FR2665582A1 - Source laser a vapeur metallique. - Google Patents

Abstract

La source laser à vapeur métallique comprend une enveloppe tubulaire (2) en matériau réfractaire électriquement isolant, séparant un milieu laser d'un espace extérieur contenant des moyens d'isolation thermique (12), deux électrodes tubulaires coaxiales (6a, 6b) montées à chaque extrémité de l'enveloppe tubulaire (2) pour exciter le milieu laser par décharge longitudinale et un tube à plasma (4) placé à l'intérieur de l'enveloppe tubulaire (2). Ce tube à plasma comprend au moins un logement (34) pour une réserve de métal (50) du milieu laser et comporte entre les électrodes (6a, 6b) plusieurs segments de tube successifs (30) en matériau réfractaire ayant sensiblement le même axe longitudinal que les électrodes tubulaires (6a, 6b). Utilisation notamment pour le pompage de lasers à colorants organiques.

Description

La présente invention concerne une source laser

à vapeur métallique (LVM).

Dans ces lasers, la zone de gain de la cavité laser comporte un tube à plasma en céramique réfractaire dans lequel se forme le milieu laser constitué d'un gaz tampon (néon, argon ou analogue) et de vapeur métallique (par exemple de cuivre ou d'or), ce milieu laser étant excité par décharge longitudinale entre deux électrodes coaxiales. Parmi les sources laser émettant dans le visible, les lasers à vapeur métallique présentent des propriétés particulièrement intéressantes: cadence de répétition élevée ( 10 kilohertz et plus), puissance de crête de l'ordre du mégawatt pendant quelques dizaines de nanosecondes, puissance moyenne de plusieurs centaines de watts émise par un seul oscillateur, possibilité d'émettre différentes longueurs d'onde suivant la nature du métal utilisé dans le milieu laser, l'énergie extractible par unité de volume du milieu laser est relativement constante ce qui permet d'extrapoler vers des systèmes à volumes importants

pouvant délivrer des énergies élevées par impulsion.

Depuis son apparition en 1966, et malgré les difficultés technologiques rencontrées liées à ce type de laser (physique des hautes températures, compatibilité de matériaux), ce laser a bénéficié de progrès importants qui lui ont permis d'atteindre un degré de fiabilité comparable à celui des autres lasers Cette source laser se révèle intéressante pour le pompage de lasers à colorants organiques et, à un niveau de puissance élevé, elle peut convenir pour la séparation isotopique de l'uranium atomique (dizaine de k W) Dans ce dernier cas, pour atteindre des objectifs industriels, le niveau de fiabilité demandé au laser est notablement accru (autonomie de plusieurs milliers d'heures) Dans l'état actuel de la technique, les lasers à vapeur û métallique disponibles ont des durées de vie bien inférieures (centaine d'heures), et ceci moins à cause de la migration du métal qui "s'échappe" du plasma vers les zones froides qu'à cause de la fragilité du tube lui-même due aux conditions extrêmes dans lesquelles il est amené à travailler: température très élevée, 1400 à 1600 degrés Celsius avec des variations importantes en fonction du temps (choc thermique), champ électrique élevé, différence de pression entre les parois du

tube.

Généralement le tube réfractaire se fissure, ce qui conduit soit à un défaut d'étanchéité soit à une pollution accrue par les isolants disposés autour de la

céramique percée.

Dans les premiers dispositifs, le tube à plasma était constitué par un tube en céramique (alumine) ouvert à ses deux extrémités A l'aide de bagues refroidies par

eau, on assurait l'étanchéité entre ce tube et les porte-

électrodes Les deux électrodes tubulaires, elles-mêmes montées coaxialement à chaque extrémité, pénétraient de plusieurs dizaines de centimètres dans le tube réfractaire Autour de ce tube une certaine épaisseur d'isolant thermique, en poudre ou en fibres, permettait de maintenir l'équilibre thermique pour une certaine

puissance électrique moyenne injectée.

Les inconvénients de ce dispositif sont 1 Un risque de cassure de la céramique aux extrémités des électrodes (côté cathode) à cause du champ électrique élevé et de la métallisation de l'espace

compris entre le tube en céramique et les électrodes.

2 Un rapport élevé et défavorable entre la

longueur de la céramique et la longueur de la décharge.

Dans le but de réduire le gradient de température vers les extrémités et de protéger les joints toriques, les électrodes occupent jusqu'à la moitié de la longueur du

tube en céramique.

3 La réserve de métal déposée sur la paroi du

tube empiète sur la section utile du faisceau laser.

Le développement des lasers à vapeur métallique lié aux programmes de séparation isotopique a apporté des simplifications technologiques qui fournissent des

solutions aux inconvénients-1 et 2 mentionnés.

L'étanchéité n'est plus faite sur la céramique elle-même portée à haute température, mais l'ensemble constitué par le tube en céramique et l'isolant thermique coaxial est contenu dans une enveloppe en verre (pyrex) Tout ce volume est rempli par le gaz tampon (néon) qui sert au milieu laser La température de la céramique devient quasi uniforme Cette structure engendre cependant un autre inconvénient: le temps de préparation du tube (dégazage de l'isolant thermique) est particulièrement long Pour limiter la pollution du milieu laser par le dégazage des isolants thermiques, on procède à un balayage des impuretés par un flux permanent du gaz tampon Les autres dispositifs proposés reprennent l'idée d'un tube à deux ou plusieurs enveloppes avec une pression dans le tube à plasma différente de celle de

l'enceinte extérieure contenant l'isolant thermique.

Dans son certificat d'addition FR-A-2 613 143, la demanderesse a proposé un dispositif à diaphragmes glissés dans l'enveloppe étanche réfractaire créant des

emplacements pour une réserve accrue de métal.

Dans ce dispositif, la pression de vapeur du métal est donnée par la température de paroi du tube Il existe encore un gradient de température réparti sur l'enveloppe Celui-ci est nécessaire de façon à pouvoir faire l'étanchéité aux extrémités du tube à l'aide de bagues refroidies par eau Mais comme dans ce cas la décharge ne vient pas en contact avec le tube, ce dispositif convient davantage pour des lasers à vapeur métallique à chauffage externe (par exemple à l'aide d'une résistance bobinée autour de la paroi extérieure de l'enveloppe) Comme la décharge électrique longitudinale ne vient pas en contact direct avec la paroi du tube et avec la réserve de métal, il faut attendre plus longtemps pour vaporiser le métal et la formation du milieu laser requiert une puissance de décharge plus élevée En outre, comme le milieu laser ne s'étend pas sur toute la section de l'enveloppe en céramique, on observe une limitation à quelques kilohertz de la cadence de répétition des 1 S impulsions L'enveloppe est beaucoup sollicitée par des contraintes thermiques et reste la partie fragile du dispositif; il faut veiller particulièrement à protéger

les joints d'étanchéité aux deux extrémités.

Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients cidessus en fournissant une source laser à vapeur métallique dont la fiabilité et la durée de vie soient sensiblement accrues tout en conservant un niveau de performance optimal et une relative souplesse d'utilisation et en évitant que les réserves de métal

empiètent sur la section du faisceau.

L'invention propose ainsi une source laser à vapeur métallique comprenant une enveloppe tubulaire en matériau réfractaire électriquement isolant, séparant un milieu laser d'un espace extérieur contenant des moyens d'isolation thermique, deux électrodes tubulaires

coaxiales montées à chaque extrémité de l'enveloppe-

tubulaire pour exciter le milieu laser par décharge longitudinale et un tube à plasma placé à l'intérieur de

l'enveloppe tubulaire.

Suivant l'invention, cette source laser est caractérisée en ce que ce tube à plasma comprend au moins un logement pour une réserve de métal du milieu laser et comporte entre les électrodes plusieurs segments de tube successifs en matériau réfractaire ayant sensiblement le

même axe longitudinal que les électrodes tubulaires.

Grâce à la présente invention, la source laser présente une longévité notablement améliorée, l'autonomie du dispositif atteignant plusieurs milliers d'heures En effet, l'enveloppe tubulaire réfractaire qui constitue la partie la plus fragile du dispositif n'est plus exposée directement au milieu actif Par suite, sa température est moins élevée et elle est soumise à un champ électrique plus faible Le plasma est délimité par les segments de tube dont la longueur est sensiblement plus faible, ce qui présente les avantages suivants les céramiques réfractaires ont une robustesse plus grande lorsqu'elles sont de petite taille; si un segment de tube se détériore malgré tout, on peut le changer simplement, alors que la rupture du tube complet dans les sources de la technique antérieure rend inutilisable l'ensemble de la source; comme le plasma remplit sensiblement tout l'espace intérieur du tube à plasma, la cadence maximum de répétition des impulsions, compatible avec un bon

fonctionnement du laser, peut être plus élevée.

Dans une version préférée de l'invention, le tube à plasma comprend en outre des bagues d'assemblage des segments de tube, placées entre ces segments de tube, s'appuyant à leur périphérie sur la surface interne de l'enveloppe tubulaire et présentant une section intérieure sensiblement égale à la section intérieure des

segments de tube.

L'utilisation de ces bagues d'assemblage permet une mise en place simple du tube à plasma segmenté dans l'enveloppe tubulaire La structure segmentée peut aussi être démontée facilement en cas d'endommagement d'un des t segments de tube puis remontée après échange du segment défectueux. Le logement pour la réserve de métal du milieu laser consiste avantageusement en une cavité ménagée sur la surface interne d'une bague d'assemblage des segments

de tube.

D'autres particularités et avantages de la

présente invention apparaîtront dans la description

détaillée ci-dessous.

Aux dessins annexés, donné à titres d'exemples non limitatifs: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une source laser conforme à l'invention, la figure 2 montre en coupe longitudinale un détail d'une source laser selon l'invention, la figure 3 est une vue en coupe suivant le

plan III-III de la figure 2.

La source laser à vapeur métallique représentée en coupe longitudinale sur la figure 1 comprend, conformément à l'invention, une enveloppe tubulaire 2 sous forme d'un tube cylindrique en céramique réfractaire

électriquement isolante (par exemple en alumine frittée).

Le tube réfractaire 2 constitue une enveloppe étanche qui sépare l'enceinte renfermant le milieu laser (gaz tampon et vapeur métallique) d'un espace extérieur contenant des moyens d'isolation thermique 12 Ceux-ci consistent en un assemblage de fibres d'alumine disposées autour du tube enveloppe 2 qui assurent une isolation thermique de la

zone renfermant le milieu actif.

Une cathode 6 a et une anode 6 b sont disposées à chaque extrémité de l'enveloppe tubulaire 2 Ces électrodes 6 a, 6 b, formées en métal réfractaire, comme le tantale, sont en forme de tubes cylindriques coaxiaux avec l'enveloppe 2 Elles pénètrent partiellement à l'intérieur de l'enveloppe tubulaire 2 pour exciter longitudinalement le milieu laser Ces électrodes 6 a, 6 b sont montées sur des supports d'électrode 14 qui sont des disques métalliques centrés sur l'axe du tube 2 et percés

en leur centre pour laisser passer les électrodes 6 a, 6 b.

Ces supports d'électrode 14 obturent les extrémités de l'enveloppe tubulaire 2, en se positionnant contre ces extrémités, l'étanchéité de l'espace intérieur de

l'enveloppe 2 étant assurée par des joints toriques 22.

Chaque joint torique 22 est en contact avec une bague de refroidissement 18 dans laquelle est percé un circuit de refroidissement 20, de forme annulaire, o circule un liquide de refroidissement Comme on le voit sur la figure 1, la bague de refroidissement 18 est en contact, sur sa surface interne, avec l'extrémité de l'enveloppe tubulaire 2 et elle s'appuie en outre, sur une de ses faces latérales, contre la surface du support d'électrode 14 adjacent fournissant ainsi le refroidissement nécessaire au joint 22 qui réalise l'étanchéité entre

l'enveloppe 2 et le support d'électrode 14.

L'alimentation en électricité des électrodes 6 a, 6 b est effectuée par des conducteurs 24, 26, reliés à un générateur non représenté qui délivre des impulsions électriques brèves (inférieures à 100 ns) et de haute tension (d'une dizaine de kilovolts) Le conducteur 24 amène le courant à la cathode 6 a et, lors de la décharge longitudinale à travers le gaz contenu dans l'enveloppe 2, le courant revient par l'anode 6 b, par le support d'électrode associé 14, puis par un conducteur de retour coaxial 16 auquel est raccordé le second conducteur

d'alimentation 26.

De façon connue, les électrodes tubulaires 6 a, 6 b sont obturées à leur extrémité par des fenêtres 8 inclinées par rapport à l'axe du tube selon l'angle de Brewster pour minimiser les pertes par réflexion Deux miroirs 10 sont placés de chaque côté du tube laser, perpendiculairement à son axe, pour définir la cavité

résonante de la source laser.

A l'intérieur de l'enveloppe en céramique 2 est disposé un tube à plasma 4 qui s'étend sensiblement sur toute la longueur comprise entre les deux électrodes tubulaires 6 a, 6 b Le tube à plasma 4 comprend une succession de segments de tube 30 cylindriques coaxiaux, de même rayon r et alignés sur l'axe longitudinal de l'enveloppe tubulaire 2 et des électrodes tubulaires 6 a, 6 b Les segments de tube successifs 30 sont réalisés en céramique réfractaire électriquement isolante, par exemple en alumine frittée De préférence, leur rayon r coïncide approximativement avec le rayon des électrodes tubulaires 6 a, 6 b, de sorte que les segments de tube 30 du tube à plasma 4 ont une section intérieure sensiblement égale à la section des électrodes tubulaires

6 a, 6 b.

Les segments de tube 30 du tube à plasma 4 sont montés dans l'enveloppe 2 au moyen de bagues d'assemblage

32, 38 placées entre ces segments de tube 30.

Les bagues d'assemblage 32, 38 sont formées en céramique réfractaire électriquement isolante, par exemple en alumine frittée Leur section intérieure est

égale à la section intérieure des segments de tube 30.

Leur surface périphérique 46 s'appuie contre la surface interne de l'enveloppe tubulaire 2 pour les maintenir en position dans l'enveloppe 2 Chaque bague d'assemblage 32 placée entre deux segments de tube 30 présente deux lamages 36 sur sa surface interne Ces lamages, orientés des deux côtés de la bague d'assemblage 32 ont le même rayon, sensiblement égal au rayon extérieur des segments de tube 30, de sorte que ces lamages 36 forment des emplacements dans lesquels viennent respectivement se loger les deux segments de tube 30 situés de part et d'autre de la bague d'assemblage 32 en question Les bagues d'assemblage 38 situées respectivement aux deux extrémités du tube à plasma 4 ne soutiennent qu'un seul segment de tube 30 et ne nécessitent donc qu'un lamage 36

orienté vers ledit segment de tube 30.

La surface interne de chaque bague d'assemblage 32 placée entre deux segments de tube 30 présente en outre une cavité 34 formant logement pour une réserve de métal 50 utile pour entretenir la teneur en vapeur métallique du milieu laser Dans l'exemple représenté sur les figures, la cavité 34 consiste en un évidement annulaire usiné dans la surface interne de la bague d'assemblage 32, la réserve de métal 50 venant naturellement se placer dans le bas de la cavité 34 par gravité. Le tube à plasma segmenté 4, comprenant les segments de tube 30 et les bagues d'assemblage 32 est maintenu en place dans l'enveloppe tubulaire 2 par l'intermédiaire de deux manchons cylindriques 40, 42 en céramique réfractaire placés respectivement aux deux extrémités du tube à plasma 4 Ces manchons 40, 42 ont un diamètre légèrement inférieur au diamètre de l'enveloppe tubulaire 2 et s'appuient sur les bords latéraux des bagues d'assemblage 38 situées à chaque extrémité du tube à plasma segmenté 4 Du côté de la cathode 6 a, le manchon s'appuie d'autre part sur la surface 43 du support d'électrodes 14 correspondant qui obstrue l'enveloppe 2 au voisinage de la cathode 6 a A l'autre extrémité de l'enveloppe tubulaire 2, le manchon 42 prend appui d'autre part sur au moins un ressort hélicoïdal 44 intercalé entre ce manchon 42 et la surface 45 du support d'électrode 14 qui obture l'enveloppe 2 au voisinage de l'anode 6 b Le ressort 44 travaille en compression et exerce un effort longitudinal sur le manchon 42 qui transmet cet effort à la bague d'assemblage 38 et au tube à plasma segmenté 4 pour le maintenir assemblé, notamment lors des déformations thermiques engendrées par le

fonctionnement du laser.

La zone du dispositif située autour de l'anode 6 b est représentée plus en détail sur la figure 2 Sur cette figure 2, on voit une forme de réalisation avantageuse des bagues d'assemblage 32 La surface périphérique 46 des bagues d'assemblage 32 placées entre deux segments de tube 30 a été usinée de sorte que la zone de contact périphérique 48 entre ces bagues 32 et la

surface interne de l'enveloppe 2 a une extension réduite.

Dans l'exemple illustré par la figure 2, cette zone de contact consiste en deux arêtes circulaires 48 définissant le périmètre de la bague d'assemblage 32 au voisinage de ses faces latérales Dans une autre version préférée, la zone de contact 48 est encore réduite et consiste en points d'appui (au moins trois) répartis

autour d'un périmètre de la bague d'assemblage 32.

La source laser conforme à l'invention a un fonctionnement analogue aux lasers à vapeur métallique de la technique antérieure On introduit un gaz tampon (néon) dans l'enveloppe étanche 2 sous une pression de l'ordre de 2,666 k Pa ( 20 Torr) et on dispose des réserves de métal (cuivre) solide dans les logements 34 prévus dans les bagues d'assemblage 32 du tube à plasma 4, ces réserves 50 étant placées de manière à ne pas empiéter sur la section du tube à plasma 4 On chauffe alors le milieu laser par décharge longitudinale dans le gaz tampon entre les électrodes 6 a, 6 b, jusqu'à ce que ce milieu atteigne la température de fonctionnement (de l'ordre de 15000 C) Cette température de fonctionnement définit la tension de vapeur du métal dans le milieu laser (de l'ordre de 0,133 k Pa soit 1 Torr) et donc sa concentration. Le milieu laser est alors formé dans le tube à plasma 4 et les décharges longitudinales dans le plasma provoquent la transition d'atomes de métal vers un état excité, assistée par le gaz tampon Il en résulte un état d'inversion de population dans la cavité résonante qui se il traduit, lors de la désexcitation, par l'émission du rayonnement laser (lumière verte de longueur d'onde

0,5106 iim dans le cas d'un laser à vapeur de cuivre).

La partie centrale de la source est ainsi portée à une température de l'ordre de 15000 C Les joints toriques 22 assurant l'étanchéité de l'enveloppe 2 ne résisteraient pas à cette température; c'est pourquoi on les refroidit en faisant circuler de l'eau dans le

circuit 20 formé dans les bagues de refroidissement 18.

L'enveloppe tubulaire en céramique 2 constitue le composant le plus fragile de la source En effet, sa taille est assez importante (jusqu'à 2 m de longueur) et, pour ces dimensions, on sait difficilement réaliser des tubes en céramique présentant à la fois une robustesse

importante et une absence de défaut de forme (conicité).

Grâce à l'invention, cette enveloppe 2, qui limite à quelques centaines d'heures la longévité des lasers à vapeur métallique antérieurs, n'est pas exposée directement aux conditions extrêmes dues au contact avec le plasma, ce qui permet d'augmenter sensiblement la longévité de la source (jusqu'à plusieurs milliers d'heures d'autonomie) D'une part, elle n'est plus soumise au fort champ électrique ( 30 à 40 V/cm) régnant dans le plasma et, d'autre part, sa température est sensiblement réduite, notamment si on réduit la zone de contact 48 entre sa surface interne et les bagues d'assemblage 32 du tube à plasma 4, comme illustré sur la figure 2 Réduire cette zone de contact 48 permet de limiter les flux de chaleur par conduction entre le tube

à plasma 4 et l'enveloppe 2.

Les conditions extrêmes de champ électrique et de température s'appliquent, dans l'invention, sur les

segments de tube 30 et sur les bagues d'assemblage 32.

Comme ces composants sont de plus petite taille que l'enveloppe 2 (typiquement 20 cm pour un segment de tube ), ils sont plus facilement usinés et ils présentent une meilleure robustesse relative, ce qui améliore la fiabilité de la source laser En outre, si l'un de ces composants devient défectueux malgré cela (fissure, rupture), ce composant peut être changé en démontant le tube 4, en remplaçant le composant défectueux, puis en remontant le tube à plasma 4 Au contraire, dans les lasers à vapeur métallique de la technique antérieure, le moindre défaut de la zone en contact avec le plasma

entraîne une avarie complète de l'ensemble du dispositif.

Comme l'enveloppe tubulaire 2 est fermée de manière étanche, on n'observe pas de pollution du milieu laser pour le dégazage des isolants thermiques 12 Il n'est pas nécessaire non plus d'éliminer les impuretés dues au tube 4 comme dans certaines sources de la

technique antérieure.

L'invention permet en outre de réaliser la source laser à vapeur métallique en maintenant un espace suffisant entre les électrodes tubulaires 6 a, 6 b et la surface interne de l'enveloppe tubulaire 2 pour éviter la création d'arcs électriques du côté de la cathode 6 a, sans qu'on ait besoin de recourir à une enveloppe 2 de forme compliquée L'invention peut simplement être

appliquée avec une enveloppe 2 de forme cylindrique.

Les logements 34 prévus dans le tube à plasma 4

permettent, comme dans le certificat d'addition FR-A-

2 613 143 de la demanderesse, d'éviter que les réserves de métal 50 occultent partiellement le faisceau laser produit Etant donné que, dans la présente invention, le plasma formant le milieu laser occupe tout l'espace compris à l'intérieur du tube segmenté 4, on atteint des cadences de répétition des impulsions plus élevées (environ 10 k Hz) que dans le certificat d'addition précité du fait de la réduction de la durée de vie des atomes de métal dans l'état fondamental de la transition

engendrant le rayonnement laser.

Le tube à plasma segmenté 4 est maintenu en place dans l'enveloppe tubulaire au moyen des manchons , 42 et des ressorts 44 Ce montage permet de maintenir le tube segmenté 4 lorsqu'il subit des déformations thermiques (dilatation ou contraction) lors des variations de température rencontrées lorsqu'on fait fonctionner le laser Ces déformations engendrent en effet des variations de longueur du tube à plasma 4 allant jusqu'à 10 mm pour un tube de longueur 1,5 m Les ressorts 44 doivent résister à une température de l'ordre de 6000 C; on peut par exemple choisir des ressorts en Inconel Bien entendu, les ressorts 44 répartis sur le pourtour de l'enveloppe 2 comme illustré sur les figures 1 et 2 peuvent être remplacés par un ressort hélicoïdal unique enroulé à l'intérieur de l'enveloppe 2 auprès de sa surface interne ou par tout autre moyen de rappel

fournissant un effort longitudinal équivalent.

On a décrit ces ressorts 44 comme placés du côté de l'anode 6 b Il est clair que ces ressorts peuvent également être placés du côté de la cathode 6 a voire aux deux extrémités de l'enveloppe 2 L'avantage qu'on obtient en les plaçant du côté de l'anode 6 b est qu'on réduit ainsi la possibilité d'apparition d'un arc électrique entre l'électrode 6 a, 6 b et l'enveloppe tubulaire 2, cet arc électrique étant facilité par la présence d'un ressort conducteur 44 En effet, dans l'exemple décrit, l'anode 6 b est sensiblement du potentiel de la masse, de sorte que ces arcs sont improbables, alors que la cathode présente une différence

de potentiel de 10 à 15 k V par rapport à la masse.

L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits cidessus, en référence aux figures 1 à 3. Notamment, on peut imaginer de nombreuses manières de réaliser un tube à plasma segmenté Les segments de tube 30 peuvent par exemple avoir une portion périphérique s'appuyant sur la surface interne de l'enveloppe tubulaire 2, ce qui permet de mettre en oeuvre l'invention sans bague d'assemblage 32, 38 Dans ce cas, les logements 34 pour la réserve de métal 50 du milieu laser sont usinés dans les segments de tube 30 eux-mêmes. Pour réaliser des tubes à plasma de grandes dimensions, une structure segmentée du tube à plasma 4 est préférable à l'utilisation d'un seul tube plus difficile à réaliser (pureté, précision dimensionnelle) et plus fragile lorsqu'il est soumis aux contraintes thermiques Dans la mesure o on peut disposer de métaux réfractaires (tantale, molybdène, tungstène) de pureté meilleure que l'alumine frittée, rien n'empêche d'utiliser des segments de tubes 30 métalliques séparés par des bagues d'assemblage 32 électriquement isolantes pour éviter les courts-circuits Ces intervalles conducteurs définissent la répartition de potentiel dans le plasma, jouent le rôle d'écran thermique, et

présentent moins de risques de cassure que l'alumine.

Bien entendu, les joints d'étanchéité 22 de l'enveloppe 2 refroidis par eau peuvent être remplacés par des raccords céramique-métal, pour former un tube scellé. De même, des moyens d'isolation thermique différents des fibres d'alumine 12 disposées autour de l'enveloppe tubulaire 2 peuvent être prévus, comme par

exemple une succession d'écrans thermiques.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Source laser à vapeur métallique comprenant une enveloppe tubulaire ( 2) en matériau réfractaire électriquement isolant, séparant un milieu laser d'un espace extérieur contenant des moyens d'isolation thermique ( 12), deux électrodes tubulaires coaxiales ( 6 a, 6 b) montées à chaque extrémité de l'enveloppe tubulaire ( 2) pour exciter le milieu laser par décharge longitudinale et un tube à plasma ( 4) placé à l'intérieur de l'enveloppe tubulaire ( 2), caractérisée en ce que ce tube à plasma comprend au moins un logement ( 34) pour une réserve de métal ( 50) du milieu laser et comporte entre les électrodes ( 6 a, 6 b) plusieurs segments de tube successifs ( 30) en matériau réfractaire ayant sensiblement le même axe longitudinal que les électrodes

tubulaires ( 6 a, 6 b).

2 Source laser conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que les segments de tube ( 30) du tube à plasma ( 4) ont une section intérieure sensiblement

égale à la section des électrodes tubulaires ( 6 a, 6 b).

3 Source laser conforme à l'une des

revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le tube à

plasma comprend en outre des bagues d'assemblage ( 32, 38), des segments de tube ( 30) placées entre ces segments de tube ( 30), s'appuyant à leur périphérie ( 46, 48) sur la surface interne de l'enveloppe tubulaire ( 2) et présentant une section intérieure sensiblement égale à la

section intérieure des segments de tube ( 30).

4 Source laser conforme à la revendication 3, caractérisée en ce que les bagues d'assemblage ( 32, 38) des segments de tube ( 30) sont formées en un matériau

réfractaire électriquement isolant.

Source laser conforme à l'une des

revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que ledit

logement ( 34) pour une réserve de métal ( 5) du milieu laser est une cavité ménagée sur la surface interne d'une

bague d'assemblage ( 32) des segments de tube ( 30).

6 Source laser conforme à l'une des

revendications 3 à 5, caractérisée en ce que les bagues

d'assemblage ( 32) des segments de tube ( 30) présentent une zone de contact périphérique ( 48) réduite avec la surface interne de l'enveloppe tubulaire ( 2) pour limiter le flux de chaleur par conduction du tube à plasma ( 4)

vers l'enveloppe tubulaire ( 2).

7 Source laser conforme à l'une des

revendications 3 à 6, caractérisée en ce que chaque bague

d'assemblage ( 32) placée entre deux segments de tube ( 30) présente, sur sa surface interne, deux lamages ( 36) dans

lesquels se logent lesdits segments de tube ( 30).

8 Source laser conforme à l'une des

revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les segments

de tube ( 30) du tube à plasma ( 4) sont en un matériau

réfractaire électriquement isolant.

9 Source laser conforme à l'une des

revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les segments

de tube ( 30) du tube à plasma ( 4) sont en un matériau

réfractaire métallique.

Source laser conforme à l'une des

revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le tube à

plasma ( 4) est maintenu dans l'enveloppe tubulaire ( 2) par deux manchons ( 40, 42) qui transmettent un effort longitudinal à chaque extrémité du tube à plasma ( 4) pour le maintenir assemblé notamment lors des déformations thermiques engendrées par le fonctionnement du laser, cet effort longitudinal étant exercé par au moins un organe de rappel ( 44) intercalé entre l'un des manchons ( 42) et l'extrémité correspondante ( 45) de l'enveloppe tubulaire ( 2). 11 Source laser conforme à la revendication 10, caractérisée en ce que l'organe de rappel ( 44) est situé à l'extrémité ( 45) de l'enveloppe tubulaire ( 2) du côté de celle des électrodes tubulaires ( 6 b) dont le potentiel électrique en fonctionnement est le plus proche

du potentiel de la masse.

12 Source laser conforme & l'une des

revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le tube à

plasma ( 4) s'étend sensiblement sur toute la longueur

comprise entre les deux électrodes tubulaires ( 6 a, 6 b).