FR2545661A1 - - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN LASER A GAZ PERFECTIONNE ET UN APPAREIL DESTINE A L'UTILISER. IL COMPORTE UN TUBE 26 DE DECHARGE RENFERMANT UN FLUIDE A ACTION LASER, PAR EXEMPLE UN GAZ, DES MOYENS DESTINES A EXCITER LE FLUIDE DANS LE TUBE DE DECHARGE, UNE STRUCTURE DE RESONATEUR OPTIQUE 24 ALIGNEE AVEC LE TUBE DE DECHARGE, UN TUBE DE SUPPORT RENFERMANT LE FLUIDE ET COMMUNIQUANT AVEC LE TUBE DE DECHARGE, ET DES MOYENS 20, 22, 50 DESTINES A MAINTENIR LE FLUIDE A UNE TEMPERATURE SENSIBLEMENT CONSTANTE. DOMAINE D'APPLICATION: APPAREILS A LASER POUR LA COUPE ET LE TRACAGE DE PIECES, ETC.

Description

L'invention concerne un laser perfectionné et/ou

des éléments de ce laser L'invention concerne plus parti-

culièrement un laser perfectionné à Co 2 et des éléments

de ce laser.

Un laser comporte de nombreux éléments Etant donné qu'un laser est un instrument de précision, un grand

nombre de ces éléments doivent être de grande précision.

L'un des éléments est la structure de résonateur optique.

Cette structure de résonateur optique présente une cavité dans laquelle le milieu laser actif est excité de façon à produire le faisceau de rayonnement cohérent A une extrémité de la cavité du résonateur optique se trouve un premier miroir hautement poli, qui est presque à 100 % réfléchissant; un second miroir hautement poli est placé

à l'autre extrémité, ce second miroir étant moins réfléchis-

sant que le premier miroir et permettant à une certaine partie du rayonnement d'être transmise à travers lui Le rayonnement cohérent produit à l'intérieur de la cavité du résonateur optique est réfléchi par le premier miroir vers le second miroir jusqu'à ce qu'une quantité d'énergie

de rayonnement cohérent suffisante soit produite et trans-

mise à travers le second miroir.

Etant donné que la structure du résonateur opti-

que doit être alignée de façon que des photons du rayon-

nement réfléchi par le premier miroir arrivent sur l'autre miroir, la structure doit avoir un alignement extrêmement précis Tout défaut d'alignement peut avoir pour effet sur le laser de lui faire produire une puissance de sortie

réduite ou même de l'empêcher de générer un faisceau laser.

La structure du résonateur optique doit donc être alignée

avec précision, même lorsqu'elle est soumise à des varia-

tions d'alignement et de position dues aux fluctuations de la température ambiante De plus, la chaleur dégagée à l'intérieur de la cavité du résonateur optique par l'excitation du milieu laser peut faire apparaître un défaut d'alignement ou de position de la structure du

résonateur optique.

Il est connu, dans l'art antérieur, d'utiliser un fluide de stabilisation tel que de l'eau ou de l'huile, qui est chauffé à une température fixe&et introduit dans la structure du résonateur optique afin de la maintenir à une température fixe Cependant, ceci exige l'utilisa-

tion d'un fluide différent du milieu laser, ce qui néces-

site un autre jeu d'accessoires de tuyauterie et autres.

De plus, la température du milieu de stabilisation est généralement maintenue par un simple élément chauffant à thermostat Il ne semble pas qu'il existe un laser utilisant un milieu laser stabilisant la température et

dont la température soit régulée activement Par régula-

tion active, on entend que la température est captée, comparée à une référence fixe et, en fonction de la

comparaison, modifiée, toutes ces opérations étant effec-

tuées dans un dispositif de commande à réaction, de con-

figuration en circuit fermé.

Un autre élément d'un laser est l'alimentation

en énergie Cette alimentation en énergie comprend géné-

ralement plusieurs lignes (habituellement trois) connec-

tées à une source d'énergie triphasée Ces lignes sont connectées à un groupe d'enroulements primaires (également au nombre de trois, habituellement) qui sont bobinés sur un transformateur Plusieurs enroulements secondaires

(également au nombre de trois, habituellement) sont égale-

ment bobinés sur le transformateur Ce dernier accroit

la tension des enroulements primaires vers des enroule-

ments secondaires Dans l'art antérieur, pour faire passer le laser d'un mode de fonctionnement continu à un mode

pulsé, on utilise habituellement un dispositif de com-

mande tel qu'un tube à vide Etant donné qu'un tube à vide travaille sur une tension continue et étant donné que l'énergie appliquée aux enroulements primaires est de nature alternative, le tube à vide est placé dans le circuit en aval des enroulements secondaires Etant donné

que les enroulements secondaires reçoivent du transforma-

teur une tension élevée (habituellement de l'ordre de d'taires de mi'lliers de volts}, le tube à vide doit être

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adapté à l'application d'une telle haute tension Ces

tubes sont nécessairement coûteux.

Il ne semble pas qu'il existe, dans l'art anté-

rieur, un dispositif régulant la puissance de sortie d'un laser en fonction du niveau souhaité pour cette puissance de sortie De plus, il ne semble pas qu'il

existe un système laser comportant une boucle de régula-

tion de pression active pour réguler la pression du milieu

laser gazeux.

En Septembre 1982, au salon international de la machine-outil de Chicago, Illinois, il a été présenté un système dans lequel un laser fixe produit un faisceau fixe de rayonnement cohérent Un robot comportant un bras

articulé déplace une pièce pour la placer sur le fais-

ceau de rayonnement cohérent et la faire sortir du fais-

ceau afin de réaliser diverses opérations de coupe et de traçage sur la pièce à la suite du mouvement relatif entre le faisceau fixe de rayonnement cohérent et la pièce mobile Dans le domaine médical, un laser générant un faisceau de rayonnement cohérent est dirigé vers un

emplacement souhaité par passage du faisceau de rayonne-

ment cohérent à travers un bras articulé dont le mouve-

ment déplace le faisceau Cependant, il ne semble pas qu'il existe dans l'art antérieur un appareil industriel appliquant un faisceau de rayonnement cohérent à un

emplacement souhaité par un ensemble mécanique qui com-

prend plusieurs éléments structurels accouplés dans l'un desquels le laser est placé Le mouvement de l'ensemble

déplace le laser et le faisceau afin d'appliquer ce der-

nier à l'emplacement souhaité Enfin, il ne semble pas qu'il existe dans l'art antérieur un appareil laser

distributif dans lequel une pompe et une source d'ali-

mentation centralisées fournissent l'énergie électrique et le milieu laser gazeux actif à plusieurs structures

de résonateurs optiques, placées à distance, afin d'acti-

ver l'action laser.

L'invention concerne un laser perfectionné qui comprend un milieu laser fluide, un tube de décharge renfermant ce fluide, des moyens destinés à l'exciter dans le tube de décharge, une structure de résonateur optique dans laquelle le tube de décharge est positionné, un tube de support qui renferme également le milieu laser, ce dernier, contenu dans le tube de support, communiquant avec le tube de décharge et la structure du résonateur

optique étant supportée et alignée par le tube de support.

Enfin, le fluide laser est maintenu à l'intérieur du

tube de support à une température sensiblement constante.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'ensemble du laser perfectionné selon l'invention;

la figure 2 a est une élévation à échelle agran-

die, avec arrachement partiel, de la structure de résona-

teur optique de la figure 1; la figure 2 b est une coupe suivant la ligne 2 b-2 b de la figure 2 a;

la figure 3 est un schéma d'un circuit d'un régu-

lateur de température active; les figures 4 a à 4 c sont des graphiques montrant diverses formes d'ondes des signaux en divers points du circuit de la figure 3;

la figure 5 est un schéma d'un circuit de l'ali-

mentation en énergie utilisé dans le laser de la figure 1; la figure 6 est un schéma d'un-circuit d'un type de commutateur convenant à l'alimentation en énergie montrée sur la figure 5; la figure 7 est une élévation de l'accouplement mécanique d'un moteur et d'une valve à pointeau utilisés dans un régulateur de pression pour le laser de la figure I;

la figure 8 est un schéma du circuit du régula-

teur de pression active destiné à réguler la pression du gaz dans le laser montré sur la figure 1; I t 54561 les figures 9 a à 9 c sont des diagrammes des temps associés à divers composants du circuit montré sur la figure 8; la figure 10 est un schéma d'un dispositif de régulation de puissance utilisé dans le laser de la figure 1; la figure 11 est une vue en perspective d'un appareil produisant un faisceau laser la figure 12 est une vue en perspective d'un autre appareil produisant un faisceau laser; la figure 13 est une vue en perspective d'un autre appareil produisant un faisceau laser;

la figure 14 est une élévation d'un autre appa-

reil produisant un faisceau laser; la figure 15 est un schéma simplifié d'un dispositif destiné à l'échange d'un élément de l'appareil de production du faisceau laser; et

les figures 16 a et 16 b sont des vues schémati-

ques simplifiées de systèmes de distribution de laser comportant plusieurs structures de résonateurs optiques

et une pompe et une alimentation en énergie centralisées.

La figure 1 est une vue d'ensemble du laser

perfectionné 10 selon l'invention Bien que la description

qui suit porte sur un laser du type à CO 2, il est évident

que l'invention n'est pas limitée à ce type de laser.

L'invention peut notamment être utilisée dans tout type

de laser comportant un milieu laser fluide.

Le laser à gaz 10 comprend une entrée de gaz 12 destinée à l'introduction du gaz à action laser dans le laser 10 Dans un laser du type à CO 2, le gaz est un mélange de CO 2, de N 2 et He, bien que le milieu laser actif soit le gaz CO 2 Le gaz est introduit dans l'entrée 12 et il passe à travers une valve à pointeau 14 commandée par un moteur et destinée à réguler le débit d'écoulement du gaz la traversant Ceci sera expliqué plus en détail ci-après Le gaz est ensuite mélangé à du gaz recyclé

provenant d'un conduit 16 de recyclage et il est intro-

duit dans un premier échangeur de chaleur 18 Un fluide

de refroidissement tel que de l'eau est également intro-

duit dans le premier échangeur de chaleur 18 afin d'abais-

ser la température du gaz Le gaz sortant du premier échangeur de chaleur 18 passe à travers un capteur 20 de température qui transmet un signal à un processeur 22 de régulation de température qui sera également décrit ci-après Le gaz sortant du capteur 20 de température est introduit dans la structure de résonateur optique 24. A l'intérieur de la structure de résonateur

optique 24, le gaz pénètre dans un tube 26 de décharge.

A l'intérieur du tube 26 de décharge, l'action laser du gaz se produit, engendrant un faisceau 28 de rayonnement cohérent Le gaz sortant du tube 26 de décharge passe ensuite dans un tube 27 d'évacuation, puis il passe à

travers un capteur de pression 30 qui, avec le régula-

teur de pression 32, règle la pression du gaz à l'inté-

rieur du laser 10 Après avoir traversé le capteur de pression 30, le gaz passe dans un second échangeur de chaleur 34 Il est ensuite mis en circulation par une pompe 36 et recyclé avec le gaz neuf provenant de l'entrée de gaz 12 La pompe 36 est une pompe volumétrique de production du type "Roots" Une petite pompe à vide 35 du type à palettes tournantes maintient le mélange gazeux à environ 8000 Pa en aspirant continuellement une petite

quantité de gaz à travers un orifice 37.

La figure 2 a représente plus en détail la structure de résonateur optique 24 Cette structure 24 comprend un tube 40 de support dans lequel le gaz à action laser est introduit en premier L'écoulement de gaz est indiqué globalement par la flèche Le tube 40 de support aligne et supporte la structure de résonateur optique 24 de manière qu'un premier miroir 42 soit placé sur une première console d'extrémité 41 à une première extrémité du tube 40 de support et qu'un second miroir 44 soit placé sur une seconde console d'extrémité 43 située à l'autre extrémité du tube 40 de support Ce dernier est fixé à chacune des consoles d'extrémité 41 et 43 et il est disposé à peu près parallèlement au tube 26 de décharge Le gaz provenant du tube 40 de support passe dans le tube 26 de décharge sensiblement à proximité des extrémités du tube 40 de support et du tube 26 de déchargé, en s'écoulant radialement du tube 40 de support vers le tube 26 de décharge Une fois introduit dans le tube 26 de décharge, le gaz s'éloigne alors axialement des extrémités du tube 26 de décharge A distance des extrémités du tube 26, le gaz passe de ce tube 26 de

décharge dans le tube 27 d'évacuation.

Comme représenté sur la figure 2 b, deux tubes 26 de décharge communiquent avec le tube 40 de support et avec le tube 27 d'évacuation Un nombre quelconque

de tubes 26 de décharge peuvent être disposés parallèle-

ment au tube 40 de support et en communication avec lui.

Cependant, de préférence, les tubes 26 de décharge sont disposés de façon que leurs axes soient espacés l'un de l'autre d'environ 900 Il est également avantageux, en ce qui concerne la structure de support, que le tube 40 de support soit placé sensiblement vers le centre de la structure du résonateur optique 24 afin de tendre à la

plus grande stabilité et au plus grand alignement.

Pour obtenir la plus grande stabilité et le meilleur support pour la structure du résonateur optique

24, le gaz renfermé dans le tube 40 de support est main-

tenu à une température sensiblement constante En outre, et de préférence, la température du gaz à l'intérieur du tube 40 de support est maintenue à une valeur supérieure

à la température ambiante.

Le gaz renfermé dans le tube 40 de support étant maintenu à une température constante, la stabilité de la structure du résonateur optique 24 et l'alignement des premier et second miroirs 42 et 44 et des miroirs 5 de renvoi (un seul étant représenté) risquent moins d'être affectés par les variations de la température ambiante ou de la température régnant à l'intérieur de la structure 24, sous l'effet de l'excitation du gaz dans

le tube 26 de décharge.

2545 Cd 1 Plusieurs anodes 62 et plusieurs cathodes 64 sont disposées à l'intérieur du tube 26 de décharge Les anodes 62 et les cathodes 64 sont de préférence espacées

d'environ 42 cm Le tube 26 de décharge présente avanta-

geusement une longueur de 188 cm de façon à loger quatre sections à anode et cathode Le diamètre extérieur du tube de décharge est avantageusement de 13,3 cm pour un diamètre intérieur de 11,4 cm Les anodes 62 sont placées sensiblement à proximité des extrémités du tube 26 de décharge et à proximité de l'entrée de gaz provenant du tube 40 de support Les cathodes 64 sont éloignées des extrémités du tube 26 de décharge et placées à proximité de la sortie du gaz du tube 26 de décharge vers le tube 27 d'évacuation Lorsque plus d'un tube de décharge 26 est utilisé, les miroirs 5 de renvoi ou de déviation

sont utilisés pour produire la puissance de sortie accrue.

Pour obtenir la stabilité physique d'ensemble, la structure du résonateur optique 24 est réalisée en aluminium moulé rigide En conséquence, la structure 24 est-d'un faible poids Les consoles d'extrémité 41 et 43 sont montées de façon cinématique sur un élément 39 de support Cet élément 39 de support est sensiblement parallèle au tube 40 de support, aux tubes 26 de décharge

et au tube 27 d'évacuation La première console d'extré-

mité 41 est fixée rigidement sur l'élément 39 de support.

Un boulon 45 de montage assujettit la première console d'extrémité 41 à l'élément structurel 39 Le boulon 45

est fixé de manière à empêcher tout mouvement de la con-

sole d'extrémité 41 dans toute direction La seconde console d'extrémité 43 présente une encoche 47 située sur chacun des côtés de cette seconde console 43 (un seul côté étant montré sur la figure 2 a) L'encoche 47 est orientée sensiblement dans une direction X (comme indiqué par le diagramme de direction joint à la figure

2 a) Un boulon 49 de montage porté par l'élément struc-

turel 39 passe dans l'encoche 47 Les boulons 49 passant

dans l'encoche 47 permettent à la seconde console d'ex-

trémité 43 d'être déplacée dans les directions X et Y. Ils empêchent la seconde console d'extrémité 43 d'être

déplacée dans la direction Z La seconde console d'extré-

mité 43 présente, sensiblement vers son centre, un trou 53 dans lequel passe un axe d'alignement 51 (comme montré dans la partie en coupe partielle de la figure 2 a) L'axe ou la broche d'alignement 51 passant dans le trou 53 empêche la seconde console d'extrémité 43 de se déplacer dans la direction Y L'effet d'ensemble des boulons 49 et de la broche 51 d'alignement est de permettre à la seconde console d'extrémité 43 de se déplacer uniquement dans la direction X Ainsi, lorsqu'il se produit une dilatation thermique de la structure du résonateur 24, sous l'effet de l'accroissement de la température, le

tube 40 de support déplace les première et seconde con-

soles d'extrémité 41 et 43 l'une par rapport à l'autre uniquement dans la direction X Le mouvement des premier et second miroirs 42 et 44 dans la direction X, qui est sensiblement parallèle à la direction axiale du tube 26 de décharge, maintient ces miroirs en alignement pour

les photons réfléchis d'un miroir vers l'autre.

Pour maintenir la température du gaz à l'inté-

rieur du tube 40 de support, il est prévu un régulateur de température Ce régulateur de température comprend un capteur 20 de température, un processeur électronique 22 et une bobine 50 destinée à commander l'écoulement de l'eau vers l'intérieur du premier échangeur de chaleur

18 afin de refroidir le gaz.

La figure 3 est un schéma du circuit du proces-

seur 22 de régulation de température Le capteur 20 de température mesure la température du gaz et produit un premier signal correspondant à cette température Le capteur 20 est un composant industriel dont la référence est LM 334 Une partie du processeur 22 de température

comprend un circuit connu sous le nom de "trembleur" 52.

Le trembleur 52 produit un signal en dents de scie qui varie approximativement toutes les 30 secondes Ce signal est montré sur la figure 4 a Le signal en dents de scie du trembleur 52 et le premier signal provenant du capteur de température, qui est un signal de courant continu, sont combinés à une jonction 54 de sommation qui ajoute simplement les deux signaux l'un à l'autre Un exemple du signal produit à la jonction 54 est illustré sur la figure 4 b Le signal combiné provenant de la jonction

54 de sommation est transmis à un amplificateur opération-

nel 56 qui isole simplement le signal de la partie res-

tante du circuit.

Le signal additionné provenant de l'amplifica-

teur opérationnel 56 est transmis à un comparateur 58 qui est un composant industriel portant la référence LM 723 Ce comparateur présente une tension interne de

référence et un potentiomètre extérieur peut être con-

necté à la référence de tension interne afin de la régler.

Le potentiomètre extérieur peut régler la tension interne

à un niveau représentatif d'une température de référence.

Le comparateur 58 compare le signal de sommation au

signal de référence afin de produire un signal de com-

mande Il compare les deux signaux en soustrayant le signal de référence du signal de sommation Un exemple de la forme d'onde du signal de sortie du comparateur 58 est montré sur la figure 4 c Le signal de commande est alors appliqué à la bobine 50 par l'intermédiaire d'un commutateur optique 62 constitué d'un redresseur commandé

au silicium, par exemple un composant du type D 2402, pro-

duit par la firme I R Crydom.

Le signal de commande provenant du comparateur 58 et appliqué à la bobine 50 est un signal de courant

continu auquel un signal en dents de scie est superposé.

Le signal en dents de scie excite la bobine toutes les

secondes environ La longueur de la période "d'exci-

tation" est déterminée par le niveau du courant continu.

Ainsi, si le signal de commande provenant du comparateur 58 est faible, la bobine 50 est néanmoins excitée toutes les 30 secondes pendant une brève période de temps Un

exemple de cette excitation est montré sur la figure 4 c.

En excitant la bobine 50 à un rythme fixe, mais pendant une période de temps variable, on diminue la bande passante

de température.

Dans l'art antérieur, un thermostat varie norma-

lement entre deux valeurs de température, à savoir une première température et une seconde température Lorsque la température du milieu atteint une première valeur, le thermostat s'ouvre pour refroidir le milieu Lorsque la température de celui-ci atteint une seconde valeur, le thermostat se ferme pour l'empêcher de se refroidir davantage La commutation entre les deux valeurs de température est d'une amplitude constante Seule la durée pendant laquelle l'opération de commutation est effectuée varie. Par contre, dans le processeur 22 de régulation de température, la bobine 50 est obligatoirement commutée à une fréquence constante, mais à une largeur d'impulsion

variable, diminuant ainsi l'amplitude de la température.

Ceci réduit la variation entre la première température et la seconde température, c'est-à-dire la température à laquelle le milieu gazeux doit être refroidi et la température à laquelle le processus de refroidissement

doit être arrêté On obtient ainsi un régulateur de tempé-

rature plus précis.

Dans la forme préférée de réalisation, la tempé-

rature du gaz est maintenue à un niveau supérieur à la température ambiante Ceci évite les fluctuations de la

température du gaz dues à des variations de la tempéra-

ture-du fluide de refroidissement.

La figure 2 a représente le tube 26 de décharge de gaz Plusieurs anodes 62 et plusieurs cathodes 64 sont disposées à l'intérieur de ce tube Dans le cas d'un laser à C 02, pour provoquer l'action laser du milieu gazeux renfermé dans le tube 26 de décharge, une source de courant continu sous haute tension (généralement de l'ordre de dizaines de milliers de volts) doit être

connectée aux anodes 62 et aux cathodes 64.

La figure 5 représente le schéma du circuit d'un dispositif 68 d'alimentation en énergie destiné à alimenter en courant continu sous haute tension les électrodes 62 et 64 du tube 26 de décharge Le dispositif d'alimentation en énergie comprend des premier, deuxième

et troisième conducteurs ( O A' OB ou O CY respectivement).

Le premier conducteur O A est connecté à un premier bobi-_ nage à saturation 70 Le deuxième conducteur B est con- necté à un deuxième bobinage à saturation 72 Le troisième conducteur O C est connecté à un troisième bobinage à saturation 74 Les conducteurs OA OB et OC sont connectés à plusieurs enroulements primaires 76, 78 et 80 d'un transformateur T 1 Trois enroulements 82, 84 et 86 sont également connectés au transformateur T 1 Les sorties des enroulements secondaires 82, 84 et 86 sont connectées par un pont de diodes comprenant plusieurs diodes afin de former une alimentation en courant continu Cette alimentation fournit la haute tension appliquée aux

électrodes 62 et 64 à l'intérieur du tube 26 de décharge.

Ce dispositif 68 d'alimentation en énergie, décrit ci-

dessus et conforme à l'art antérieur, lorsqu'il est connecté à une source d'alimentation triphasée (par exemple un courant alternatif sous une tension de 480 volts) et lorsqu'il est mis en fonction, fait travailler le laser à gaz 10 dans un mode continu, c'est-à-dire que le faisceau d'un tube de rayonnement cohérent produit

par le tube 26 de décharge est généré de façon continue.

Il est apparu qu'en ajoutant simplement un interrupteur tel que celui représenté, par exemple, en

a, qui relie entre eux deux quelconque des conduc-

teurs, par exemple les conducteurs OB et OC, ou bien un interrupteur tel que celui représenté, par exemple, en 90 b, monté sur l'un des conducteurs, par exemple le conducteur OC' entre les enroulements primaires et la source d'énergie, on provoque une modification de la

circulation du flux dans le transformateur T 1 En parti-

culier, la modification de la circulation ou-configura-

tion du flux entraîne une circulation asymétrique du flux dans le transformateur T 1 Le résultat de cette configuration asymétrique du flux dans le transformateur T 1 est que, lorsque le dispositif 68 d'alimentation en 1.3 énergie est connecté aux électrodes 62 et 64 du tube 26 de décharge, le laser 10 travaille en mode pulsé Dans le cas o les conducteurs 0 A' O B et O C sont connectés à une source d'énergie triphasée, d'une fréquence 60 Hz ou de 50 Hz, et que l'interrupteur 90 a est positionné de façon à court-circuiter les conducteurs O B et "CJ ou bien que l'interrupteur 90 b est ajouté de façon à ouvrir le conducteur OC, on observe une fréquence d'impulsions

de 120 Hz (ou 100 Hz).

L'interrupteur 90 a ou 90 b peut être un inter-

rupteur optique du type à redresseur commandé au sili-

cium, par exemple le composant D 2402 de la firme I R. Crydom, tel que décrit précédemment La figure 6 illustre

le schéma du circuit d'un tel interrupteur.

Le régulateur de pression active destiné au

laser 10 comprend un capteur 30 de pression, un proces-

seur 32 de régulation de pression et une valve 14 com-

mandée par un moteur comme montré sur la figure 8 La pression du gaz dans le laser 10 est primordiale pour le maintien du signal convenable de sortie du tube 26 de décharge à gaz De plus, la pompe à vide 35 qui exerce un pompage par l'intermédiaire d'un petit orifice 37

fait sortir continuellement du laser 10 un petit pour-

centage de sa charge de gaz Ce débit de fuite est com-

plété à travers la valve 14 commandée par un moteur.

Le capteur 30 est un transducteur de pression compensé en température, à semiconducteurs La forme préférée de réalisation du capteur de pression est le type 142 PC 15 A, commercialisé par la firme Microswitch/ Honeywell Le transducteur 30 de pression produit un premier signal de tension qui est proportionnel à la pression du gaz Le signal de sortie du transducteur 30

s'accroit de façon monotone avec la pression absolue.

Le premier signal provenant du capteur 30 de

pression est appliqué à un premier amplificateur opéra-

tionnel 92 (représenté dans la partie supérieure droite du premier composant LM 324) Le premier amplificateur opérationnel 92 est un comparateur à courant continu dont le signal de sortie est proportionnel à la différence d'erreur entre la tension de sortie du transducteur de pression (provenant du capteur 30) et un point de réglage de niveau de référence de pression (provenant du premier potentiomètre réglable 94) Une jonction 96 de sommation suit le premier amplificateur opérationnel 92 Ce dernier

applique à la jonction 96 de sommation le signal néces-

saire pour maintenir un niveau de pression continu pen-

dant un fonctionnement normal de longue durée.

Un second potentiomètre 98 est connecté direc-

tement au train d'engrenages du moteur de la valve 14 de commandd'écoulement de-gaz Le second potentiomètre

98 est soumis à un niveau de courant continu et il pro-

duit, à sa sortie, un signal proportionnel à l'ouverture de la valve Un second amplificateur opérationnel 100 est connecté en parallèle avec le premier amplificateur opérationnel 92 et transforme le signal de sortie du second potentiomètre 98 en un second signal proportionnel au rythme de variations du débit d'écoulement d'entrée de gaz Ceci produit un signal de réaction de vitesse appliqué à la jonction 96 de sommation et nécessaire

pour obtenir un fonctionnement stable.

Un troisième amplificateur opérationnel 93 produit à sa sortie une tension proportionnelle à la

position du second potentiomètre 98 et donc à la posi-

tion de la valve de commande d'écoulement de gaz Un

quatrième amplificateur opérationnel 95 produit égale-

ment une tension proportionnelle à la position du second potentiomètre 98 et donc à la position de la valve de commande d'écoulement de gaz Lorsque des valeurs de référence de limite supérieure et inférieure convenables sont appliquées à ces deux amplificateurs opérationnels 93 et 95, ces derniers transmettent à la jonction 96

de sommation un signal nécessaire pour réduire l'excur-

sion de la valve à pointeau et pour l'empêcher de se bloquer sur une butée ou d'établir un débit d'écoulement

excessif lors de la mise en marche Le troisième ampli-

ficateur opérationnel 93 empêche le débit d'écoulement

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excessif, tandis que le quatrième amplificateur opéra-

tionnel 95 empêche le blocage.

Un cinquième amplificateur opérationnel 97 constitue un élément de commande de transistors de sortie (représentés comme étant des types 2 N 3439 et 2 N 5416). Ces transistors sont connectés suivant une configuration connue sous le nom de montage en "totem" Le moteur 14

est relié au centre du montage en totem afin d'être com-

mandé convenablement sous une polarité positive ou néga-

tive, nécessaire pour entraîner la valve dans le sens des aiguilles d'une montre ou en sens contraire et pour

fermer ou ouvrir ainsi cette valve en réponse à la ten-

sion présente à la jonction 96 de sommation.

L'ensemble à moteur et valve 14 est du type produit par la firme ETI/Polaris Industrial Enterprise,

comprenant un moteur à courant continu, le second poten-

tiomètre 98 et un engrenage réducteur Le moteur 104 fait tourner un arbre 106 auquel est reliée une roue 108 d'engrenage réducteur Cette roue 108 est en prise avec une autre roue d'engrenage 110 qui est fixée sur l'arbre 112 d'un tube 114 de débit Ce tube 114 renferme une valve à pointeau (non représentée) et, sous l'effet de la rotation de l'arbre 106 du moteur 104, l'arbre 112 du tube de débit est mis en rotation de façon à déplacer la valve à pointeau et à régler ainsi la pression du gaz passant dans ce tube 114 Une forme préférée de réalisation du tube d'écoulement 114 est commercialisée sous le type "B-125-60 " par la firme Porter Instrument Company. En régime-normal stable, les amplificateurs opérationnels 93 et 95 de limite supérieure LS et de limite inférieure LI n'appliquent, respectivement, pas de signal à la jonction 96 de sommation Cette dernière combine donc le signal de réaction du transducteur de pression, le signal de niveau de référence du point de réglage et le signal de rythme de variation du débit d'écoulement de gaz Ce signal combiné est comparé à zéro par le cinquième amplificateur opérationnel 97 Tout écart 'Sb 651 par rapport au zéro, soit dans le sens positif, soit dans le sens négatif, est transmis au moteur 104 en tant que signal de commande à courant continu, proportionnel à l'écart par rapport au zéro Le débit d'écoulement-de gaz dans le laser 10 est donc commandé de façon active de façon à maintenir à un niveau constant et choisi la

pression gazeuse développée à l'intérieur du laser 10.

Les quatre autres amplificateurs opérationnels représentés sur le schéma sont utilisés pour déclencher trois points de réglage de niveau de pression utilisés pour divers signaux de mise en marche et pour établir des références rigides de tension pour le processeur de régulation de pression La référence de tension peut être établie en tout autre point Par conséquent, ces

quatre amplificateurs opérationnels ne sont pas néces-

saires au fonctionnement convenable du processeur de

régulation de pression.

La figure 10 est un schéma simplifié d'un dis-

positif 120 de commande de puissance utilisé dans le

laser 10 Un pourcentage de la puissance établie à l'inté-

rieur de la cavité du laser 10, sous la forme d'un fais-

ceau constitué d'un rayonnement électromagnétique cohé-

* rent, est détecté par un instrument 122 de mesure de puissance L'instrument 122 de mesure produit un signal de tension qui est proportionnel à l'énergie rayonnante

émise par le laser 10 Ce signal de puissance est appli-

qué à un premier amplificateur opérationnel 124 qui est destiné simplement à assumer une fonction de tampon entre

le signal de puissance et la partie restante du disposi-

tif 20 Le signal de puissance est ensuite transmis à

un premier comparateur 126.

Un commutateur 128 offre plusieurs possibilités de réglage que l'opérateur peut établir au niveau de puissance souhaitée pour le laser 10 Une mémoire morte programmable 130 génère un signal numérique en réponse à l'établissement d'une adresse à partir du commutateur

128 Le signal numérique est ensuite transmis à un élé-

ment de référence 132 de courant continu qui décode la t 545 61 1 7 valeur provenant de la mémoire morte programmable 130

et produit un signal de niveau Le signal de niveau pro-

venant de l'élément 132 de référence est appliqué à un amplificateur tampon 134 Un signal représentatif de la température ambiante est également appliqué à l'amplifi- cateur 134 Le signal provenant de l'élément de référence 132 est appliqué à l'entrée "+" de l'amplificateur 134, tandis que le signal représentatif de la température est appliqué à l'entrée "-'" de l'amplificateur 134 Le signal représentatif de la température peut provenir de toute source, par exemple une thermistance Le signal compensé est ensuite transmis au premier comparateur 126 qui est un amplificateur opérationnel recevant le signal de l'amplificateur 134 à son entrée "+" et le signal de puissance provenant de l'instrument 122 de mesure de

puissance à son entrée "-" La sortie du premier ampli-

ficateur opérationnel 126 est ensuite utilisée pour

piloter un élément 136 de commande de bobine Cet élé-

ment 136 commande les première, deuxième et troisième

bobines 70, 72 et 74 de commande à saturation, respec-

tivement, comme décrit en regard de la figure 5 La commande des bobines 70, 72 et 74 à saturation permet donc de commander le dispositif 68 d'alimentation sous haute tension Le niveau de puissance du dispositif 68 d'alimentation à haute tension détermine donc le degré du courant de décharge qui apparaît à l'intérieur du

tube 26 de décharge.

Il convient de noter que le dispositif 120 de commande de puissance réalise une commande active de la puissance de sortie du laser 10 En outre, on obtient également un réglage direct de la puissance du

laser 10, avec une commande à réaction.

La figure 11 représente un appareil 140 de production ou d'application d'un faisceau laser Comme décrit précédemment, le laser 10 comprend une structure

de résonateur optique 24 qui peut être d'un poids extrême-

ment léger Par conséquent, la structure de résonateur optique 24 peut être montée à distance des pompes, échangeurs 254565 b 1 de chaleur, etc Dans l'appareil 40 de production de faisceau laser montré sur la figure 11, la structure de résonateur optique 24 est représentée comme produisant un faisceau de rayonnement cohérent 28 Un ensemble mécanique 155 est également représenté Il comprend

plusieurs éléments structurels reliés les uns aux autres.

Un premier élément structurel 142 est relié à un deuxième

élément structurel 144 qui est relié à un troisième élé-

ment structurel 148, etc Chaque liaison entre éléments structurels comprend un joint, comme montré, par exemple, en 146 ou en 150 A l'intérieur de chaque joint se trouve un miroir Les éléments structurels sont avantageusement des tubes cylindriques Le faisceau 28 est aligné de

façon à passer sensiblement au centre de l'élément cylin-

drique pour arriver sur le miroir placé dans le joint.

Les mouvements relatifs des éléments structurels formant le joint déplacent le miroir Par conséquent, le faisceau

28 peut être dirigé vers l'emplacement souhaité par dépla-

cement des éléments structurels les uns par rapport aux autres afin que le faisceau 28 réfléchi par un miroir se

trouvant dans un joint arrive sur l'emplacement souhaité.

En particulier, sur la figure 11, le faisceau 28 est aligné de façon à passer sensiblement à proximité de l'axe central du cylindre du premier élément structurel 142 Le faisceau 28 est aligné de façon à atteindre le premier miroir 146 et à être réfléchi par celui-ci Le faisceau 28 réfléchi par -le premier miroir 46 est aligné de façon à passer sensiblement par l'axe central du second élément structurel cylindrique 144 et il est aligné de façon à atteindre un deuxième miroir 150 Puis il est réfléchi par le deuxième miroir 150 et est aligné de façon à passer par l'axe du cylindre du troisième élément structurel 148, et il est aligné de manière à atteindre un troisième miroir 152 Le faisceau réfléchi par le troisième miroir 152 est aligné de façon à passer dans un élément télescopique 154 à l'extrémité duquel se trouve un quatrième miroir 156 par lequel le faisceau 28 est réfléchi Le faisceau 28 est ensuite dirigé de façon à passer à travers une lentille 158 de focalisation et il

est alors focalisé sur l'emplacement souhaité 160.

La totalité de l'ensemble mécanique 155 est montée sur un châssis 162 à l'aide de courroies 164 et 166, respectivement, entraînées par des moteurs Ces courroies 164 et 166 propulsent l'ensemble mécanique et la structure 24 de résonateur optique dans l'une

ou l'autre des directions X et Y Le mouvement de l'en-

semble mécanique 155 dans la direction X ou Y déplace

le faisceau 28 dans la même direction L'élément téles-

copique 154 dirige le faisceau 28 dans la direction Z. Dans l'appareil 140 montré sur la figure 11, les alignements relatifs du miroir 146, 150 et 152 sont établis en usine Le faisceau 28 est aligné de façon à atteindre les premier, deuxième et troisième miroirs 146, 150 et 152, respectivement, et à être dirigé vers le bas en passant par le centre de l'élément télescopique 154 En fonctionnement, seul l'ensemble 155 est déplacé dans la direction X ou Y et l'élément télescopique 154

est déplacé dans la direction Z De plus, l'élément téles-

copique 154 peut être tourné sur l'axe Z, tandis que la lentille 158 de focalisation peut être tournée sur l'axe Y. La figure 12 représente une autre forme de

réalisation d'un appareil 170 de production d'un fais-

ceau laser Cet appareil 170 est analogue à l'appareil Il comprend une structure de résonateur optique 24

destinée à produire un faisceau 28 de rayonnement cohé-

rent Un ensemble mécanique 172 destiné à diriger le faisceau de rayonnement cohérent comprend un premier élément structurel 142, un deuxième élément structurel 144 reliés par un premier joint 146 renfermant un miroir, et un deuxième joint 150 qui renferme également un miroir, tous ces éléments étant analogues à ceux décrits pour l'appareil 140 Le faisceau 28 provenant de la structure

24 de résonateur est aligné de façon à atteindre le pre-

mier miroir 146, à en être réfléchi et à atteindre le second miroir 150 et à en être réfléchi pour arriver à 2545 e 61 une tête mobile 174 de focalisation Cette tête 174 comprend un troisième miroir 176 qui est aligné de façon à recevoir le faisceau 28 pour le réfléchir et le diriger sur une

lentille de focalisation 178.

L'ensemble mécanique 172 est monté sur deux rails 180 et 182 de guidage, respectivement La structure de résonateur optique 24, montée sur l'ensemble mécanique 172, est mobile dans la direction Y La tête mobile 174 de focalisation est conçue pour se déplacer le long d'un troisième rail 184 dans la direction X L'action de

focalisation produite par la lentille 178 sur le fais-

ceau 28 dirige ce dernier dans la direction Z.

La figure 13 représente une autre forme de réa-

lisation d'un appareil 190 de production d'un faisceau

laser Cet appareil 190 comprend une structure de résona-

teur optique 24 destinée à produire un faisceau 28 de rayonnement cohérent Un ensemble mécanique 192 comprend plusieurs éléments structurels reliés les uns aux autres dont certains sont représentés en 142, 144, 148 et 154, tous ces éléments tels que décrits précédemment Chaque

élément structurel est relié-à un élément structurel adja-

cent par rapport auquel il peut se déplacer, de sorte que l'on obtient plusieurs joints Un miroir est placé dans chaque joint de façon à recevoir le faisceau 28 et à le réfléchir vers le joint suivant Plusieurs de ces miroirs sont représentés en 146, 150, 152, etc L'ensemble mécanique 192 montré sur la figure 13 présente une infinité de degrés de mouvement Les degrés de liberté en rotation de chacun des éléments structurels sont indiqués par des flèches Le mouvement de l'ensemble mécanique 192 déplace

le faisceau 28 et produit un faisceau réfléchi, c'est-à-

dire le faisceau 28 qui a été réfléchi à l'intérieur des

éléments structurels, à travers une lentille 194 de foca-

lisation, ce faisceau étant dirigé vers l'emplacement

souhaité 196.

La figure 14 représente une autre forme de réalisation d'un appareil 250 de production d'un faisceau laser L'appareil 250 comprend une structure de résonateur t 545661

optique 24 montée sur un ensemble mécanique 232 qui com-

prend une embase 230 Un premier élément structurel 231

est monté de façon à pouvoir tourner sur l'embase 230.

La structure 24 de résonateur est montée de façon à pou-

voir tourner sur le premier élément structurel 231 Le faisceau 28 (non représenté) provenant de la structure 24 du résonateur est transmis par un joint élastique 236

et arrive sur une tête 238 de focalisation qui peut tour-

ner autour du joint 236 Une lentille 240 focalise le

faisceau 28 et le dirige vers l'emplacement souhaité.

Chacune des formes de réalisation décrites ci-dessus de l'appareil de production d'un faisceau laser (appareils 140, 170, 190 et 250) ne présente qu'une structure de résonateur optique Il est évident, comme indiqué précédemment, que les échangeurs de chaleur, la pompe à vide et l'alimentation en énergie,tels que décrits précédemment et nécessaires au fonctionnement du laser , doivent également être prévus En ce qui concerne les

appareils 140, 170, 190 et 250 de production d'un fais-

ceau laser, ces autres éléments ne sont pas représentés,

mais ils sont reliés à la structure de résonateur opti-

que 24 par un accouplement flexible et des connecteurs électriques. Chacun des miroirs placés dans le joint formé par deux éléments structurels adjacents de l'ensemble mécanique de l'appareil 140, 170, 190 ou 250 peut être un élément réfléchissant, du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 379 622, qui, en plus de

réfléchir le faisceau cohérent qu'il reçoit, donne égale-

ment un certain degré de déphasage à ce faisceau réfléchi.

Comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 4 336 439, un faisceau à polarisation circulaire, formé d'un faisceau à polarisation linéaire qui est ensuite passé à travers un déphaseur de quatre-vingt-dix degrés ( 900), présente les propriétés avantageuses de

coupe et de traçage Par conséquent, le miroir réfléchis-

sant peut être d'un type conférant un déphasage au fais-

ceau Le miroir réfléchissant peut conférer un déphasage de quatre-vingtdix degrés ( 900), quarante-cinq degrés

( 450) ou même zéro degré ( 0 ) -

Etant donné que chacun des appareils 140, 170,

et 250 de production d'un faisceau comprend égale-

ment une tête de focalisation qui focalise le faisceau 28 sur l'emplacement souhaité, la tête de focalisation, qui comprend une lentille de focalisation, détermine

la distance du foyer de la tête à l'emplacement souhaité.

La figure 15 représente un dispositif permettant de

changer la tête de focalisation de l'appareil de produc-

tion d'un faisceau laser Un appareil 140 de production d'un faisceau laser est représenté équipé d'une tête

158 de focalisation du faisceau Plusieurs têtes inter-

changeables 200, 202, 204 et 206 de focalisation sont placées à proximité Un second ensemble mécanique 155 comportant un bras et une pince 208 est représenté Cet ensemble mécanique 155 est capable, à l'aide de la pince

208, de démonter la tête 158 de focalisation de l'appa-

reil 140 de production du faisceau laser, et de la rem-

placer par une tête de focalisation choisie sur le râte-

lier 201 de têtes interchangeables de focalisation Par

conséquent, en permettant l'échange de la tête de foca-

lisation de l'appareil 140 de production du faisceau

laser, on accroit la souplesse.

La figure 16 a représente un circuit 210 de

distribution de fluide à action laser Ce circuit dis-

tributeur 210 convient à une utilisation en usine o plusieurs structures de résonateurs optiques 24 a, 24 b, 24 c, etc,sont utilisées dans des emplacements différents de l'usine Chacune des structures 24 a-24 d de résonateurs optiques peut être montée sur un ensemble mécanique du type décrit précédemment Le circuit 210 de distribution montré sur la figure 16 a comporte une pompe à gaz 36 et un échangeur de chaleur 18 centralisés Le milieu à action laser, à savoir le gaz, est mis en circulation de la pompe centrale 36 à travers l'échangeur de chaleur 18

vers chacune des structures de résonateurs optiques 24 a-

24 d, en passant dans des conduits ou des tuyaux répartis dans l'usine Le gaz est refoulé de la pompe centrale 36 et il est chauffé par l'échangeur de chaleur central 18

d'o il est transmis à une première structure de résona-

teur optique 24 a, à une deuxième structure de résonateur optique 24 b, à une troisième structure de résonateur optique 24 c, etc Le gaz est ensuite recyclé vers la pompe 36 Une alimentation en énergie centralisée 212 fournit l'énergie électrique nécessaire pour provoquer la décharge dans le tube de décharge de chacune des structures de résonateurs optiques 24 a à 24 d Une pompe à vide 36 ' de secours est représentée sous la forme d'une

pompe à utiliser en cas de défaillance de la pompe prin-

cipale 36.

La figure 16 b représente un autre circuit 220 de distribution de fluide à action laser De même que pour le circuit distributeur 210 montré sur la figure 16 a, le circuit distributeur 220 représenté sur la figure 16 b comprend une pompe centralisée 36 Cette dernière fournit le fluide à action laser à chacune des structures de résonateurs optiques 24 a à 24 d Comme précédemment, la distribution s'effectue au moyen de conduits, de tuyaux et autres Le gaz est dirigé vers chacune des structures de résonateurs optiques 24 a à 24 d et le gaz d'évacuation

de ces structures est renvoyé vers la pompe centrale 36.

Cependant, à la différence du circuit 210 montré sur la figure 16 a, un échangeur de chaleur 18 a, 18 b, 18 c ou 18 d est destiné à chauffer le gaz à action laser dirigé vers

chacune des structures de résonateurs optiques 24 a à 24 d.

Dans cet exemple, si la pompe centralisée 36 est très éloignée, un échangeur de chaleur 18 a à 18 d doit être placé à proximité des structures correspondantes de résonateurs optiques 24 a à 24 d afin de minimiser la perte

de chaleur résultant de la transmission du gaz de l'échan-

geur de chaleur à la structure de résonateur optique De même que pour le circuit 210 montré sur la figure 16 a, une pompe 36 ' de secours est également représentée Il est évident qu'une alimentation en énergie centralisée

212 est également prévue.

2545 e 51

L'avantage d'un circuit 210 ou 220 de distribu-

tion de fluide à action laser est que, à proximité du

site de travail, seule la structure 24 de résonateur opti-

que est nécessaire Etant donné que, comme décrit précé-

demment, la structure de résonateur optique peut être réalisée de façon à être légère et peu volumineuse, les tuyauteries et l'alimentation électrique nécessaires au maintien de l'action laser à l'intérieur de la structure

de résonateur optique peuvent être centralisées en tota-

lité On évite ainsi de multiplier les pompes à vide et les sources d'alimentation De plus, des ensembles de pompes à vide et d'alimentation en énergie peuvent être montés en tandem afin d'être mis en marche en cas de

défaillance de l'un des éléments Il ressort de la des-

cription précédente qu'un circuit de distribution de fluide à action laser tel que décrit ci-dessus présente

de nombreux avantages.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au laser décrit-et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (21)

REVENDICATIONS

1 Laser, caractérisé en ce qu'il comporte un fluide à action laser, un tube ( 26) de décharge destiné à renfermer ce fluide, des moyens ( 62, 64, 68, T 1, 90) destinés à exciter le fluide dans le tube de décharge, une structure de résonateur optique ( 24) alignée sur le

tube de décharge, un tube ( 40) de support destiné à ren-

fermer le fluide, ce dernier, à l'intérieur du tube de support, communiquant avec le tube de décharge, et le tube de support étant destiné à supporter et aligner la structure de résonateur optique, des moyens ( 20, 22,

) étant destinés à maintenir le fluide à une tempéra-

ture sensiblement constante à l'intérieur du tube de support. 2 Laser selon la revendication 1, caractérisé

en ce que la structure ( 24) de résonateur optique com-

prend un premier miroir ( 42) placé à une première extré-

mité du tube ( 40) de support et un second miroir ( 44)

placé à l'autre extrémité du tube de support.

3 Laser selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le fluide est un gaz.

4 Laser selon la revendication 1, caractérisé

en ce que ladite température est supérieure à la tempé-

rature ambiante.

5 Laser selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le tube ( 26) de décharge est disposé parallèle-

ment au tube ( 40) de support.

6 Laser selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un tube ( 27) d'évacuation, le tube de décharge étant destiné à recevoir le fluide

du tube de support et à le transmettre au tube d'évacua-

tion. 7 Laser selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tube de décharge ( 26) reçoit le fluide du tube ( 40) de support sensiblement vers les extrémités

dudit tube de décharge, le fluide étant transporté axiale-

ment dans le tube de décharge, en s'éloignant de ses extrémités, puis étant transmis au tube d'évacuation à

distance des extrémités du tube de décharge.

8 Laser selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre plusieurs tubes de décharge ( 26) parallèles au tube de support et dont les axes sont espacés les uns des autres d'environ 90 . 9 Laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube ( 40) de support est placé à peu près

au centre de la structure de résonateur optique ( 24).

Laser selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre un échangeur de chaleur ( 18) traversé par le fluide, et un fluide de refroidissement fourni à l'échangeur de chaleur et destiné

à refroidir le fluide à action laser.

11 Laser selon la revendication 10, caracté-

risé en ce que les moyens de maintien comprennent en outre un capteur ( 20) de température disposé de façon à détecter la température du fluide à action laser et à

produire un premier signal en réponse à cette tempéra-

ture, des moyens électroniques ( 22) de traitement de signaux destinés à recevoir le premier signal et un signal de référence, représentatif d'une température de

référence, et à produire un signal de commande en fonc-

tion de ces signaux, et une bobine ( 50) positionnée de façon à commander l'écoulement du fluide de refroidissement vers l'échangeur de chaleur, cette bobine étant destinée

à recevoir le signal de commande et à commander l'écoule-

ment du fluide de refroidissement en fonction de ce signal.

12 Laser selon la revendication 11, carac-

térisé en ce que les moyens électroniques ( 22) de traite-

ment de signaux comprennent en outre un générateur de signaux ( 52) destiné à produire un second signal qui varie de façon répétitive avec le temps, un élément ( 54) de sommation des premier et deuxième signaux pour produire un troisième signal, et un élément ( 58) destiné à comparer

le troisième signal au signal de référence afin de pro-

duire ledit signal de commande.

13 Dispositif de régulation de pression destiné à réguler la pression d'un milieu gazeux à action laser dans un laser à gaz, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur ( 30) de pression destiné à produire un premier signal proportionnel à la pression du gaz, un élément ( 32) destiné à traiter le premier signal et à produire un signal de commande en fonction de ce premier signal, un élément moteur ( 104) destiné à recevoir le signal de

commande et à faire tourner un arbre ( 106, 112) en fonc-

tion de ce signal de commande, et un élément à tube d'écoulement ( 12, 114) renfermant une valve à pointeau ( 14) et disposé de manière que le gaz traverse la valve, cet élément à tube d'écoulement étant relié à l'arbre et, sous lteffet de la rotation de ce dernier, déplaçant la valve à pointeau afin de régler la pression du gaz

la traversant.

14 Dispositif selon la revendication 13,

caractérisé en ce que le capteur ( 30) est un transduc-

teur de pression piézorésistif, à semiconducteur, compensé

en température.

Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le transducteur produit un signal

qui s'accroît de façon monotone avec la pression du gaz.

16 Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un élément

( 98) destiné à produire un deuxième signal qui est pro-

portionnel à l'ouverture de la valve ( 14), l'élément ( 32) de traitement étant destiné à traiter les premier et second signaux et à produire ledit signal de commande

en fonction de ces-signaux.

17 Dispositif destiné à réguler la puissance

de sortie d'un laser comportant une source d'alimenta-

tion régulable, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur ( 122) de puissance destiné à générer un signal de puissance en fonction de l'énergie

rayonnante émise par le laser, un élément ( 128) de commu-

tation destiné à établir le niveau de puissance souhaité pour le laser, des moyens ( 130, 132) destinés à produire

25456 G 1

un signal de niveau en fonction du réglage de l'élément de commutation, et un élément ( 126) destiné à comparer le signal de puissance au signal de niveau et à produire un signal de régulation en fonction de ces signaux, ledit signal de régulation étant transmis à la source d'alimen- tation ( 68) afin de régler la puissance de sortie du laser. 18 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un élément ( 134) destiné à comparer le signal de niveau à un signal de

température représentatif de la température ambiante.

19 Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'élément de comparaison est un amplificateur opérationnel ( 134), le signal de niveau étant appliqué à l'entrée "+" de cet amplificateur et

le signal de température étant appliqué à l'entrée "-"

dudit amplificateur.

Dispositif selon la revendication 1

caractérisé en ce que les moyens de génération compren-

nent une mémoire morte programmable ( 130).

21 Appareil pour produire un faisceau de rayonnement cohérent vers un emplacement souhaité à

l'aide d'un laser selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble

mécanique ( 155, 172, 192, 232) comprenant plusieurs élé-

ments structurels accouplés ( 142, 144, 148, 154, 231), chaque élément structurel étant relié à un élément structurel adjacent de façon à pouvoir se déplacer par rapport à lui et à former plusieurs joints ( 146, 150), le laser étant placé dans l'un desdits éléments structurels, des miroirs ( 146, 150) disposés dans l'un des joints de manière que le mouvement relatif des éléments structurels formant ce joint déplace ledit miroir, le faisceau ( 28) du laser étant aligné de façon à atteindre le miroir et à être réfléchi par celui-ci afin que le mouvement de l'ensemble déplace le laser et dirige le faisceau réfléchi

vers l'emplacement souhaité.

22 Appareil pour produire un faisceau de rayon-

nement cohérent vers un emplacement souhaité, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble mécanique ( 155, 172, 192, 232) comprenant plusieurs éléments structurels accouplés ( 142, 144, 148, 154, 231), chaque élément structurel étant relié à un élément structurel adjacent afin de pouvoir se déplacer par rapport à lui pour former plusieurs joints ( 146, 150), des éléments à miroir ( 146, 150) placés dans

chacun des joints afin que le mouvement relatif des élé-

ments structurels constituant le joint déplace lesdits

éléments à miroir, un laser ( 24) logé dans l'un des élé-

ments structurels afin de produire ledit faisceau, ce faisceau ( 28) étant aligné à partir dudit laser pour atteindre les éléments à miroir et pour être réfléchi par ceux-ci de façon que le mouvement de l'ensemble déplace le laser et dirige le faisceau réfléchi vers

l'emplacement souhaité.

23 Appareil selon la revendication 22, carac-

térisé en ce que les éléments à miroir produisent un déphasage de 90 du faisceau afin de donner un faisceau à polarisation circulaire à partir d'un faisceau incident

à polarisation linéaire.

24 Appareil selon la revendication 22, carac-

térisé en ce que les éléments à miroir produisent un déphasage de O O entre le faisceau qu'ils réfléchissent

et le faisceau incident qu'ils reçoivent.

Appareil selon la revendication 22, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre des moyens ( 158, 174, 178, 194, 238, 240) destinés à focaliser le faisceau sur ledit emplacement, ces moyens de focalisation étant

disposés dans ledit ensemble.

26 Appareil selon la revendication 25, carac-

térisé en ce que les moyens de focalisation ( 158) sont amovibles.

27 Appareil selon la revendication 26, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre des moyens ( 155, 208) destinés à retirer les moyens de focalisation et à les remplacer par des moyens de focalisation différents ( 200,

202, 204, 206).

28 Installation à laser comprenant un laser

selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, carac-

térisée en ce qu'elle comporte plusieurs lasers similaires ( 24 a-24 d) et des moyens ( 36, 36 ', 18, 18 a-18 d) destinés à distribuer le même fluide à action laser à tous les lasers.