifying medium, secondly, to guide the wave associated with the photon beams. In addition, in this case, there will be a confinement of the amplifying medium which will facilitate and improve the excitation of this amplifying medium.

La figure 4 schématise un laser, selon l'invention, présentant deux guides d'onde 11 et 12 formes par l'enceinte 13 contenant le milieu amplificateur, et une paroi intermédiaire 14. Un nombre plus important de guides d'onde, ou une autre disposition aurait pu être en visagée sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Figure 4 shows schematically a laser, according to the invention, having two waveguides 11 and 12 formed by the enclosure 13 containing the amplifying medium, and an intermediate wall 14. A larger number of waveguides, or a other arrangement could have been viewed without departing from the scope of the present invention.

Un miroir plan 15 pourra avantageusement être disposé à l'extrémité des guides d'onde perpendiculairement à leur axe longitudinal. Ce miroir, fera office de dispositif reflecteur qui permettra de contenir le rayonnement à l'intérieur de l'enceinte 13. L'utilisation d'un miroir plan unique a chacune des extrémités de l'enceinte contenant le milieu amplificateur, présente plusieurs avantages. D'une part, tous les guides d'onde 11 et 12, permettent de placer les faisceaux contenus dans chaque guide d'onde, dans des conditions identiques, ce qui permet d'obtenir une onde associée aux faisceaux de photons? de même frequence. D'autre part, il est avantageux de placer le miroir plan directement à l'extrémité des guides d'onde, ce qui permet d'avoir une enceinte contenant le milieu amplificateur, compacte.Il est egalement possible, d'utiliser des miroirs indépendants 16 et 17 pour chaque guide d'onde 11 et 12, ce qui permet d'ajuster la fréquence de chaque guide d'onde. Cette disposition trouvera tout particulierement son application dans la détection des polluants ou éventuellement dans des applications metrologiques. A plane mirror 15 can advantageously be placed at the end of the waveguides perpendicular to their longitudinal axis. This mirror will act as a reflecting device which will make it possible to contain the radiation inside the enclosure 13. The use of a single plane mirror at each of the ends of the enclosure containing the amplifying medium has several advantages. On the one hand, all the waveguides 11 and 12, make it possible to place the beams contained in each waveguide, under identical conditions, which makes it possible to obtain a wave associated with the beams of photons? of the same frequency. On the other hand, it is advantageous to place the plane mirror directly at the end of the waveguides, which makes it possible to have an enclosure containing the amplifying, compact medium. It is also possible to use independent mirrors 16 and 17 for each waveguide 11 and 12, which makes it possible to adjust the frequency of each waveguide. This provision will particularly find its application in the detection of pollutants or possibly in metrological applications.

Selon le type d'application envisagé, il pourrait etre in téressant éventuellement d'avoir des guides d'onde qui communiquent entre eux par l'intermédiaire d'orifices. Depending on the type of application envisaged, it could possibly be interesting to have waveguides which communicate with each other via orifices.

La figure 5 schématise un dispositif d'excitation du milieu amplificateur, dont la conception est avantageuse. En effet, une électrode 18 est commune à plusieurs guides d'onde, dans le cas de la figure 1 deux guides d'onde 19 et 20, cette electrode commune est située à l'intérieur d'une cavité 21 qui réunit les deux guides d'onde 19 et 20. Figure 5 shows schematically an excitation device of the amplifying medium, whose design is advantageous. Indeed, an electrode 18 is common to several waveguides, in the case of FIG. 1 two waveguides 19 and 20, this common electrode is located inside a cavity 21 which joins the two guides wave 19 and 20.

Cette électrode est reliee à l'extérieur, de l'enceinte con tenant le milieu amplificateur, à un générateur haute tension. Par ailleurs, chaque guide d'onde 19 et 20 dispose d'une électrode propre 22, 23, reliée à l'extérieur au générateur haute tension 24. Ce générateur 24 permet de creer des décharges entre les électrodes 22, 23 et 18 ce qui permet de créer un plasma de gaz formant le milieu amplificateur, pour l'exciter. Un dispositif de réglage, par exemple à l'aide de résistances 24, 25 permet de régler séparément les décharges dans chacun des guides d'onde. This electrode is connected to the outside, of the enclosure containing the amplifying medium, to a high voltage generator. Furthermore, each waveguide 19 and 20 has a clean electrode 22, 23, connected to the outside to the high-voltage generator 24. This generator 24 makes it possible to create discharges between the electrodes 22, 23 and 18 which creates a gas plasma forming the amplifying medium, to excite it. An adjustment device, for example using resistors 24, 25 makes it possible to separately regulate the discharges in each of the waveguides.

Ces électrodes haute tension pourraient être remplacées par des électrodes haute fréquence formant des parois du guide d'onde et excites par un générateur haute fréquence. These high voltage electrodes could be replaced by high frequency electrodes forming walls of the waveguide and excited by a high frequency generator.

Il est important, que les parois disposées dans l'enceinte, formant une stratification du milieu amplificateur, présentent une certaine symétrie d'ensemble. Il faut en effet que les guides d'onde présentent une identité de géométrie, et de conditions de température, pour que l'onde associée aux faisceaux de photons, soit identique dans chaque guide d'onde. Il faudra être particulierement vigilant, quant aux conditions de refroidissement des parois. On pourra par exemple réaliser des canaux en contact direct avec les parois de stratification du milieu amplificateur, ces canaux étant parcourus par un agent de refroidissement qui pourra absorber la chaleur recueillie par les'parois de stratification. Mais, il sera préférable, que ces canaux présentent une symétrie de refroidissement par rapport à l'ensemble des parois de stratification. It is important that the walls arranged in the enclosure, forming a stratification of the amplifying medium, have a certain overall symmetry. It is indeed necessary that the waveguides have an identity of geometry, and of temperature conditions, so that the wave associated with the beams of photons, is identical in each waveguide. Particular care must be taken with regard to the cooling conditions of the walls. It is possible, for example, to produce channels in direct contact with the stratification walls of the amplifying medium, these channels being traversed by a cooling agent which can absorb the heat collected by the stratification walls. However, it will be preferable for these channels to have a cooling symmetry with respect to all of the laminating walls.

Dans un mode préférentiel de réalisation, les guides d'onde pourront être taillés dans un barreau 26, comme le montrent les figures 2 et 3. Ainsi, le matériau utilise pour la confection de l'enceinte contenant le milieu amplificateur, et les parois de stratification est identique. Les guides d'onde étant généralement de petites dimensions, de l'ordre du millimètre, il sera parfois nécessaire de réaliser l'enceinte en fixant bout à bout des tronçons de barreau usinés. Les guides d'onde pourront par exemple avoir des dimensions géométriques variables selon leur position dans le barreau. In a preferred embodiment, the waveguides may be cut from a bar 26, as shown in FIGS. 2 and 3. Thus, the material used for making the enclosure containing the amplifying medium, and the walls of stratification is identical. The waveguides being generally of small dimensions, of the order of a millimeter, it will sometimes be necessary to produce the enclosure by fixing end to end sections of machined bar. The waveguides may for example have variable geometric dimensions according to their position in the bar.

Le barreau pourra être lui-même constitue de plusieurs pieces usinées et assemblées. The bar may itself be made up of several machined and assembled parts.

Le matériau utilisé sera de preference un diélectrique ayant une rigidité électrique élevée. Le matériau diélectrique pourra éventuellement être métallisé sur une ou plusieurs parois formant le guide d'onde. De plus, il présentera avantageusement une bonne conductibilité thermique. The material used will preferably be a dielectric having a high electrical rigidity. The dielectric material may possibly be metallized on one or more walls forming the waveguide. In addition, it will advantageously have good thermal conductivity.

Un faible coefficient de dilatation est souhaitable, au moins dans la direction de propagation du rayonnement, pour réaliser l'enceinte contenant le milieu amplificateur, afin que la distance separant les deux miroirs fixes aux extrémites de ladite enceinte soit sensiblement constante. Le matériau utilise pourra par exemple être du nitrure de
Bore, de l'oxyde de Beryllium ou de l'alumine. Les différents éléments pourront être assemblés notamment par collage à l'aide d'une colle a base d'acrylocyanolite. Le collage ou l'enrobage pourra egalement etre réalisé à base d'une colle au silicone.A low coefficient of expansion is desirable, at least in the direction of propagation of the radiation, to produce the enclosure containing the amplifying medium, so that the distance separating the two fixed mirrors at the ends of said enclosure is substantially constant. The material used may for example be nitride of
Boron, Beryllium oxide or alumina. The various elements can be assembled in particular by bonding using an acrylocyanolite-based adhesive. Bonding or coating may also be carried out on the basis of a silicone adhesive.

Les miroirs formant les dispositifs réflecteurs, seront réalisés sur support diélectrique de préférence, les multicouches résultant du traitement optique seront également dielectriques. The mirrors forming the reflecting devices will preferably be made on a dielectric support, the multilayers resulting from the optical treatment will also be dielectric.

Les guides d'onde pourront avoir une section rectangulaire, carrée, circulaire, ou autre. Le barreau devant constituer l'enceinte contenant le milieu amplificateur, pourra être réalise en plusieurs é léments éventuellement usinés qui seront assemblés. The waveguides may have a rectangular, square, circular, or other section. The bar having to constitute the enclosure containing the amplifying medium, can be made of several possibly machined elements which will be assembled.

L'agent de refroidissement utilisé pour refroidir les parois de stratification, pourra par exemple être de l'eau, de préférence froide, qui circulera dans les canaux par exemple taillés dans le barreau formant l'enceinte du milieu amplificateur. Ces canaux seront placés symétriquement par rapport aux guides d'onde et si possible le: long du barreau. Au cas ou plusieurs canaux seraient réalisés symétriquement par rapport aux guides d'onde, il faudra veiller à ce que le fluide circulant dans ces canaux ne crée pas de dissymétrie thermique par rapport aux différents guides d'onde. The cooling agent used to cool the stratification walls may for example be water, preferably cold, which will circulate in the channels, for example cut in the bar forming the enclosure of the amplifying medium. These channels will be placed symmetrically with respect to the waveguides and if possible along the bar. If several channels are made symmetrically with respect to the waveguides, care must be taken to ensure that the fluid flowing in these channels does not create thermal dissymmetry with respect to the different waveguides.

Le mode de réalisation qui vient d'être décrit n'est donné qu'à titre indicatif, et d'autres mises en oeuvre de la presente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, peuvent etre adoptées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci.  The embodiment which has just been described is given for information only, and other implementations of the present invention, within the reach of ordinary skill in the art, can be adopted without however get out of it.

Claims (16)

REVENDICATIONS 1. Laser à gaz notamment constitue d'une enceinte tubulaire étanche contenant un gaz formant le milieu amplificateur, munie à chacune de ses extrémités de dispositifs réflecteurs et dotée de moyens d'excitation du gaz contenu dans l'enceinte, celle-ci étant parcourue par des ondes localisées entre les dispositifs reflecteurs caractérisé par le fait que l'enceinte (1) présente une ou plusieurs parois (8) formant une division materielle du milieu amplificateur (2), cette ou ces parois (8) étant placées dans l'enceinte (1) parallèlement à la direction de propagation des ondes, formant une stratification du milieu amplificateur. 1. Gas laser in particular consists of a sealed tubular enclosure containing a gas forming the amplifying medium, provided at each of its ends with reflecting devices and provided with means for exciting the gas contained in the enclosure, the latter being traversed by localized waves between the reflecting devices characterized in that the enclosure (1) has one or more walls (8) forming a material division of the amplifying medium (2), this or these walls (8) being placed in the enclosure (1) parallel to the direction of wave propagation, forming a stratification of the amplifying medium. 2. Laser à gaz selon la revendication 1, caractérisé par le fait ques les dispositifs réflecteurs (4 et 5) sont des miroirs adaptés à la geométrie de la stratification du milieu amplificateur (2). 2. Gas laser according to claim 1, characterized in that the reflecting devices (4 and 5) are mirrors adapted to the geometry of the stratification of the amplifying medium (2). 3. Laser à gaz selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les parois (8) de stratification sont suffisamment proches les unes des autres pour former des guides d'onde vis- -vis du rayonnement (6). 3. Gas laser according to claim 1, characterized in that the stratification walls (8) are close enough to each other to form waveguides vis-a-vis the radiation (6). 4. Laser à gaz selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'un au moins des miroirs (15) est commun a plusieurs ou à l'ensemble des guides d'onde (11 et 12). 4. Gas laser according to claim 2, characterized in that at least one of the mirrors (15) is common to several or to all of the waveguides (11 and 12). 5. Laser à gaz selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la fréquence des rayonnements est identiques pour tous les guides d'onde. 5. Gas laser according to claim 3, characterized in that the frequency of the radiations is identical for all the waveguides. 6. Laser a gaz selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que les parois de stratification (8) sont réalisées dans un matériau diélectrique, éventuellement partiellement métallisé, et conducteur de la chaleur. 6. Gas laser according to the preceding claims, characterized in that the stratification walls (8) are made of a dielectric material, possibly partially metallized, and conductor of heat. 7. Laser a gaz selon la revendication 2, caracterise par le fait que les dispositifs réflecteurs (15, 16 et 17) se presentent sous la forme de miroirs plan, réfléchissants ou semi-réflechissants , fixes auxextremités des guides d'onde (11 et 12), perpendiculairement à l'axe longitudinal des dits guides d'onde. 7. Gas laser according to claim 2, characterized in that the reflecting devices (15, 16 and 17) are in the form of plane, reflecting or semi-reflecting mirrors, fixed at the ends of the waveguides (11 and 12), perpendicular to the longitudinal axis of said waveguides. 8. Laser à gaz selon la revendication 1, caractérisé par le fait que des ouvertures sont réalisées dans les parois de stratification (8). 8. Gas laser according to claim 1, characterized in that openings are made in the laminating walls (8). 9. Laser à gaz selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les parois (8) de stratification placées dans l'enceinte (1) sont refroidies par un agent de refroidissement. 9. Gas laser according to claim 1, characterized in that the walls (8) of stratification placed in the enclosure (1) are cooled by a cooling agent. 10. Laser à gaz selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'enceinte (1) présente une symétrie de réalisation. 10. Gas laser according to the preceding claims, characterized in that the enclosure (1) has a symmetry of construction. 11. Laser à -gaz selon les revendications précédentes, carac térisé par le fait que les parois de stratification (8) et l'enceinte (1) sont réalisées dans le même matériau. 11. A gas laser according to the preceding claims, charac terized in that the stratification walls (8) and the enclosure (1) are made of the same material. 12. Laser à gaz selon la revendication 9, caracterise par le fait que l'agent de refroidissement parcourt des canaux longitudinaux tangents aux guides d'onde réalisés dans la masse de l'enceinte (1). 12. Gas laser according to claim 9, characterized in that the cooling agent traverses longitudinal channels tangent to the waveguides produced in the mass of the enclosure (1). 13. Laser à gaz selon la revendication 11, caractérise par le fait que le matériau utilisé présente un faible coefficient de dilatation au moins dans la direction de propagation du rayonnement. 13. Gas laser according to claim 11, characterized in that the material used has a low coefficient of expansion at least in the direction of propagation of the radiation. 14. Laser à gaz selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le matériau utilisé est un nitrure de Bore, de l'oxyde de Beryllium ou de l'alumine. 14. Gas laser according to claim 11, characterized in that the material used is a boron nitride, beryllium oxide or alumina. 15. Laser à gaz selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'excitation du milieu amplificateur se fait par décharges électriques haute tension entre des electrodes situées dans le voisinage des guides d'onde, ou haute fréquence entre des electrodes formant le guide d'onde. 15. Gas laser according to claim 3, characterized in that the excitation of the amplifying medium takes place by high voltage electrical discharges between electrodes located in the vicinity of the waveguides, or high frequency between electrodes forming the guide wave. 16. Laser à gaz selon la revendication 14, caractérise par le fait que certaines électrodes peuvent être communes à plusieurs guides d'onde.  16. Gas laser according to claim 14, characterized in that certain electrodes can be common to several waveguides.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0098302A1 (en) * 1982-02-12 1984-01-18 United Technologies Corp Twin waveguide laser.
EP0098303A1 (en) * 1982-02-16 1984-01-18 United Technologies Corp Sure-start waveguide laser.
CH665921A5 (en) * 1985-02-22 1988-06-15 Oerlikon Buehrle Ag Gas laser with folded cavity - uses 90 deg. prisms or mirrors for reflection of the light-beam

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2092912A1 (en) * 1970-06-30 1972-01-28 Comp Generale Electricite
US3660778A (en) * 1970-06-16 1972-05-02 Leo J Le Blanc Sr Laser beam folding device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3660778A (en) * 1970-06-16 1972-05-02 Leo J Le Blanc Sr Laser beam folding device
FR2092912A1 (en) * 1970-06-30 1972-01-28 Comp Generale Electricite

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EXBK/80 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0098302A1 (en) * 1982-02-12 1984-01-18 United Technologies Corp Twin waveguide laser.
EP0098302A4 (en) * 1982-02-12 1986-03-18 United Technologies Corp Twin waveguide laser.
EP0098303A1 (en) * 1982-02-16 1984-01-18 United Technologies Corp Sure-start waveguide laser.
EP0098303A4 (en) * 1982-02-16 1986-04-02 United Technologies Corp Sure-start waveguide laser.
CH665921A5 (en) * 1985-02-22 1988-06-15 Oerlikon Buehrle Ag Gas laser with folded cavity - uses 90 deg. prisms or mirrors for reflection of the light-beam

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