FR2684497A1 - Laser impulsionnel. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un laser impulsionnel. Elle se rapporte à un laser impulsionnel dans lequel un gaz tampon et un milieu actif pour l'effet laser sont enfermés dans un tube (2) et le'gaz est utilisé comme milieu d'excitation ou d'ionisation dans le tube. Selon l'invention, le gaz contient des molécules formées de plusieurs éléments et mélangées au gaz enfermé dans le tube à raison d'au moins 0,1 %. Ce gaz est avantageusement de l'eau. De l'hydrogène peut aussi être ajouté. Application aux lasers à vapeurs métalliques;

Description

La présente invention concerne un appareil à laser impulsionnel qui

contient, comme milieu d'excitation ou d'ionisation, un gaz et plus précisément un mélange de gaz

qui est utilisé comme gaz tampon dans un milieu d'excita-

tion ou d'ionisation, et elle concerne aussi le réglage d'un laser d'un appareil à laser impulsionnel du type précité. On utilise un laser à gaz noble, un laser à vapeur métallique, un laser moléculaire à CO 2, un laser à azote, etc comme appareil à laser impulsionnel contenant un gaz comme milieu d'excitation ou d'ionisation Un exemple d'appareil à laser impulsionnel classique est par exemple décrit dans "Collection of Speech Drafts for the Sixth Annual Conference of the Laser Society", N O 2 la B 3, 1986, et il est représenté en coupe sur la figure 1 Cet appareil classique à laser impulsionnel représenté sur la figure 1 est sous forme d'un appareil à laser à vapeurs de cuivre qui est un type de laser à vapeurs métalliques Sur la figure 1, les références la et lb désignent des électrodes destinées à provoquer une décharge, la référence 2 un tube de décharge, la référence 3 un espace de décharge destiné à l'excitation de vapeurs de cuivre, la référence 4 du cuivre destiné à dégager des vapeurs de cuivre, la référence 5 des vapeurs de cuivre, la référence 6 un organe isolateur, les références 7 a et 7 b des miroirs de résonance destinés à permettre l'oscillation du laser, les références 8 a et 8 b des brides destinées à délimiter un espace fermé, la référence 9 une couche sous vide, la référence 10 un tube isolateur, la référence 11 un tube extérieur, la référence 12 a un canal d'entrée de gaz et la référence 12 b un canal

ou orifice de sortie de gaz.

On décrit maintenant son fonctionnement Une tension pulsée est appliquée entre les électrodes la et lb afin qu'elle provoque une décharge dans l'espace 3 qui contient le gaz Le gaz de l'espace 3 est chauffé par l'énergie d'accélération des ions et des électrons créés par la

décharge et provoque l'évaporation du cuivre 4 Les élec-

trons, auxquels une énergie importante d'accélération a été fournie par la décharge impulsionnelle, viennent frapper les vapeurs 5 de cuivre, et leur donnent leur énergie si bien que les vapeurs 5 de cuivre sont excitées à un niveau

supérieur d'excitation d'une raie d'oscillation laser.

L'organe isolateur 6 a un rôle d'interception de chaleur provenant de l'espace 3 de décharge afin que cet espace 3 soit maintenu à une concentration prédéterminée de vapeurs de cuivre Par ailleurs, la couche 9 sous vide a le même rôle que l'organe isolateur 6 et, en particulier, elle intercepte le rayonnement thermique Lorsque les vapeurs de cuivre 5 excitées à un niveau supérieur d'excitation de la

raie d'oscillation passent à un plus faible niveau d'exci-

tation, de la lumière est créée La lumière ainsi créée est amplifiée optiquement par les miroirs 7 a et 7 b de résonance et sort sous forme de lumière laser vers l'extérieur afin

qu'elle puisse être utilisée dans divers domaines indus-

triels, par exemple pour l'usinage par laser Le gaz est

transmis par un appareil de transmission de gaz par l'in-

termédiaire du canal 12 a d'entrée de gaz dans l'espace 3 de

décharge et est évacué par le canal 12 b de sortie de gaz.

L'appareil à laser classique à vapeurs de cuivre est construit de la manière décrite précédemment et, à l'aide d'un milieu actif pour l'effet laser, sous forme d'un mélange de néon gazeux constituant un gaz tampon et de vapeurs de cuivre, l'appareil à laser à vapeurs de cuivre provoque une oscillation impulsionnelle par circulation d'un courant impulsionnel d'excitation dans le tube à décharge comme représenté sur la figure 2 A Si la puissance fournie à l'espace de décharge est accrue par augmentation de l'énergie électrique des impulsions d'excitation ou par augmentation de la fréquence des impulsions, la température du gaz s'élève si bien que des particules chargées peuvent être produites en quantité excessive dans l'espace de décharge En conséquence, comme l'indique la courbe en trait plein de la figure 2 B, la résistance de décharge

diminue rapidement dans la période de présence de l'impul-

sion et, comme l'indique la courbe en trait plein de la figure 2 C, la tension de décharge appliquée au milieu de

décharge n'augmente pas proportionnellement à l'augmenta-

tion de l'énergie électrique En conséquence, le nombre d'électrons possédant l'énergie élevée nécessaire à la l'excitation des vapeurs de cuivre au niveau supérieur d'excitation de la raie d'oscillation n'augmente pas

proportionnellement à l'augmentation de l'énergie élec-

trique pendant la période de présence de l'impulsion, et la vitesse à laquelle les vapeurs de cuivre peuvent être

excitées au niveau supérieur d'excitation n'augmente pas.

Ainsi, un problème se pose car le gain du laser n'augmente

pas, mais, au contraire p r é S e N t e u N e saturation.

En outre, si l'énergie électrique qui doit être introduite dans l'espace de décharge est accrue, le courant de décharge qui circule dans l'espace de décharge augmente encore du fait de la réduction de la résistance présentée à l'introduction d'énergie électrique pendant la période de présence de l'impulsion comme l'indique la courbe en trait plein de la figure 2 D, si bien que les nombres d'ions et d'électrons, restant dans l'espace de décharge pendant la période d'absence d'impulsion après la période de présence d'impulsion, augmentent En conséquence, la température du gaz pendant la période d'absence d'impulsion devient si élevée que le nombre d'atomes de vapeurs de cuivre au niveau inférieur d'excitation de la raie d'oscillation laser, qui a directement une mauvaise influence sur l'oscillation juste avant l'introduction d'une impulsion d'excitation, augmente comme l'indique la courbe en trait plein de la figure 2 E En conséquence, un problème se pose

car, étant donné que le gain du laser augmente proportion-

nellement à la différence entre le nombre des atomes de vapeurs de cuivre qui se trouvent au niveau supérieur d'excitation et le nombre des atomes de vapeurs de cuivre qui se trouvent au niveau inférieur d'excitation, le gain du laser est réduit par augmentation du nombre d'atomes de

vapeurs de cuivre au niveau supérieur d'excitation.

En outre, si la température du gaz pendant la période d'absence d'impulsion est élevée, la résistance de décharge juste avant l'introduction d'une impulsion d'exci- tation est faible comme l'indique la figure 2 F L'influence de la réduction de la résistance se poursuit jusqu'à la

période de présence de l'impulsion suivante, et la résis-

tance de décharge lors de la décharge de l'impulsion est

réduite, et la tension de décharge appliquée à la résis-

tance de décharge est réduite En conséquence, un problème

se pose, car le nombre d'électrons ayant l'énergie néces-

saire à l'excitation des vapeurs de cuivre à un niveau supérieur d'excitation de la raie d'oscillation diminue pendant le temps de présence de l'impulsion et la vitesse à laquelle les vapeurs de cuivre peuvent être excitées à un niveau supérieur d'excitation est réduite si bien que le

gain du laser est réduit.

L'appareil classique à laser pose en outre des problèmes de stabilité, de détérioration de la qualité d'un faisceau laser, etc, si bien que le fluide actif pour l'effet laser est détérioré par des impuretés ou analogues

et la puissance fournie par le laser est réduite.

L'invention concerne la résolution des problèmes précités, et elle concerne plus précisément un appareil à laser impulsionnel qui permet une augmentation et une stabilisation de la puissance fournie par le laser, par traitement du gaz tampon destiné à être transmis à l'espace de décharge afin que la résistance du milieu actif pour l'effet laser soit accrue pendant une période de présence d'impulsion ou pendant une période d'absence d'impulsion, et que la concentration des atomes excités à un niveau relativement élevé d'excitation d'une raie d'oscillation

soit accrue pendant une période de présence d'impulsion.

L'invention concerne aussi un appareil à laser impulsionnel qui, lorsqu'il est du type dans lequel la concentration des atomes à un niveau inférieur d'excitation d'une raie d'oscillation pendant une période d'absence d'impulsion dépend de la température du gaz, par exemple dans le cas d'un appareil à laser à vapeurs de cuivre, accroît la stabilisation de la puissance du laser par réduction de la température du gaz pendant la période d'absence d'impulsion, de manière rapide, afin que la concentration des atomes au niveau inférieur d'excitation soit réduite et permette une augmentation de la puissance

de sortie du laser.

A cet effet, dans un premier aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel dans lequel un gaz tampon et des vapeurs de cuivre sont enfermés dans un tube, et le gaz est utilisé comme milieu d'excitation ou d'ionisation dans le tube et contient des molécules formées de plusieurs éléments, mélangées à raison d'au moins 0,1 %

au gaz enfermé dans le tube.

Dans un second aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel qui contient des molécules formées de plusieurs éléments, mélangées à raison d'au moins 0,1 % au gaz enfermé dans un tube, et un gaz formé d'atomes plus légers que ceux du gaz tampon, par exemple de l'hydrogène, de l'hélium ou du deutérium, mélangé en quantité au moins égale à 0,1 % au gaz enfermé dans le tube. Dans un troisième aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel dont la construction est telle que, dans le premier et le second aspect, une substance, imprégnée de molécules formées de plusieurs éléments ou d'un gaz d'atomes légers, est disposée dans le tube et constitue un dispositif de mélange des molécules formées de plusieurs éléments ou du gaz d'atomes légers au

gaz tampon.

Dans un quatrième aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel réalisé de manière qu'une enceinte, dans laquelle un liquide sous forme de molécules formées de plusieurs éléments est contenu, est disposée sur un trajet de transmission du gaz au tube afin que le gaz puisse être transmis au tube par l'intermédiaire de l'enceinte. Dans un cinquième aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel réalisé de manière que, dans le quatrième aspect, le liquide, par exemple de l'eau, de

l'enceinte soit ajouté automatiquement.

Dans un sixième aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel réalisé de manière qu'un

dispositif de réglage de la quantité de vapeurs des molé-

cules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de

gaz d'éléments légers soit placé sur le trajet de transmis-

sion du gaz au tube.

Dans un septième aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel dont la construction est telle que, dans le sixième aspect, un détecteur de la quantité d'un gaz d'impureté autre que le gaz enfermé dans le tube est placé dans le tube ou à une sortie de gaz du tube, la quantité détectée de gaz d'impureté du gaz étant renvoyée au dispositif de réglage de la quantité de vapeurs des molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers du gaz contenu dans le tube en fonction de l'augmentation ou de la réduction de la

quantité détectée du gaz d'impureté dans le gaz.

Dans un huitième aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel réalisé de manière que, dans le sixième aspect, la puissance du laser, le courant de décharge, la tension de décharge ou la température interne du tube soit détecté et renvoyé au dispositif de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers, dans le gaz enfermé dans le tube, en fonction d'une valeur de la différence entre la valeur détectée et une valeur cible

ou voulue préréglée.

Dans un neuvième aspect, la présente invention concerne un appareil à laser impulsionnel réalisé de manière que, dans le premier ou le second aspect, un dispositif de refroidissement de l'intérieur du tube soit aussi utilisé comme dispositif de transmission de molécules

formées de plusieurs éléments au tube.

Dans un dixième aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel comprenant un conduit placé dans un tube et ayant un trou formé dans une face latérale, et un dispositif de transmission de gaz sous forme d'un

mélange de gaz tampon avec des molécules formées de plu-

sieurs éléments ou d'un gaz d'atomes légers au tube par le

trou du conduit.

Dans un onzième aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel qui comporte un dispositif de transmission de gaz sous forme d'un mélange d'un gaz tampon avec des molécules formées de plusieurs éléments ou d'un gaz d'atomes légers au tube par un ou plusieurs canaux d'entrée formés dans une partie centrale du tube, dans sa

direction axiale.

Dans un douzième aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel réalisé de manière que, dans le dixième aspect, il comporte en outre un conduit placé dans une partie centrale à l'intérieur du tube en direction radiale et ayant un trou formé dans sa face latérale, et un dispositif de transmission de gaz sous forme d'un mélange de gaz tampon avec des molécules formées de plusieurs éléments ou d'un gaz d'atomes légers, au tube, par le trou

du conduit.

Dans un treizième aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel qui comporte un dispositif de détection de l'intensité de la lumière émise par la décharge, et un dispositif de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers dans le gaz enfermé dans le tube, en fonction de l'intensité de la lumière ayant une longueur d'onde proche d'une fréquence d'oscillation du laser. Dans un quatorzième aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel qui comporte un dispositif de détection de la puissance du laser uniquement à la longueur d'onde de 510 nm, et un dispositif destiné à régler la quantité de vapeurs des molécules contenant plusieurs éléments ou la quantité de gaz d'atomes légers dans le gaz enfermé dans le tube en fonction de l'augmentation ou de la réduction de la valeur du signal détecté. Dans un quinzième aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel qui comporte un dispositif de détection de la puissance du laser en au moins deux points différents en direction radiale, et un dispositif destiné à régler la quantité de vapeurs des molécules contenant plusieurs éléments ou la quantité de gaz d'atomes légers présente dans le gaz enfermé dans le tube en fonction de l'augmentation ou de la réduction du gradient des intensités

de sortie du laser détectées en direction radiale.

Dans un seizième aspect, l'invention concerne un appareil à laser impulsionnel qui comporte un dispositif destiné à arrêter la transmission du mélange de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments lors de l'arrêt de l'appareil ou lors de l'arrêt de l'oscillation laser, et/ou un dispositif destiné à arrêter la transmission du gaz au

tube à décharge lors de l'arrêt de l'oscillation laser.

Dans l'appareil à laser impulsionnel du premier aspect de l'invention, les vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, par exemple d'eau, sont mélangées à raison d'au moins 0,1 % au mélange gazeux qui contient un gaz rare tel que le néon, et un milieu actif pour l'effet laser tel que des vapeurs de cuivre Ainsi, il apparait que, étant donné que la température du gaz chauffé à température élevée par la décharge impulsionnelle est

réduite par conduction de la chaleur du gaz par dissocia-

tion, etc des molécules formées de plusieurs éléments,

telles que l'eau, pendant une période de repos impulsion-

nel, le transport de chaleur à la paroi de l'appareil est réalisé efficacement par les atomes légers ainsi dissociés et, en outre, les particules chargées assurent le couplage des atomes légers dissociés par la vapeur de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, si bien que la résistance du milieu actif pour l'effet laser pendant une période de présence d'impulsion est accrue par rapport au cas de l'utilisation de néon gazeux pur Une augmentation de la tension de décharge appliquée à la résistance du milieu actif pour l'effet laser ou une réduction de la concentration des atomes à un plus faible

niveau d'excitation provoque une augmentation de la puis-

sance du laser La figure 3 représente le rapport de puissance du laser, caractéristique lorsque de l'eau est

utilisée comme particules comprenant plusieurs éléments.

Sur la figure 3, la courbe représentée par les rectangles noirs correspond à la caractéristique du mélange de néon avec de l'eau et de l'hydrogène, la courbe représentée par les rectangles blancs représente la caractéristique du mélange de néon avec de l'hydrogène, la courbe représentée par les cercles noirs représente la caractéristique du mélange du néon avec de l'eau et la courbe représentée par les cercles blancs représente la caractéristique obtenue avec le néon seul Sur la figure 3, l'énergie électrique consommée, portée en abscisses, représente la puissance

électrique accumulée dans un condensateur dans une alimen-

tation destinée à créer les impulsions d'excitation (dans l'appareil considéré, une partie de l'énergie électrique consommée est dissipée dans l'espace de décharge) La courbe d correspond au néon gazeux pur et la courbe e à un mélange de vapeur d'eau et de néon gazeux pur Sur la figure 3, la puissance du laser, représentée en ordonnées par le rapport de puissance, est représentée de manière que

la puissance d'un laser à néon gazeux pur ayant une consom-

mation électrique de 14,4 k W soit considérée comme unité ( 1).

Lors de l'utilisation de néon gazeux pur, si la puissance électrique consommée passe de 10 à 14,4 k W, la puissance du laser augmente de façon monotone mais, dans ce cas, la tension de décharge appliquée à la résistance du milieu

actif n'augmente pas pendant la période de présence d'im-

pulsion pour une augmentation de l'énergie électrique.

L'augmentation de la puissance du laser dans ce cas est due non à l'augmentation de la tension de décharge, mais à l'augmentation de la longueur de la région à haute tempéra- ture de l'espace de décharge, dans laquelle des vapeurs de cuivre peuvent exister en direction axiale, c'est-à-dire en 5 résumé à l'augmentation de volume du milieu actif pour l'effet laser Si de la vapeur d'eau est mélangée au néon gazeux pur, elle augmente la tension de décharge, en plus de l'augmentation du volume du milieu actif pour l'effet laser, comme décrit précédemment et, pour une puissance électrique consommée de 14,4 k W, la puissance de sortie du laser est encore accrue de 30 % par rapport au cas dans

lequel du néon gazeux pur est utilisé.

Dans l'appareil à laser impulsionnel du second aspect de l'invention, dans le gaz qui contient un gaz tampon tel que du néon et un milieu laser actif tel que des vapeurs de cuivre, des vapeurs de molécules constituées de plusieurs éléments, telles que l'eau, et le gaz d'atomes plus légers que ceux du gaz tampon, tel que l'hydrogène, sont mélangés à raison d'au moins 0,1 9 La construction

stabilise la décharge impulsionnelle de façon plus impor-

tante que dans l'autre cas dans lequel une plus grande quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, est mélangée au gaz, augmente la tension de décharge appliquée à la résistance du milieu actif pour l'effet laser et réduit la concentration des

particules à un niveau inférieur d'excitation, en provo-

quant une augmentation supplémentaire de la puissance du laser La figure 3 représente des caractéristiques lorsque seul de l'hydrogène est mélangé au néon gazeux pur (courbe f) et lorsque de l'hydrogène et de la vapeur d'eau sont

mélangés au néon gazeux pur (courbe g) La courbe f corres-

pond au cas o l'hydrogène est mélangé à raison de plu-

sieurs pour cent dans le néon gazeux pur, et la courbe g correspond au cas o de la vapeur d'eau est mélangée au

néon gazeux auquel de l'hydrogène a déjà été mélangé.

Lorsque de la vapeur d'eau est mélangée au néon gazeux pur et de l'hydrogène est mélangé ensuite, le mélange assure il

une stabilisation supplémentaire de la décharge impulsion-

nelle par rapport à un autre mélange dans lequel une plus grande quantité de vapeur d'eau est incorporée En outre, comme les atomes d'hydrogène sont plus légers que ceux du néon du gaz tampon, la diffusion de chaleur, c'est-à-dire

la quantité de chaleur transportée vers la paroi de l'appa-

reil, est accrue, et la température du gaz est réduite plus rapidement En conséquence, la puissance du laser augmente par rapport au mélange du néon avec de l'eau mais sans

hydrogène Dans un mode de réalisation, lorsque de l'hydro-

gène est mélangé et pour une puissance consommée de 14,4 k W, la puissance de sortie du laser augmente de 20 % environ Il faut noter que, bien que la puissance du laser

soit considérée précédemment lorsque la puissance élec-

trique consommée varie entre 10 et 14,4 k W, lorsque la quantité d'énergie électrique consommée augmente encore, la puissance de sortie du laser augmente aussi lorsque de la vapeur d'eau est mélangée au gaz et de'hydrogène est aussi mélangé Si la vapeur d'eau est ajoutée au néon gazeux pur et le taux d'addition de vapeur d'eau augmente, la décharge disruptive devient plus mince, sous forme d'un fil, et se

déplace En conséquence, la décharge devient instable.

Cependant, lorsque de l'hydrogène gazeux est ajouté au néon gazeux pur avec de la vapeur d'eau, si le taux de vapeur d'eau augmente, la décharge disruptive ne s'amincit pas comparativement sous forme d'un fil En conséquence, la

décharge est fixe et se stabilise.

Dans l'appareil à laser impulsionnel du troisième aspect de l'invention, comme la construction est telle que, par rapport au premier et au second aspect, une substance, dans laquelle des molécules formées de plusieurs éléments ou un gaz d'atomes légers sont imprégnés, est placée dans le tube et constitue un dispositif de mélange des molécules formées de plusieurs éléments ou du gaz d'atomes légers au gaz tampon, les molécules formées de plusieurs éléments ou le gaz d'atomes légers pouvant être évacués facilement dans le tube grâce à la température interne de celui-ci, si bien que les molécules formées de plusieurs éléments et le gaz

d'atomes légers se mélangent au gaz tampon.

Dans l'appareil à laser impulsionnel du quatrième aspect de l'invention, comme les molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, en quantité supé- rieure ou égale à 0,1 % d'une bouteille de gaz à haute pression d'un gaz rare tel que le néon sont normalement liquéfiées à la pression élevée du gaz, une quantité de vapeur d'eau de 0,1 % ou plus ne peut pas être mélangée En outre, un autre problème se pose car, si l'on utilise une bouteille à basse pression, le remplacement de la bouteille doit être fréquent En conséquence, une enceinte, dans laquelle un liquide sous forme des molécules formées de plusieurs éléments est contenu, est disposée sur le trajet de transmission du gaz au tube afin que le gaz puisse être transmis au tube par l'intermédiaire de l'enceinte En conséquence, le gaz transmis au tube provoque le mélange de vapeurs des molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, en quantité supérieure ou égale à 0,1 * au gaz

d'une manière facile.

Dans l'appareil à laser impulsionnel du cinquième aspect de l'invention, comme le liquide formé de plusieurs

éléments placé dans l'enceinte est renouvelé automatique-

ment, par rapport au quatrième aspect, l'oscillation du laser peut se poursuivre sans arrêt du fonctionnement de l'appareil. Dans l'appareil à laser impulsionnel du sixième aspect de l'invention, comme un dispositif de réglage de la quantité de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, ou de la quantité de gaz d'éléments de faible nombre de masse (atomes légers) du gaz est placé sur le trajet de transmission du gaz au tube, la puissance du

laser peut facilement être ajustée et stabilisée.

Dans l'appareil à laser impulsionnel du septième aspect de l'invention, comme, par rapport au sixième aspect, un détecteur de la quantité de gaz d'impureté autre que le gaz enfermé dans le tube est placé dans le tube ou à la sortie de gaz du tube et comme la quantité détectée du gaz d'impureté est renvoyée au dispositif de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, ou de la quantité de gaz d'atomes légers du gaz enfermé dans le tube en fonction de l'augmentation ou de la réduction de la quantité détectée de gaz d'impureté dans le gaz, la puissance du laser peut être ajustée en fonction de la quantité de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers contenue dans le gaz, et une réduction de la puissance du laser provoquée par le gaz d'impureté

produit dans le tube peut être facilement évitée.

Dans l'appareil à laser impulsionnel du huitième aspect de l'invention, comme, par rapport au sixième aspect, la puissance du laser, le courant de décharge, la tension de décharge ou la température interne du tube est détecté ou renvoyé au dispositif de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers dans le gaz enfermé dans le tube, d'après une valeur de la différence entre la valeur détectée et une valeur cible préréglée, la puissance

du laser peut être stabilisée sur une longue période.

Dans l'appareil à laser impulsionnel du neuvième aspect de l'invention, le dispositif de refroidissement de l'intérieur du tube est aussi utilisé comme dispositif destiné à transmettre des molécules formées de plusieurs

éléments au tube.

Dans l'appareil à laser impulsionnel du dixième

aspect de la présente invention, comme cet appareil com-

porte un conduit placé dans le tube et ayant un trou formé dans une face latérale et un dispositif de transmission de

gaz sous forme d'un mélange du gaz tampon avec des molé-

cules formées de plusieurs éléments ou avec un gaz d'atomes légers dans le tube par le trou du conduit, le gaz qui a été mélangé uniformément dans la direction axiale du tube peut être transmis au tube En outre, la quantité de mélange gazeux dans la direction axiale peut être ajustée à l'aide du diamètre du trou ou de manière analogue, et une uniformité de la distribution axiale de la résistance du milieu actif pour l'effet laser, une augmentation de la puissance du laser et une augmentation de la qualité du faisceau laser peuvent être obtenues. Dans l'appareil à laser impulsionnel du onzième mode de réalisation de l'invention, commel'appareil comporte un dispositif de transmission de gaz sous forme d'un mélange de gaz tampon avec des molécules formées de plusieurs éléments ou avec un gaz d'atomes légers dans le tube, par un ou plusieurs canaux d'entrée formés dans une partie centrale du tube dans sa direction axiale, la température du gaz, surtout dans la partie centrale de l'appareil laser dans laquelle le tube est long, diminue et permet une

augmentation de la puissance du laser.

Dans l'appareil à laser impulsionnel du douzième aspect de la présente invention, comme l'appareil, par rapport au dixième aspect, comporte un conduit placé dans une partie centrale du tube en direction radiale et ayant un trou formé dans la face latérale et un dispositif de transmission de gaz sous forme d'un mélange de gaz tampon avec des molécules formées de plusieurs éléments ou un gaz d'atomes légers dans le tube par le trou du conduit, la température du gaz, surtout à proximité du centre du tube, diminue et permet une augmentation de la puissance du laser. Dans l'appareil à laser impulsionnel du treizième aspect de la présente invention, comme l'appareil comporte un dispositif de détection d'intensité de la lumière émise par la décharge et un dispositif de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers dans le gaz enfermé dans le tube en fonction de l'intensité de la lumière à une longueur d'onde proche d'une fréquence d'oscillation de

l'appareil laser, la puissance du laser subit une stabili-

sation supplémentaire.

Dans l'appareil à laser impulsionnel du quatorzième aspect de la présente invention, comme l'appareil comporte

un dispositif de détection de la puissance du laser unique-

ment à la longueur d'onde de 510 nm et un dispositif de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments du gaz enfermé dans le tube en fonction de l'augmentation ou de la réduction de la valeur détectée,

la puissance du laser à la longueur d'onde choisie seule-

ment peut être augmentée et stabilisée.

Dans l'appareil à laser impulsionnel du quinzième

aspect de l'invention, comme l'appareil comporte un dispo-

sitif de détection de la puissance du laser à au moins deux points différents en direction radiale et un dispositif de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers

dans le gaz enfermé dans le tube en fonction de l'augmenta-

tion ou de la réduction du gradient des puissances du laser

détectées en direction radiale, la distribution de puis-

sance du laser en direction radiale est uniformisée.

Dans l'appareil à laser impulsionnel du seizième

aspect de l'invention, comme l'appareil comporte un dispo-

sitif destiné à arrêter le mélange des vapeurs des molé-

cules formées de plusieurs éléments lors de l'arrêt de l'appareil ou lors de l'arrêt de l'oscillation laser et/ou un dispositif destiné à arrêter la transmission du gaz au tube à décharge lors de l'arrêt de l'oscillation laser, l'admission d'une quantité excessive de vapeur d'eau dans

le tube à décharge peut être évitée et, lorsque l'oscilla-

tion du laser doit être réalisée à nouveau, la puissance du laser est remise à un niveau stabilisé de puissance du

laser très rapidement.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront mieux de la description qui va suivre,

faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe d'un laser à vapeur de cuivre constituant un laser impulsionnel classique; les figures 2 A à 2 F sont des schémas illustrant le fonctionnement d'un laser impulsionnel classique et d'un laser impulsionnel selon la présente invention, la figure 2 A représentant la variation du courant impulsionnel d'excitation au cours du temps, la figure 2 B représentant la variation de la résistance de décharge au cours du temps, la figure 2 C représentant la variation de la tension de décharge au cours du temps en présence d'impulsion, la figure 2 D représentant la variation de la température du

gaz au cours du temps, la figure 2 E représentant la varia-

tion du nombre d'atomes de gaz à un niveau inférieur

d'excitation au cours du temps, et la figure 2 F représen-

tant la variation de la résistance de décharge au cours du temps, les figures 2 B et 2 C correspondant à la présence d'une impulsion et les figures 2 D, 2 E et 2 F correspondant à l'absence d'impulsion, les courbes en trait plein, sur les figures 2 B à 2 F, correspondant au cas du néon gazeux pur alors que les courbes en trait interrompu correspondent au cas d'un mélange de néon et d'eau;

la figure 3 est u N graphique représen-

tant la caractéristique du rapport de puissance de sortie à la puissance électrique consommée par les impulsions d'excitation d'un laser impulsionnel dans un premier mode de réalisation, cette figure représentant les effets du premier et du second aspects de la présente invention;

la figure 4 est un graphique représentant la varia-

tion du rapport de puissance de sortie du laser, en ordon-

nées, en fonction de la quantité d'eau et d'hydrogène ajoutée au néon gazeux, la courbe e correspondant à la caractéristique de mélange de néon et d'eau, la courbe f à la caractéristique de mélange de néon et d'hydrogène et la courbe g à la caractéristique de mélange de néon avec de l'eau et de l'hydrogène, dans l'appareild'un second mode de réalisation, et cette figure indique les effets obtenus dans le premier et le second aspects de l'invention; la figure 5 est une coupe schématique de la partie principale d'un laser impulsionnel dans un troisième mode de réalisation du troisième aspect de la présente invention; la figure 6 est un schéma de la partie principale

d'un laser impulsionnel dans un quatrième mode de réalisa-

tion du quatrième aspect de la présente invention; la figure 7 est une vue schématique de la partie principale d'un laser impulsionnel permettant le mélange d'eau au gaz dans un cinquième mode de réalisation du quatrième aspect de la présente invention; la figure 8 est un schéma représentant la partie principale d'un laser impulsionnel destinée au mélange

d'eau au gaz dans un sixième mode de réalisation du cin-

quième aspect de l'invention; la figure 9 est une vue schématique de la partie principale d'un laser impulsionnel destinée au mélange d'eau et de gaz et réglant la quantité d'eau à mélanger dans un septième mode de réalisation du sixième aspect de l'invention; la figure 10 est une vue schématique représentant la partie principale d'un laser impulsionnel permettant le

mélange d'eau au gaz et réglant la quantité d'eau à mélan-

ger dans un huitième mode de réalisation du sixième aspect de la présente invention; la figure 11 est une vue schématique représentant la partie principale d'un laser impulsionnel destinée au réglage de la quantité d'eau à mélanger au gaz à l'aide du gaz d'impureté dans un neuvième mode de réalisation du septième aspect de l'invention; la figure 12 est une vue schématique de la partie principale d'un laser impulsionnel destinée au réglage de la quantité d'eau à mélanger au gaz à l'aide d'un gaz d'impureté dans un dixième mode de réalisation du septième aspect de l'invention; la figure 13 est une vue schématique de la partie principale d'un laser impulsionnel destinée au réglage de la quantité d'eau à mélanger au gaz en fonction de la valeur de la puissance de sortie du laser, de la valeur du courant, de la valeur de la tension ou de la température du tube à décharge dans le onzième mode de réalisation du huitième aspect de l'invention; la figure 14 est une vue schématique de la partie principale d'un laser impulsionnel dans un douzième mode de réalisation du neuvième aspect de l'invention; la figure 15 est une vue schématique de la partie principale d'un laser impulsionnel dans un treizième mode de réalisation de l'invention du neuvième aspect de l'invention; la figure 16 est une vue schématique de la partie principale d'un laser impulsionnel dans un quatrième mode de réalisation du neuvième aspect de l'invention; la figure 17 est une vue schématique représentant la partie principale d'un laser impulsionnel dans un quinzième mode de réalisation du neuvième aspect de l'invention; la figure 18 est une vue schématique de la partie principale d'un laser impulsionnel dans un seizième mode de réalisation du dixième aspect de linvention; la figure 19 est une vue schématique représentant la

partie principale d'un laser impulsionnel dans un dix-

septième mode de réalisation du dixième aspect de l'invention; la figure 20 est une vue schématique représentant la

partie principale d'un laser impulsionnel dans le dix-

huitième mode de réalisation du dixième aspect de l'invention; la figure 21 est une vue schématique de la partie principale d'un laser impulsionnel dans un dix-neuvième mode de réalisation du dixième aspect de l'invention; la figure 22 est une vue schématique représentant la partie principale d'un laser impulsionnel dans un vingtième mode de réalisation du onzième aspect de l'invention; la figure 23 est une vue schématique représentant une partie principale du laser impulsionnel dans le vingt et unième mode de réalisation du onzième aspect de l'invention; la figure 24 est une vue schématique représentant une partie principale d'un laser impulsionnel dans un vingt-deuxième mode de réalisation du douzième aspect de l'invention; la figure 25 est une vue schématique d'une partie principale d'un laser impulsion d'un vingt-troisième mode de réalisation du douzième aspect de l'invention; la figure 26 est une vue schématique représentant une partie principale d'un laser impulsionnel dans un vingt-quatrième mode de réalisation du douzième aspect de l'invention; la figure 27 est une vue schématique d'une partie principale d'un laser impulsionnel dans un vingt-cinquième mode de réalisation du treizième aspect de l'invention; la figure 28 est une vue schématique d'une partie principale d'un laser impulsionnel dans un vingt-sixième mode de réalisation du quatorzième aspect de l'invention; la figure 29 est une vue schématique d'un partie principale d'un laser impulsionnel dans un vingt-septième mode de réalisation du quinzième aspect de l'invention; la figure 30 est une vue schématique d'une partie principale d'un laser impulsionnel dans un vingt-huitième mode de réalisation dans le seizième aspect de la présente invention; la figure 30 A est un schéma détaillé d'une partie de

la figure 30; et la figure 31 est une vue schéma-

tique d'une partie principale d'un laser impulsionnel dans un vingtneuvième mode de réalisation du seizième aspect de l'invention. Premier mode de réalisation

On considère maintenant un premier mode de réalisa-

tion de l'invention, dans un premier et un second aspect.

La figure 3 représente le rapport de puissance du laser en fonction de la puissance électrique consommée, introduite dans le tube à décharge par la décharge impulsionnelle, obtenu expérimentalement Sur la figure 3, le rapport de puissance de sortie du laser a une valeur 1 pour un laser à néon gazeux dont la puissance électrique consommée est de 14,4 k W La courbe caractéristique d représente le rapport de puissance du laser lorsque le gaz tampon est le néon, la courbe e lorsque le gaz tampon est du néon auquel sont mélangés quelques pourcents d'eau, et la courbe f repré- sente la caractéristique pour le néon auquel de l'hydrogène gazeux a été mélangé à raison de quelques pourcents, alors que la courbe g représente la caractéristique lorsque le gaz tampon est du néon auquel de l'eau a été mélangée à raison de quelques pourcents avec addition d'hydrogène La figure 4 représente les caractéristiques de variation du rapport de puissance du laser lorsque la quantité d'eau ou

d'hydrogène ajoutée au néon gazeux varie La courbe carac-

téristique e représente le cas du mélange d'eau, dans le premier aspect de l'invention Lorsque l'eau est ajoutée, le rapport est peu différent de celui du néon gazeux lorsque la quantité d'eau ajoutée est inférieure ou égale à 0,1 % mais, lorsque la quantité d'eau ajoutée est portée à 3 %, la puissance de sortie du laser augmente de 20 % environ La courbe g indique la caractéristique lors du mélange de 2 % d'hydrogène avec du néon et une certaine quantité d'eau ajoutée dans un mode de réalisation du second aspect de la présente invention Lorsque la quantité d'eau ajoutée est inférieure ou égale à 0,1 %, le rapport présente une augmentation de 15 % mais, lorsque la quantité d'eau ajoutée est portée à 3 %, la puissance augmente de % environ Ensuite, on décrit le phénomène observé lorsque de l'eau est mélangée au gaz tampon Sur les

figures 2 B à 2 F, les courbes en trait interrompu corres-

pondent au mélange de vapeur d'eau au gaz tampon Il est manifeste que, lorsque de la vapeur d'eau est mélangée, la température du gaz de la figure 2 D, pendant la période d'absence d'impulsion (entre les points b et c de la figure 2 A) du train de formes d'onde pulsées de la figure 2 A, diminue de façon générale et la concentration de particules à un niveau inférieur d'excitation (figure 2 E) diminue alors que la résistance de décharge (figure 2 F) augmente rapidement au cours du temps Il est manifeste que la résistance de décharge pendant la période de présence d'impulsion (entre les points a et b de la figure 2 A) et la tension appliquée à la résistance de décharge dépendent de la réduction de concentration des particules au niveau inférieur d'excitation et du degré de résistance de décharge pendant la période d'absence d'impulsion En outre, il est manifeste que, lorsque de la vapeur d'eau ou de l'hydrogène est ajouté au gaz tampon, la résistance de décharge, pendant la période de présence d'impulsion, augmente, et la puissance du laser augmente En outre, la puissance du laser augmente de façon plus importante lorsque de la vapeur d'eau et de l'hydrogène sont tous deux

mélangés en quantité convenable (dans un mode de réalisa-

tion, 1 % de vapeur d'eau et 2 % d'hydrogène) au gaz tampon par rapport à l'introduction du seul mélange d'eau ou du seul mélange d'hydrogène Ceci est dû au fait que, lorsque de la vapeur d'eau est mélangée, l'eau se dissocie en hydrogène gazeux et en oxygène gazeux sous l'action de la chaleur du gaz tampon à température élevée pendant une période d'absence d'impulsion si bien que la température du gaz diminue en fait et en outre, la chaleur est transportée du côté de la paroi par les atomes d'hydrogène ou d'oxygène

formés ainsi par dissociation En outre, lorsque de l'hy-

drogène est mélangé séparément à de la vapeur d'eau, comme les atomes sont plus légers que ceux du gaz tampon, le

transport de chaleur à la paroi est réalisé très efficace-

ment grâce à la vitesse de diffusion de l'hydrogène gazeux

si bien que la température du gaz diminue rapidement.

D'autre part, si la quantité de vapeur d'eau augmente excessivement, la décharge devient instable et, bien que la

température du gaz diminue, la puissance du laser n'aug-

mente pas En conséquence, dans le second aspect de l'in-

vention, il est manifeste que, pour réduire la température du gaz sans que la décharge devienne instable, si de la vapeur d'eau est ajoutée en quantité optimale au gaz tampon et de l'hydrogène est ajouté en outre, la puissance du laser peut être accrue De plus, si seul le néon gazeux est utilisé comme gaz tampon, l'eau contenue dans l'organe isolateur 6, etc de l'appareil s'évapore si bien que, lorsque l'appareil commence à fonctionner, le néon gazeux est dans des conditions telles qu'il contient environ 1 * de vapeur d'eau mais, après fonctionnement de l'appareil pendant une longue période, la vapeur d'eau disparaît presque et la décharge n'est pratiquement réalisée que par le xénon Lorsque le fonctionnement de l'appareil se prolonge pendant une longue période après le début du fonctionnement, la quantité de vapeur d'eau dans le néon gazeux varie de 1 % à O % environ, et le rapport des puissances fournies par le laser varie de 1,3 à 1,15 comme indiqué sur la figure 4 si bien que la puissance de sortie du laser est instable Au contraire, lorsque le gaz tampon est un mélange de néon gazeux, d'hydrogène et de vapeur d'eau à 2 % environ, si le rapport de mélange de la vapeur d'eau varie entre 2 et 3 % du fait de l'addition de vapeur d'eau provenant par exemple de l'organe isolateur 6, etc, le rapport de puissance de sortie du laser présente une variation de 1, 4 à 1,42 * seulement comme l'indique la

figure 4.

La puissance du laser est donc très stable En outre, lorsqu'on utilise un mélange d'eau et d'hydrogène dans du

néon gazeux, selon le premier et le second aspect de l'in-

vention, des molécules d'eau lourde, d'alcool ou d'anhydride carbonique gazeux, formées par plusieurs éléments dissociés sous forme de différents gaz et qui absorbent la chaleur lors

de cette dissociation, peuvent être mélangées à la place d'eau.

En outre, des effets analogues sont obtenus lors de l'utili- sation d'un gaz à atomes légers, tel que l'hélium ou le deuté-

rium, qui est plus léger que le néon utilisé comme gaz tampon. Second mode de réalisation On décrit maintenant un mode de réalisation dans le troisième aspect de la présente invention Comme l'indique

la figure 5, la référence 15 c désigne un organe d'absorp-

tion de gaz De l'eau ou de l'hydrogène gazeux est absorbé dans l'organe 15 c Cet organe 15 c est placé à proximité du canal d'entrée de gaz et dégage l'eau ou l'hydrogène gazeux

absorbé en fonction de la température du tube à décharge 2.

Le gaz évacué se mélange au gaz tampon du canal d'entrée de gaz et est transmis au tube à décharge 2 Lorsque l'eau ou l'hydrogène est mélangé au xénon par l'organe d'absorption de gaz de cette manière, il peut se mélanger facilement et peut aussi être mélangé dans un circuit peu encombrant et peu coûteux Le matériau de l'organe 15 c peut être une

céramique, du titane, une laine réfractaire ou analogue.

Troisième mode de réalisation On décrit maintenant un mode de réalisation du quatrième aspect de la présente invention Les figures 6 et 7 sont des vues schématiques représentant la disposition d'un laser à vapeurs de cuivre et un appareil de mélange de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, par exemple d'eau Sur les figures 6 et 7, la référence 13 désigne un appareil de transmission d'un mélange gazeux de néon et d'hydrogène ou de néon gazeux, la référence 14 une enceinte dans laquelle sont placés le gaz et un liquide moléculaire formé de plusieurs éléments, la référence 15 a désigne un liquide tel que l'eau destiné à dégager des

vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, desti-

nées à être enfermées dans l'enceinte 14, et la référence 15 b désigne des vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments dans l'enceinte 14 Un appareil de mélange de gaz, tel qu'un ventilateur, peut être placé à l'intérieur de l'enceinte 14, et plusieurs enceintes 14 peuvent être utilisées En outre, la référence 16 désigne un organe de chauffage destiné à régler la température du liquide 15 a dans l'enceinte 14, et la référence 45 un régulateur de courant permettant la régulation de la température de

l'organe 16 de chauffage Une bouteille de gaz de l'appa-

reil 13 de transmission de gaz contient normalement le gaz tampon, tel que le néon, dont la pureté est supérieure ou égale à 99,1 % et ayant une pression élevée supérieure ou égale à 10 bars et, dans la bouteille à haute pression, des

vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, conte-

nant de l'eau en quantité au moins égale à 0,1 %, sont solidifiées et ne peuvent pas se mélanger On décrit maintenant le fonctionnement du mode de réalisation des figures 6 et 7 Pour le mélange des vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments au gaz, le gaz de l'appareil 13 est transmis par un trajet de transmission de gaz au tube à décharge 2 par l'intérieur d'un réservoir d'eau de l'enceinte 14 pour la création de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments telles que l'eau, si bien que le gaz à basse pression provenant de l'appareil 13 et le liquide 15 a sont mis en contact et assurent le mélange d'une quantité de vapeur d'eau qui dépend de la pression de

la vapeur du liquide 15 a, avec le gaz En outre, la varia-

tion du courant circulant dans l'organe 16 de chauffage sous la commande du régulateur 45 de courant permet un ajustement des températures du gaz 15 b à basse pression et du liquide i 5 a afin que la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, par exemple de l'eau, qui peut être mélangée au gaz soit réglée Le gaz contenant les vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments de cette manière est transmis à l'espace 3 de décharge Comme décrit plus en détail, bien que la vapeur de molécules formées de plusieurs éléments ne puisse pas se mélanger en quantité

supérieure à un niveau prédéterminé ( 0,1 %) dans la bou-

teille à haute pression, comme la vapeur a une plus faible tension de vapeur sur son trajet de transmission entre la bouteille à haute pression et le tube à décharge 2, la vapeur des molécules à plusieurs éléments peut se mélanger facilement au gaz à raison de plusieurs pourcents, à partir

du liquide 15 a, dans le trajet de circulation.

Quatrième mode de réalisation On décrit maintenant un mode de réalisation du cinquième aspect de l'invention La figure 8 représente un appareil de mélange de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau La référence 36 désigne un détecteur de la quantité de liquide à molécules de plusieurs éléments telles que l'eau, la référence 38 une électrovanne de transmission d'un liquide à molécules de plusieurs éléments telles que l'eau, et la référence 37 un

circuit de commande de l'électrovanne 38 On décrit mainte-

nant le fonctionnement du mode de réalisation représenté

sur la figure 8 Lorsque le liquide 15 a placé dans l'en-

ceinte 14 tombe à un niveau prédéterminé, le détecteur 36

fonctionne et transmet un signal au circuit 37 de commande.

En conséquence, le circuit 37 de commande transmet une instruction à l'électrovanne 38 afin que le liquide 15 a

soit complété.

Cinquième mode de réalisation On décrit dans la suite un mode de réalisation du sixième aspect de l'invention La figure 9 représente un appareil de mélange de vapeurs de molécules de plusieurs éléments, telles que l'eau Les références 17 a et 17 b désignent des électrovannes de régulation de la pression dans une enceinte 14, la référence 39 désigne un capteur de pression, la référence 40 un comparateur, la référence 41 un organe de réglage d'une pression de consigne et la référence 42 un régulateur électromagnétique de débit On décrit maintenant le fonctionnement du mode de réalisation

représenté sur la figure 9 La pression du gaz dans l'en-

ceinte 14 est détectée par un capteur 39, et un signal de pression de consigne de l'organe 41 et la pression détectée sont comparés par le comparateur 40 Ce dernier transmet un signal de différence au régulateur 42 Ce régulateur 42 régule les électrovannes 17 a et 17 b afin que la pression voulue puisse être obtenue De cette manière, la pression voulue est réglée par l'organe 41 de réglage de pression de consigne, et la pression du gaz dans l'enceinte 14 est

* réglée afin que le rapport des molécules formées de plu-

sieurs éléments, telles que l'eau, dans le gaz soit réglé dans l'enceinte 14 à l'aide de la pression du gaz provenant de l'appareil 13 de transmission de gaz et de la pression

partielle des vapeurs du liquide 15 a La figure 10 repré-

sente un autre mode de réalisation du sixième aspect de la présente invention Sur la figure 10, la référence 43 désigne un capteur de température, la référence 40 un comparateur, la référence 44 un organe de réglage de température voulue ou cible, et la référence 45 un régulateur du courant circulant dans un organe de chauffage 16 On décrit maintenant le fonctionnement du mode de réalisation de la figure 10 Le liquide 15 a de l'enceinte 14 est détecté par un capteur 43 de température, et une température cible préréglée dans l'organe 44 et la température détectée du liquide 15 a sont comparées par le comparateur 40 et un signal de différence est transmis par le comparateur 40 au régulateur 45 de courant Ce régulateur 45 régule le courant qui circule dans l'organe de chauffage si bien que

la température voulue peut être obtenue Ainsi, la tempéra-

ture voulue est réglée par l'organe 44 et la température du liquide 15 a dans l'enceinte 14 est réglée de manière que la pression de vapeur du liquide 15 a varie et permette le réglage du rapport des vapeurs des molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, dans le gaz, à

l'intérieur de l'enceinte 14 Il faut noter qu'une canali-

sation de gaz provenant de l'enceinte 14 et rejoignant le tube d'évacuation garde sa chaleur afin que la vapeur des molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau,

contenue dans le gaz ne se solidifie pas.

Sixième mode de réalisation On décrit maintenant un mode de réalisation du septième aspect de la présente invention La figure 11

représente un appareil du septième aspect de l'invention.

La référence 46 désigne un détecteur de la quantité de gaz d'impureté Le détecteur 46 est placé à la sortie 12 b de

gaz du tube à décharge On décrit maintenant le fonction-

nement du mode de réalisation de la figure 11 Le laser impulsionnel de la figure 11 est une variante de celui de la figure 9 qui est un mode de réalisation du sixième aspect de l'invention en ce qu'il comporte en outre le détecteur 46 de gaz d'impureté à la sortie 12 b d'évacuation de gaz du tube à décharge, et un signal du détecteur 46 est transmis à l'organe 41 de réglage de pression afin que la pression cible voulue varie De cette manière, le gaz évacué par le tube 2 est détecté par le détecteur 46 placé à la sortie 12 b de gaz du tube 2 qui détecte la quantité de gaz d'impureté dans le tube 2 et la pression du gaz dans l'enceinte 14 est ajustée en fonction de l'augmentation ou de la réduction de la quantité de gaz d'impureté de manière que la variation de la quantité des vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, incorporée au gaz du liquide 15 a, soit réglée Bien qu'une chute de puissance du laser soit provoquée par l'augmentation de la concentration du gaz d'impureté dans le tube à décharge 2, la puissance est stabilisée lorsque la quantité de vapeur d'eau est ajustée en fonction de l'augmentation de la quantité du gaz d'impureté de cette manière La figure 12 représente un autre mode de réalisation du septième aspect de la présente invention Le laser impulsionnel de la figure 12 est une variante de celui de la figure 10 dans le mode de réalisation du sixième aspect de l'invention, et il comporte en outre un détecteur 46 de gaz d'impureté à la sortie 12 bd'évacuation de gaz du tube à décharge, et un signal du détecteur 46 est transmis à l'organe 44 de réglage de température afin que la température cible du liquide 15 a varie De cette manière, le gaz évacué du tube 2 est détecté par le détecteur 46 placé à la sortie 12 b de gaz du tube 2 afin que la quantité de gaz d'impureté du tube 2 soit détectée et que la température du liquide de l'enceinte 14 soit ajustée en fonction de l'augmentation ou de la réduction de la quantité de gaz d'impureté, si bien

que la quantité des vapeurs de molécules formées de plu-

sieurs éléments, telles que l'eau, incorporée au gaz du

liquide 15 a est réglée Bien qu'une réduction de la puis-

sance du laser soit provoquée par une augmentation du gaz d'impureté dans le tube 2, la puissance du laser est stabilisée lorsque la quantité de vapeur d'eau est ajustée

en fonction de l'augmentation de la quantité de gaz d'impu-

reté de cette manière, si bien que la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, dans le gaz peut être réduite En outre, alors que,

dans le mode de réalisation décrit précédemment, la quan-

tité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, dans le gaz soit réglée par augmentation du gaz d'impureté, la quantité de gaz d'atomes légers, tel que l'hydrogène, mélangée au gaz tampon dans l'appareil de transmission de gaz peut aussi être réglée dans le sens décroissant. Septième mode de réalisation On décrit maintenant un mode de réalisation du huitième aspect de la présente invention La figure 13 représente le mode de réalisation du huitième aspect dans lequel là référence 24 désigne un détecteur de puissance du laser, les références 25 a et 25 b désignent des miroirs

d e r é S o N a N c e, la référence 26 désigne une alimenta-

tion impulsionnelle, la référence 27 désigne un détecteur

de courant, la référence 28 désigne un détecteur de ten-

sion, la référence 29 désigne un thermomètre pyrométrique ou à rayonnement, les références 40 a, 4 gb, 40 c, 44 k et 40 e désignent d e s comparateurs, et les références 44 a, 44 b, 44 c, 44 d et 44 e désignent des organes de réglage de valeur cible On décrit maintenant le fonctionnement du mode de réalisation de la figure 13 Il s'agit d'une variante du laser impulsionnel du mode de réalisation du sixième aspect de l'invention représenté sur la figure 10, car il comporte en outre le détecteur 24 de puissance du laser, le détecteur 27 de courant, le détecteur 28 de tension et le thermomètre 29, les signaux des détecteurs et les signaux des organes 44 a à 44 e de consigne sont comparés, et des signaux de différence sont transmis à un organe 44 de réglage de température afin que la température voulue pour le liquide 15 a varie De cette manière, une condition d'augmentation ou de réduction de la puissance du laser est déterminée d'après les signaux de différence des signaux détectés, et la température du

liquide dans l'enceinte 14 est ajustée afin que la varia-

tion de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, contenue dans le gaz du liquide 1 $a, soit réglée La réduction de puissance du laser est due à deux facteurs En particulier, le premier facteur est la quantité de vapeur des molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, ou la quantité de gaz d'atomes légers contenue dans le gaz tampon Le second facteur est la détérioration du milieu actif pour l'effet laser due au gaz d'impureté ou analogue, produit dans le

tube à décharge Dans le cas de la réduction de la puis-

sance du laser due au premier facteur, la puissance détec-

tée par le détecteur 24 diminue alors que la valeur de crête du courant impulsionnel ou du courant moyen détectée par le détecteur 27 augmente, et la valeur de crête de la tension impulsionnelle ou de la tension moyenne détectée par le détecteur 28 diminue et la température du tube à décharge détectée par le détecteur 30 diminue D'autre part, dans le cas de la réduction de la puissance du laser

due au second facteur, la puissance détectée par le détec-

teur 24 diminue et la valeur de crête du courant impul-

sionnel ou du courant moyen détectée par le détecteur 27

diminue, mais la valeur de crête de la tension impulsion-

nelle ou de la tension moyenne détectée par le détecteur 28 s'élève et la température du tube à décharge détectée par

le détecteur 30 s'élève En cas de réduction de la puis-

sance du laser et de variation du courant impulsionnel, la tension et la température du tube à décharge sont détectées de cette manière, et la chute de puissance du laser due au

premier facteur peut être distinguée de la chute de puis-

sance du laser due au second facteur En cas de chute de

puissance du laser due au premier facteur, s'il est déter-

miné que la quantité des vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, ou la quantité du gaz d'atomes légers contenue dans le gaz tampon est faible et

la température voulue de l'organe 44 de réglage de tempéra-

ture a une valeur relativement élevée afin que la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, contenue dans le gaz de l'enceinte 14 soit ajustée dans le sens croissant, la chute de puissance

du laser est réduite et la puissance du laser est stabi-

lisée D'autre part, dans le cas o la chute de puissance du laser est provoquée par le second facteur, s'il est déterminé que la baisse de puissance du laser est due à la détérioration du milieu actif pour l'effet laser due à l'augmentation du gaz d'impureté, etc, dans le tube à décharge 2 et la température voulue de l'organe 44 de réglage a une valeur relativement faible afin que la quantité des molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, contenue dans le gaz de l'enceinte 14

soit ajustée dans le sens décroissant, la chute de puis-

sance du laser est réduite et la puissance du laser est stabilisée Il faut noter que, bien que, dans le mode de réalisation décrit précédemment, la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, dans le gaz soit réglée par réduction de la puissance du

laser, la quantité du gaz à atomes légers, tel que l'hydro-

gène, mélangée au gaz tampon dans l'appareil de transmis-

sion de gaz, peut aussi être réglée.

Huitième mode de réalisation On décrit maintenant un mode de réalisation dans le

neuvième aspect de l'invention Dans les modes de réalisa-

tion des figures 14 et 15, le liquide 15 a est directement transmis, séparément du gaz, à un espace 3 de décharge par un ou plusieurs canaux d'entrée 19 placés dans un tube à décharge Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 15, les canaux d'entrée 19 sont placés à proximité

de deux électrodes la et lb du tube à décharge 2.

Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 14, le liquide i 5 a est transmis à l'espace 3 de décharge par l'un des canaux d'entrée 19 formé dans le tube à décharge 2 Dans un exemple, dans un laser à vapeurs métalliques, tel qu'un laser à vapeurs de cuivre dans

lequel la température de l'espace de décharge est supé-

rieure à la température d'ébullition de l'eau, lorsque de

l'eau est transmise comme liquide 15 a, une quantité prédé-

terminée de vapeur d'eau peut être créée dans l'espace de décharge En conséquence, l'enceinte génératrice de vapeur d'eau, utilisée dans le premier mode de réalisation décrit précédemment, peut être éliminée, et l'augmentation de puissance du laser peut être obtenue avec un appareil peu encombrant. Dl autre part, lorsque les crifms ou canaux d'entrée 19 sont placés à proximité des électrodes des extrémités opposées du tube à décharge, l'eau de refroidissement d'emplacements proches des électrodes peut être utilisée comme liquide

a En conséquence, de la vapeur d'eau peut être facile-

ment introduite dans l'espace de décharge Les figures 16

et 17 représentent d'autres modes de réalisation du neu-

vième aspect de l'invention Dans les modes de réalisation des figures 16 et 17, un appareil 20 de réglage de débit est destiné à régler la quantité de substance 15 a destinée à être introduite dans le tube à décharge En conséquence, dans ces modes de réalisation, le laser impulsionnel peut être peu encombrant et peut donner une augmentation de puissance du laser avec une amélioration de la qualité et

du fonctionnement.

Neuvième mode de réalisation On décrit maintenant un mode de réalisation du dixième aspect de l'invention La figure 21 représente une enceinte cylindrique 21 placée dans un tube à décharge 2, et un trou de transmission de gaz à un espace de décharge formé dans le tube à décharge 2 est réalisé dans une paroi latérale de l'enceinte 21 Dans cette construction, du gaz nouveau ne contenant pas de gaz d'impureté est uniformément transmis dans la direction axiale du tube à décharge 2, dans l'enceinte 21 et, en conséquence, la puissance du laser est accrue Les figures 18, 19 et 20 représentent d'autres modes de réalisation du dixième aspect de la présente invention Dans ce mode de réalisation, le rapport de mélange des vapeurs des molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, dans le gaz de l'espace de décharge est ajusté afin que la distribution axiale de résistance du milieu actif pour l'effet laser dans l'espace de décharge soit ajustée à l'aide de la position du canal

d'entrée de manière que la puissance du laser augmente.

Dixième mode de réalisation On décrit maintenant un mode de réalisation du onzième aspect de la présente invention Sur la figure 22, plusieurs canaux d'entrée de gaz 19 sont placés autour d'une partie centrale d'un laser à vapeurs de cuivre ayant un tube isolateur 10 dans une partie centrale, dans la direction axiale d'un tube à décharge Par ailleurs, la figure 23 représente une disposition dans laquelle un canal 19 d'entrée de gaz est placé dans une partie centrale d'un laser qui possède deux électrodes lc et ld dans des parties

centrales dans la direction axiale d'un tube à décharge.

Onzième mode de réalisation On décrit maintenant un mode de réalisation du douzième aspect de la présente invention Sur la figure 24, une enceinte 22, par exemple sous forme d'un conduit ayant plusieurs trous, est placée dans une partie axiale, en direction radiale d'un tube à décharge, et un gaz est introduit dans l'enceinte 22 par un canal 19 d'entrée de gaz Par ailleurs, les figures 25 et 26 représentent d'autres modes de réalisation du douzième aspect de l'invention Sur les figures 25 et 26, un gaz est introduit dans une partie d'un organe isolateur 6 d'un laser à

vapeurs de cuivre par un canal d'entrée de gaz par l'inter-

médiaire d'un conduit 23 d'introduction de gaz En outre, sur la figure 25, un gaz est introduit dans la partie de l'organe isolateur 6 au-delà d'une électrode la ou lb à

proximité de l'organe isolateur 6.

Sur la figure 24, comme la température du gaz formant le milieu actif, dans une partie axiale du tube à décharge d'un laser à vapeurs de cuivre dans lequel la

partie interne du tube à décharge est grande, est supé-

rieure à la température à proximité d'une paroi du tube à

décharge, le nombre d'atomes au niveau inférieur d'excita-

tion est plus grand dans la partie axiale que dans une partie d'extrémité, et la résistance du milieu actif pour l'effet laser est faible En conséquence, lorsque le rapport de mélange des vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, dans la partie axiale est plus grand que dans les parties d'extrémité, la résis- tance du milieu actif pour l'effet laser dans la partie axiale peut être accrue et la puissance du laser peut être augmentée En outre, la puissance du laser peut avoir une distribution radiale uniforme Par ailleurs, sur les

figures 25 et 26, le gaz contenant les vapeurs des molé-

cules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, est chargé dans l'organe isolateur En conséquence, comme la décharge est supprimée au niveau de l'organe isolateur et la décharge est concentrée à l'intérieur du tube à décharge

2, la puissance du laser peut être accrue.

Douzième mode de réalisation On décrit maintenant un mode de réalisation du treizième aspect de l'invention La figure 27 représente ce mode de réalisation La référencé 32 désigne un filtre sélecteur d'une longueur d'onde permettant de détecter

uniquement la lumière d'une plage prédéterminée de lon-

gueurs d'onde de la lumière de décharge, et la référence 34 désigne un détecteur de lumière On décrit maintenant le mode de réalisation de la figure 27 L'intensité de la partie de la lumière de décharge qui a en particulier une longueur d'onde proche de la longueur d'onde du laser ou une autre longueur d'onde supérieure à la longueur d'onde du laser et proche de celle-ci, dépend beaucoup de la puissance du laser En conséquence, si l'intensité de la partie de lumière de décharge qui a en particulier une longueur d'onde proche de la longueur d'onde du laser ou une autre longueur d'onde supérieure mais proche de la longueur d'onde du laser est utilisée pour la détection et si la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments telles que l'eau, dans le gaz, est réglée d'après

l'intensité, la puissance du laser peut être stabilisée.

Dans ce réglage, si l'intensité de la lumière diminue, il est déterminé qu'un gaz d'impureté ou analogue a été produit dans le tube à décharge et le milieu actif pour l'effet laser s'est détérioré, et la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, ou la quantité d'un gaz d'atomes légers contenue dans le gaz tampon est réglée afin qu'elle puisse diminuer afin que la détérioration du milieu actif pour l'effet laser soit compensée. Treizième mode de réalisation On décrit maintenant un mode de réalisation du quatorzième aspect de l'invention La figure 28 représente

ce mode de réalisation La référence 24 désigne un détec-

teur de puissance du laser et la référence 32 un filtre de sélection d'une longueur d'onde particulière permettant de détecter sélectivement uniquement la lumière à une longueur d'onde particulière (par exemple 510 nm) dans la lumière du laser On décrit maintenant le fonctionnement du mode de réalisation de la figure 28 Un laser à vapeurs de cuivre donne deux types de lumière laser ayant des longueurs d'onde à 510 et 578 nm, et l'un des deux types de lumière laser qui excite efficacement un laser à matière colorante de ce mode de réalisation a la longueur d'onde particulière de 510 nm En conséquence, un problème se pose car, même si la puissance fournie par le laser à vapeurs de cuivre augmente et en conséquence la quantité de lumière laser à 578 nm augmente, le laser à matière colorante ne peut pas être excité efficacement En conséquence, le réglage indiqué sur la figure 28 est réalisé afin que la puissance du laser augmente à la longueur d'onde particulière En résumé, la lumière du laser passe dans le filtre sélecteur particulier 32 et l'intensité de la lumière est détectée uniquement à la longueur d'onde particulière à l'aide du détecteur, et la quantité de vapeurs des molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, dans le gaz est réglée en fonction du signal du détecteur Dans cette construction, la puissance du laser à la seule longueur d'onde particulière peut être accrue Bien que la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, dans le gaz soit réglée en fonction de l'intensité de la lumière à la longueur d'onde particulière de 510 nm dans un mode de réalisation, la lumière à la longueur d'onde de 578 nm peut aussi être détectée et la quantité de vapeur d'eau du gaz peut être réglée afin que l'intensité de la lumière à la longueur d'onde de 578 nm puisse être réduite alors que la puissance totale de la lumière du laser aux longueurs d'onde de 510 et 578 nm est accrue En outre, ce réglage, comme dans le huitième aspect de la présente invention, peut être réglé par combinaison d'un signal de puissance du laser à une longueur d'onde particulière et d'un signal de courant impulsionnel, de

tension, de température du tube à décharge ou analogue.

Quatorzième mode de réalisation On décrit maintenant un mode de réalisation dans le quinzième aspect de l'invention La figure 29 représente ce mode de réalisation La référence 24 a désigne un détecteur de la concentration de puissance du laser à proximité d'une paroi du tube à décharge, la référence 24 b désigne un détecteur de la concentration de puissance du laser à proximité du centre du tube à décharge, et la référence 50 désigne un calculateur du gradient On décrit maintenant le fonctionnement du mode de réalisation de la figure 29 L'un des procédés d'amélioration de la quantité d'un faisceau laser, nécessaire dans divers domaines d'application, par exemple dans un appareil d'usinage par laser, est la

réduction au minimum de la différence entre la concentra-

tion de puissance du laser à proximité de la paroi d'un

tube à décharge et la concentration de puissance à proxi-

mité du centre de la décharge, afin que la concentration de la puissance du laser soit uniformisée autant que possible dans le tube à décharge Dans l'appareil selon l'invention, la puissance du laser est uniformisée en direction radiale parce que la concentration de puissance à proximité de la paroi du tube à décharge et la concentration de puissance à proximité du centre du tube sont détectées et les signaux détectés sont transmis au calculateur 50 de gradient Ce calculateur 50 calcule le gradient en direction radiale entre la concentration à proximité de la paroi et la concentration à proximité du centre du tube à décharge, et il renvoie le gradient calculé à un organe 44 de réglage de température afin que la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments, telles que l'eau, contenue dans le gaz tampon, soit réglée Dans un procédé réel mettant en oeuvre le réglage par rétroaction dans ce mode de réalisation, si le gradient du calculateur 50, entre les concentrations à proximité de la paroi et à proximité du centre du tube à décharge augmente, la température de consigne de l'organe 44 de réglage de température du gaz augmente afin que la quantité de molécules à plusieurs

éléments évaporée dans le gaz tampon augmente.

Quinzième mode de réalisation On décrit maintenant un mode de réalisation dans le seizième aspect de l'invention Sur la figure 30, la puissance du laser, le courant de décharge, la tension de décharge ou la température de la paroi du tube est détecté, et l'appareil 20 de réglage de débit est commandé en fonction de la variation du signal détecté afin que, lors de l'arrêt de l'oscillation du laser, la transmission de vapeur d'eau au tube à décharge soit interrompue Par ailleurs, comme l'indique la figure 31, une substance 15 a destinée à dégager de la vapeur d'eau à partir de l'eau de refroidissement des électrodes, etc, d'un tube à décharge, est transmise et un appareil 35 de commande d'électrovanne est commandé afin qu'il ferme automatiquement un canal d'entrée 19 au niveau de l'une des électrodes du tube à

décharge en fonction de la variation du signal détecté.

Comme le mélange d'une quantité excessive de vapeur d'eau dans le tube à décharge lors de l'arrêt de l'oscillation du laser peut être évité, lorsque l'oscillateur laser est à nouveau mis en fonctionnement, la puissance obtenue du laser peut être stable Il faut noter que, bien que la

description qui précède concerne un laser à vapeur de

cuivre, des effets analogues à ceux qu'on a décrits précé-

demment sont aussi obtenus avec un laser à vapeur métal-

lique et un laser à excimère Par exemple, dans le cas d'un laser à gaz:noble, si la fréquence de répétition des impulsions d'excitation est accrue, l'énergie électrique consommée, utilisée pour la décharge, est accrue et, en conséquence, la résistance de décharge est réduite pendant la période de présence d'impulsion Dans ce cas, le mélange de vapeur d'eau ou de vapeur d'eau et d'hydrogène au gaz

actif pour l'effet laser permet une élévation de la résis-

tance du milieu actif pour l'effet laser pendant une période de présence d'impulsion et une période d'absence

d'impulsion afin que la tension de décharge soit accrue.

Comme décrit précédemment, dans le premier aspect de l'invention, comme un laser impulsionnel dans lequel un gaz tampon et de la vapeur cuivre sont enfermés dans un tube et le gaz utilisé comme milieu d'excitation ou d'ionisation dans le tube contient des molécules formées de plusieurs éléments, mélangées en quantité au moins égale à 0,1 % dans le gaz enfermé dans le tube, la puissance du laser peut être augmentée facilement, la distribution de puissance du laser peut être rendue uniforme en direction radiale, et

l'appareil est stabilisé.

Par ailleurs, dans le second aspect de la présente invention, comme un laser impulsionnel contenant des molécules formées de plusieurs éléments mélangées en quantité au moins égale à 0,1 % au gaz enfermé dans un tube et un gaz d'atomes légers mélangé en quantité au moins égale à 0,1 % dans le gaz enfermé dans le tube, l'appareil présente en outre, par rapport à l'appareil du premier aspect, une augmentation de la puissance du laser de façon plus importante, et une plus grande uniformité en direction radiale de la distribution de puissance du laser, et

l'appareil présente une stabilisation plus importante.

Dans le troisième aspect de l'invention, comme la construction est telle que, par rapport au premier et au second aspects, une substance dans laquelle des molécules formées de plusieurs éléments ou un gaz d'atomes légers ont été imprégnés, est disposée dans le tube pour le mélange des molécules formées de plusieurs éléments ou du gaz d'atomes légers au gaz tampon, l'eau ou analogue peut être mélangée facilement à partir de la substance dans laquelle elle est imprégnée dans le tube, et la puissance du laser

peut être augmentée avec un faible coût.

Dans le quatrième aspect de l'invention, comme une enceinte contenant un liquide sous forme de molécules formées de plusieurs éléments est placée sur le trajet de transmission de gaz au tube afin que le gaz puisse être transmis au tube par l'enceinte, la vapeur d'eau peut être mélangée facilement au gaz et une enceinte peu coûteuse

peut être incorporée à l'appareil.

Dans le cinquième aspect de l'invention, comme le liquide de l'enceinte est complété automatiquement par rapport au quatrième aspect, une puissance élevée du laser peut être obtenue de façon continue sans interruption du

fonctionnement de l'appareil.

Dans le sixième aspect de l'invention, comme un dispositif de réglage de la quantité des molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers dans le gaz est placé sur le trajet de transmission de gaz au tube, la puissance du laser peut être ajustée facilement et la stabilité de la puissance du laser peut

être accrue.

Dans le septième aspect de l'invention, par rapport au sixième aspect, un détecteur de la quantité de gaz d'impureté autre que le gaz contenu dans le tube est placé dans le tube ou à la sortie du gaz du tube, et la quantité détectée de gaz d'impureté est renvoyée au dispositif de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers

dans le gaz enfermé dans le tube, en fonction de l'augmen-

tation ou de la réduction de la quantité détectée du gaz d'impureté dans le gaz, la réduction de puissance du laser

due au gaz d'impureté peut être évitée.

Dans le huitième aspect de la présente invention, comme, par rapport au sixième aspect, la puissance du laser, le courant de décharge, la tension de décharge ou la température interne du tube est détecté et est renvoyé au dispositif de réglage de la quantité de vapeurs de molé- cules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers dans le gaz enfermé dans le tube en fonction d'une valeur de la différence entre le signal détecté et la valeur préréglée de consigne, la puissance du laser peut être compensée en cas de réduction due à la détérioration d'une partie de l'appareil provoquée par le fonctionnement de l'appareil pendant une longue période, et la puissance du laser peut présenter une meilleure stabilisation. Dans le neuvième aspect de l'invention, par rapport au premier ou au second aspect, comme le dispositif de refroidissement de l'intérieur du tube est aussi utilisé comme dispositif qui fournit des molécules formées de plusieurs éléments à l'intérieur du tube, l'appareil peut avoir un encombrement réduit et peut être réalisé à un coût

encore plus réduit.

Dans le dixième aspect de l'invention, comme l'appa-

reil comporte un conduit placé dans un tube et ayant un

trou dans une face latérale et un dispositif de transmis-

sion de gaz sous forme d'un mélange de gaz tampon du premier ou du second aspect à des molécules formées de plusieurs éléments ou à un gaz d'atomes légers, dans le tube, par le trou du conduit, la puissance de sortie du

laser est accrue et la qualité du faisceau laser en direc-

tion radiale peut être accrue.

Dans le onzième a S p e c t, comme l'appareil comporte un dispositif de transmission de gaz sous forme d'un mélange de gaz tampon avec des molécules formées de plusieurs éléments ou un gaz d'atomes légers, dans le tube, par un ou plusieurs canaux d'entrée formés dans une partie centrale du tube en direction axiale, la détérioration de puissance du laser dans la partie centrale

du tube est évitée.

Dans le douzième aspect de l'invention, par rapport au dixième aspect, comme l'appareil comporte un conduit placé dans la partie centrale du tube dans sa direction radiale et ayant un trou formé dans une face latérale, et un dispositif de transmission de gaz sous forme d'un

mélange de gaz tampon avec des molécules formées de plu-

sieurs éléments ou un gaz d'atomes légers, dans le tube, par le trou du tube, la puissance du laser à proximité du centre du tube est accrue, et la qualité du faisceau laser

est améliorée.

Dans le treizième aspect de l'invention, comme

l'appareil comporte un dispositif de détection de l'inten-

sité de la lumière émise par la décharge et un dispositif de réglage de la quantité de< vapeurs des molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers, dans le gaz enfermé dans le tube, en fonction de l'intensité de la lumière à une longueur d'onde proche de la fréquence d'oscillation du laser, la puissance de sortie

du laser peut être accrue et stabilisée en outre.

Dans le quatorzième aspect de la présente invention, comme l'appareil comporte un dispositif de détection de la puissance du laser uniquement àune longueur d'onde de 510 nm et un dispositif de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers dans le gaz enfermé dans le tube en fonction d'une augmentation ou d'une réduction de la valeur détectée, la puissance du laser à une longueur d'onde particulière choisie seulement est accrue et la

stabilité de la puissance du laser est accrue.

Dans le quinzième aspect de l'invention, comme l'appareil comporte un dispositif de détection de la puissance du laser à deux emplacements différents au moins dans la direction radiale, et un dispositif de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers, dans le gaz enfermé dans le tube, en fonction de l'augmentation ou de la réduction d 'un gradient de puissance détecté en direction radiale, la distribution de puissance du laser en

direction radiale peut être améliorée.

Dans le seizième aspect de l'invention, comme l'appareil comporte un dispositif destiné à interrompre la transmission du mélange de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments lors de l'arrêt de l'appareil ou de l'arrêt d'oscillation du laser et/ou un dispositif d'arrêt de la transmission du gaz dans le tube à décharge lors de l'arrêt de l'oscillation laser, lorsque l'oscillation laser doit être réalisée à nouveau, la puissance du laser revient

au niveau stabilisé de puissance très rapidement.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1 Laser impulsionnel dans lequel un gaz tampon et un milieu actif pour l'effet laser sont enfermés dans un tube ( 2) et le gaz est utilisé comme milieu d'excitation ou d'ionisation dans le tube, caractérisé en ce qu'il comprend des molécules formées de plusieurs éléments et mélangées au

gaz enfermé dans le tube à raison d'au moins 0,1 %.

2 Laser impulsionnel, dans lequel un gaz tampon et un milieu actif pour l'effet laser sont enfermés dans un tube ( 2) et le gaz est utilisé comme milieu d'excitation ou d'ionisation dans le tube, caractérisé en ce qu'il contient

des molécules formées de plusieurs éléments, mélan-

gées à raison de 0,1 % au moins dans le gaz enfermé dans le tube, et un gaz formé d'atomes légers et mélangé à raison

d'au moins 0,1 % au gaz enfermé dans le tube.

3 Laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz tampon contient des molécules ayant plusieurs éléments ou un gaz formé d'atomes légers qui ont été mélangés comme dispositif de mélange des molécules formées de plusieurs éléments ou gaz d'atomes légers avec le gaz

tampon et est dispersé d a N S i e d i t t u b e.

4 Laser selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une substance ( 15 c) qui est imprégnée de molécules formées de plusieurs éléments ou d'un gaz d'atomes légers est disposée dans le tube ( 2) et constitue un dispositif de mélange de molécules formées de plusieurs éléments ou d'un

gaz d'atomes légers au gaz tampon.

Laser selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce qu'une enceinte ( 14) dans laquelle est disposé un liquide sous forme de molécules formées de

plusieurs éléments, est disposée sur un trajet de transmis-

sion du gaz au tube ( 2) afin que le gaz soit transmis au

tube par l'intermédiaire de l'enceinte ( 14).

6 Laser selon la revendication 5, caractérisé en ce

que le liquide de l'enceinte ( 14) est automatiquement complété.

7 Laser selon l'une quelconque des revendications l à 3,

caractérisé en ce qu-'un dispositif ( 17 a, 17 b) de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers dans le gaz est placé sur un trajet de transmission du gaz

au tube.

8 Laser selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un détecteur ( 46) de la quantité d'un gaz d'impureté autre que le gaz enfermé dans le tube est placé dans le tube ( 2) ou à une sortie du gaz du tube, et la quantité détectée du gaz d'impureté est transmise à un dispositif ( 42) de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers dans le gaz enfermé dans le tube, en fonction d'une augmentation ou d'une réduction de la

quantité détectée de gaz d'impureté.

9 Laser selon la revendication 7, caractérisé en ce que une puissance de sortie du laser, ou courant de décharge,une tension de décharge ou une température d'une paroi du tube à décharge est détecté et renvoyé au dispo- sitif de réglage de la quantité de vapeurs de molécules20 formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers, dans le gaz enfermé dans le tube, en fonction de la valeur d'une différence entre la valeur

détectée et une valeur voulue préréglée.

Laser selon la revendication 7, caractérisé en ce que une puissance de sortie du laser, un courant de décharge, une tension de décharge ouune température interne du tube à décharge est détecté et renvoyé au dispositif de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers, dans le gaz enfermé dans le tube, en fonction de la valeur d'une différence entre la valeur détectée et une

valeur voulue préréglée.

11 Laser impulsionnel, dans lequel un gaz tampon et un milieu actif pour l'effet laser sont enfermés dans un tube ( 2) et le gaz est utilisé comme milieu d'excitation ou d'ionisation dans le tube, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif ( 15 a) de refroidissement de l'intérieur du

tube ( 2), ce dispositif étant aussi utilisé comme dispo-

sitif de transmission de molécules contenant plusieurs

éléments dans le tube.

12 Laser impulsionnel, dans lequel un gaz tampon et un milieu laser actif sont enfermés dans un tube ( 2) et le gaz est utilisé comme milieu d'excitation ou d'ionisation dans le tube, caractérisé en ce qu'il comprend: un conduit placé dans le tube et ayant un trou ( 19) dans une face latérale, et un dispositif ( 14) de transmission d'un gaz sous forme d'un mélange de gaz tampon avec des molécules formées de plusieurs éléments ou un gaz d'atomes légers dans le

tube par le trou du conduit.

13 Laser impulsionnel, dans lequel un gaz tampon et un milieu actif pour l'effet laser sont enfermés dans un tube ( 2) et le gaz est utilisé comme milieu d'excitation ou d'ionisation dans le tube, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif ( 14) de transmission d'un gaz sous forme d'un mélange d'un gaz tampon avec des molécules formées de plusieurs éléments ou d'un gaz d'atomes légers, dans le tube, par un ou plusieurs canaux d'entrée ( 19) formés dans

une partie centrale du tube, dans sa direction axiale.

14 Laser impulsionnel, dans lequel un gaz tampon et un milieu actif pour l'effet laser sont enfermés dans un tube ( 2) et le gaz est utilisé comme milieu d'excitation ou d'ionisation dans le tube, caractérisé en ce qu'il comprend: un conduit placé dans une partie centrale du tube ( 2) en direction radiale et ayant un trou ( 19) formé dans une face latérale, et un dispositif ( 14) de transmission d'un gaz sous forme d'un mélange de gaz tampon et de molécules formées de plusieurs éléments ou d'un gaz d'atomes légers, dans le

tube, par le trou ( 19) du conduit.

15 Laser impulsionnel, dans lequel un gaz tampon et un milieu actif pour l'effet laser sont enfermés dans un tube ( 2) et le gaz est utilisé comme milieu d'excitation ou d'ionisation dans le tube, caractérisé en ce qu'il comprend: un dispositif ( 34) de détection d'une intensité de lumière émise par une décharge, et un dispositif ( 45) de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers, dans le gaz enfermé dans le tube, en fonction de l'intensité de la lumière ayant une

longueur d'onde proche de celle de la fréquence d'oscilla-

tion du laser.

16 Laser selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif ( 24) de détection de la puissance de sortie du laser uniquement à une longueur d'onde particulière du laser, et un dispositif ( 45) destiné à régler la quantité de vapeur des molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers, dans le gaz enfermé dans le tube, en fonction d'une augmentation ou d'une réduction de la valeur

du signal détecté.

17 Laser impulsionnel, dans lequel un gaz tampon et un milieu actif pour l'effet laser sont enfermés dans un tube ( 2) et le gaz est utilisé comme milieu d'excitation ou d'ionisation dans le tube, caractérisé en ce qu'il comprend: un dispositif ( 34) de détection de puissances du laser en deux points différents au moins en direction radiale, et un dispositif ( 45) de réglage de la quantité de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments ou de la quantité de gaz d'atomes légers, dans le gaz enfermé dans le tube, en fonction d'une augmentation ou d'une réduction

d'un gradient des puissances détectées du laser, en direc-

tion radiale.

18 Laser impulsionnel, dans lequel un gaz tampon et un milieu actif pour l'effet laser sont enfermés dans un tube ( 2) et le gaz est utilisé comme milieu d'excitation ou d'ionisation dans le tube, caractérisé en ce qu'il

comprend: un dispositif ( 20) destiné à interrompre la trans-

mission d'un mélange de vapeurs de molécules formées de plusieurs éléments lors de l'arrêt de l'appareil ou lors de l'arrêt de l'oscillation laser,et/ou un dispositif ( 20) d'arrêt de la transmission du gaz

au tube à décharge lors de l'arrêt de l'oscillation laser.