FR2696284A1 - Système laser pulsé de grande puissance. - Google Patents

Abstract

Pour constituer un système laser pulsé de grande puissance comprenant un résonateur avec des miroirs et un champ de rayonnement s'étendant entre les miroirs du résonateur ainsi qu'un milieu à laser pouvant être excité par le champ de rayonnement du résonateur traversé sur une longueur active et dans lequel on puisse obtenir une densité d'inversion de population aussi élevée que possible, il est proposé qu'un déclencheur (36) déterminant les impulsions laser soit monté dans le champ de rayonnement (42) du résonateur de manière que la longueur active du champ de rayonnement (42) du résonateur puisse être séparée par le déclencheur (46) en au moins deux segments (104, 105, 106, 107).

Description

Système laser pulsé de grande puissance L'invention concerne un système

laser pulsé de grande puissance comprenant un résonateur avec des miroirs et un champ de rayonnement s'étendant entre les miroirs du résonateur ainsi qu'un milieu à laser pouvant être excité et traversé par le champ de rayonnement du résonateur. Le problème posé par les systèmes lasers pulsés de grande puissance de ce type consiste dans le fait que pour produire des puissances pulsées aussi élevées que possible, il faut une densité

d'inversion de population aussi élevée que possible.

Mais à la formation d'une densité d'inversion de population élevée de ce type s'oppose cependant le fait qu'à partir d'une importance déterminée de l'inversion de population, l'activité du laser se déclenche automatiquement et qu'il n'est plus possible

d'obtenir une densité d'inversion de population plus élevée.

L'invention a donc pour but de constituer un système laser pulsé de grande puissance dans lequel on puisse atteindre une densité

d'inversion de population aussi élevée que possible.

Selon l'invention, ce but est atteint du fait qu'un déclencheur déterminant les impulsions du laser est monté dans le champ de rayonnement du résonateur de manière que la longueur active du champ de rayonnement du résonateur puisse être séparée par le déclencheur en

au moins deux segments.

L'avantage de la solution de l'invention vient du fait que le déclencheur ne diminue pas la qualité du résonateur mais offre en outre la possibilité de séparer la longueur active du champ de rayonnement du résonateur en au moins deux segments et de ce fait

d'augmenter le seuil d'amorçage des oscillations.

La longueur active du champ de rayonnement du résonateur est dans ce cas la longueur selon laquelle ce champ traverse une enceinte de décharge contenant un milieu à laser actif. Un mode de réalisation particulièrement avantageux du laser de grande puissance selon l'invention prévoit que le déclencheur comprend une optique de formation d'image formant l'image du champ de rayonnement du résonateur sur un foyer linéaire, et un hacheur mécanique actif dans la région du foyer linéaire Un hacheur mécanique de ce type découvre et recouvre le foyer linéaire et constitue en combinaison avec ce foyer linéaire une possibilité optimale de déclenchement, car il est possible avec ces puissances élevées de

commuter rapidement.

Le déclencheur peut être équipé d'optiques de formation d'images les plus diverses Un mode de réalisation avantageux prévoit que le déclencheur comprend en tant qu'optique de formation d'image un miroir conique dans l'axe de cône duquel est disposé le foyer linéaire Ce miroir conique offre une possibilité simple et non sensible de maintenir un comportement du champ de rayonnement du résonateur par lequel la longueur active de ce dernier peut être séparée en plusieurs

segments par le déclencheur.

En variante, une autre possibilité prévoit que le déclencheur comprend en tant qu'optique de formation d'image deux miroirs paraboliques montés de façon à avoir un foyer commun dans lequel le foyer linéaire est parallèle à leur direction de cylindre Avec des miroirs paraboliques de ce type, on obtient également une optique du

déclencheur qui est simple et ne nécessite pas de réglages.

Il est particulièrement avantageux que les miroirs paraboliques réfléchissent le rayonnement provenant du foyer linéaire dans des directions opposées, car on compense avec un agencement de ce type des miroirs paraboliques des distorsions provoquées par les courbures de

ces miroirs paraboliques.

Une possibilité de réalisation avantageuse de la solution de l'invention prévoit que la longueur active du champ de rayonnement du résonateur peut être séparée en au moins deux segments présentant des longueurs actives comparables De préférence, les segments ont

approximativement la même longueur active.

Il est encore plus avantageux que la longueur active du champ de rayonnement du résonateur puisse être subdivisée en trois segments. Pour obtenir un découpage aussi important que possible, il est particulièrement avantageux que le champ de rayonnement du résonateur

traverse deux fois le déclencheur.

Dans le cas d'un double passage par le déclencheur, la séparation peut avoir lieu par deux hacheurs mécaniques ou par un hacheur mécanique qui agit pour chaque passage du champ de rayonnement du résonateur avec un autre élément de hachage, soit par exemple une

autre fente.

Il est particulièrement avantageux que le champ de rayonnement du résonateur traverse deux fois le même foyer linéaire car dans ce cas un hacheur mécanique comprenant un élément de hachage qui s'ouvre et se ferme suffit, et aucun problème ne se pose pour la synchronisation de par exemple deux éléments de hachage qui s'ouvrent

et se ferment.

Le concept de l'invention peut être mis en oeuvre de façon particulièrement simple quand le résonateur comprend un miroir de renvoi qui renvoie vers le déclencheur un rayonnement venant de ce dernier en parallèle et en le décalant; ce miroir de renvoi étant

constitué de préférence sous forme d'un miroir conique.

Comme la qualité du faisceau du laser grande puissance selon l'invention est limitée quand on utilise un gaz à laser en tant que

milieu à laser en raison de la densité de ce milieu qui varie, c'est-

à-dire diminue, en direction de l'écoulement, d'o résulte un gradient des longueurs des trajets optiques des différents champs de rayonnement partiels du champ de rayonnement du résonateur situés les uns à côté des autres et transversalement à l'axe du résonateur qui provoque un basculement du faisceau laser et une dégradation de la qualité du faisceau, il est particulièrement avantageux que le champ de rayonnement du laser soit dirigé dans le milieu à laser de manière à réduire les différences entre les longueurs des trajets optiques des

champs de rayonnement partiels du champ de rayonnement du résonateur.

Un champ de rayonnement de résonateur dans le sens de l'invention est constitué par un certain nombre de champs de rayonnement partiels s'étendant les uns à côté des autres dans la direction de leur propagation et présentant une surface en section

transversale finie transversalement à la direction de la propagation.

Un champ de rayonnement de résonateur peut ainsi comprendre par exemple plusieurs champs de rayonnement partiels s'étendant les uns à côté des autres dans une unique direction de propagation commune, ou

des champs de rayonnement partiels déterminés par une réflexion en va-

et-vient entre deux miroirs.

Il est donc particulièrement avantageux que les longueurs différentes des trajets optiques des champs de rayonnement partiels

soient sensiblement compensées.

Ce résultat peut être obtenu de façon particulièrement avantageuse en dotant le système laser pulsé de grande puissance de deux enceintes de décharge traversées par le champ de rayonnement du résonateur, les enceintes de décharge étant constituées de préférence de façon identique Il est alors particulièrement avantageux que les décharges de gaz dans les deux enceintes de décharge aient lieu selon des conditions de décharge identiques, et de préférence selon une

densité identique variant dans la direction de l'écoulement.

Dans ce cas, le champ de rayonnement du résonateur est constitué avantageusement de manière que celui-ci traverse les enceintes de décharge de façon que les influences des longueurs des trajets optiques différents se compensent sensiblement dans le champ de

rayonnement du résonateur.

Une telle compensation des longueurs des trajets optiques peut être obtenue de façons diverses Selon une variante de la solution de l'invention qui est simple, il est prévu que chaque canal de décharge est traversé par une branche du champ de rayonnement du résonateur, les champs de rayonnement partiels des deux branches étant inversés l'un par rapport à l'autre de 1800 autour de l'axe optique quand les directions d'écoulement sont les mêmes, ou bien les champs de rayonnement partiels traversant les canaux de décharge sans être inversés par rapport à l'axe optique dans le cas o les directions

d'écoulement sont en sens contraire.

Un mode de réalisation particulièrement efficace prévoit que chaque canal de décharge est traversé par deux branches du champ de rayonnement du résonateur, les deux branches étant en particulier

sensiblement parallèles.

Dans le cadre des modes de réalisation décrits jusqu'ici, on n'a pas indiqué comment le champ de rayonnement du résonateur est aligné pendant son deuxième passage par le foyer linéaire par rapport à sa

position lors du premier passage par ce foyer linéaire.

En fait, il est particulièrement avantageux que les champs de rayonnement partiels du champ de rayonnement du résonateur traversent le foyer linéaire pendant le second passage dans une autre région que

lors du premier passage.

Une solution avantageuse pour obtenir la compensation des erreurs de géométrie prévoit que les champs de rayonnement partiels qui sont situés lors du premier passage par le foyer linéaire dans une région d'extrémité de celui-ci le soient lors du second passage dans

une région centrale de ce foyer.

Il est encore plus avantageux que les champs de rayonnement partiels qui sont situés lors du premier passage dans une région d'extrémité du foyer linéaire soient situés lors du second passage

dans la région d'extrémité opposée du foyer linéaire.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention font

l'objet de la description qui suit ainsi que des dessins annexés d'un

mode de réalisation, dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un premier mode de réalisation; la figure 2 est une vue en perspective agrandie du système laser pulsé de grande puissance dans la région des canaux de décharge; la figure 3 est une vue en perspective du champ de rayonnement du résonateur; la figure 4 est une vue latérale du parcours suivi par le champ de rayonnement en direction de la flèche P 4; la figure 5 est une représentation à plus grande échelle et découpée du foyer linéaire et du hacheur mécanique; la figure 6 est une représentation du champ de rayonnement similaire à la figure 4 quand on le regarde de l'extérieur; la figure 7 est une vue en plan d'un second mode de réalisation et de son système de mise en circulation; et la figure 8 est une vue en direction de la flèche P 8 à la figure 7. Un premier mode de réalisation d'un laser de grande puissance selon l'invention, représenté aux figures 1 et 2, comprend une enceinte de décharge désignée dans son ensemble en 10, dans laquelle sont montés deux canaux de décharge 12 et 14 Ces canaux de décharge 12 et 14 sont de dimensions identiques De préférence, les canaux de décharge 12 et 14, comme montré à la figure 1, sont montés en parallèle l'un à côté de l'autre, ce qui fait qu'ils sont traversé en commun dans leurs directions transversales 18 ou 20 par le gaz à laser d'un système de mise en circulation de gaz commun 16, les courants de gaz dans les canaux de décharge 12 et 14 étant également

respectivement sensiblement identiques.

Le système de mise en circulation de gaz 16 comprend un canal d'amenée 22 à partir duquel un courant de gaz 24 est dirigé vers une ouverture d'entrée 26 ou 28 des canaux de décharge 12 ou 14, le courant de gaz 24 étant divisé par moitiés dans les deux canaux de décharge 12 et 14 Après avoir traversé les deux canaux de décharge 12 et 14 dans leurs directions transversales 18 ou 20, les deux courants partiels se rassemblent dans la région des ouvertures de sortie 30 ou 32 en un courant de gaz commun sortant 34 qui traverse dans un canal de sortie 36 un dispositif de refroidissement 38 et qui est dirigé de ce dernier vers une soufflante 40 qui refoule à nouveau le courant de

gaz 24 dans le canal d'amenée 22.

Les canaux de décharge sont munis d'électrodes 11, 13 et 15 qui servent à produire une décharge haute fréquence dans les enceintes de décharge 72 et 74 des canaux de décharge 12 et 14 Une source haute fréquence qui est reliée aux électrodes 11, 13 et 15 est prévue à

cette fin, mais n'est pas représentée sur le dessin.

Les canaux de décharge 12 et 14 sont traversés par un champ de rayonnement 42 d'un résonateur désigné dans son ensemble en 44 et représenté à nouveau séparément à la figure 3, et qui est muni d'un

déclencheur désigné dans son ensemble en 46.

Dans le cas représenté, le champ de rayonnement 42 du résonateur comprend une première branche 50 qui s'étend dans le canal de décharge 12 La première branche 50 du champ de rayonnement 42 du résonateur est représentée par une ligne discontinue Cette première branche 50 est couplée à une seconde branche 52 qui traverse le canal de décharge 14 et est représentée par une double ligne discontinue La seconde branche 14 est couplée de son côté par un miroir de renvoi 54 du résonateur 44 constitué par un miroir conique à une troisième branche 56 représentée par trois lignes discontinues dans le canal de décharge 12, qui est de son côté couplée par le déclencheur 46 avec une quatrième branche 58 disposée dans le canal de décharge 14 et

représentée par quatre lignes discontinues.

La première branche 50 et la quatrième branche 58 viennent frapper respectivement l'un de deux miroirs d'extrémité 60 ou 62 du

résonateur 44.

Comme montré à la figure 2, les deux miroirs d'extrémité 60 et 62 ainsi que le miroir de renvoi 54 sont montés dans un logement à miroirs commun 64, qui se raccorde à l'enceinte de décharge 10 par un côté frontal 76, alors qu'une enceinte 66 destinée au déclencheur et désignée dans son ensemble en 46 se raccorde au côté frontal opposé 78

de l'enceinte de décharge 10.

Aussi bien le logement à miroirs 64 que l'enceinte 66 sont en liaison par leur enceinte interne respective 68 ou 70 avec les enceintes de décharge 72 ou 74 traversées par le courant de gaz 24, ce qui fait qu'entre les côtés frontaux opposés 76 et 78 de l'enceinte de décharge 10 auxquels se raccordent le logement à miroirs 64 et l'enceinte 66 n'est nécessaire aucune fermeture étanche aux gaz et qu'ainsi règnent dans les enceintes 68 ou 70 les mêmes conditions de pression que dans les enceintes de décharge 72 et 74, les enceintes internes 68 ou 70 n'étant pas traversées par le courant de gaz 64 et représentant ainsi un espace mort par rapport au passage du courant de

gaz 24.

De préférence, le logement à miroirs 64 et l'enceinte 66 sont reliées de façon étanche aux gaz aux côtés frontaux 76 ou 78 de

l'enceinte de décharge 10.

Le déclencheur 46 comprend en tant qu'optique de formation d'image de préférence un miroir conique 80 dont l'axe de cône 82 est monté symétriquement entre les branches 50, 52, 56 et 58 et de préférence parallèlement à celles-ci Un plan de symétrie 84 passe par l'axe de cône 82, ce plan étant situé entre les branches 52 et 58 d'une part et 56 et 50 d'autre part, et de préférence centralement entre elles En outre, un foyer linéaire 86 est monté dans l'axe de cône 82 et de ce fait également dans le plan 84, foyer sur lequel le miroir conique 80 focalise toutes les branches 52 et 50 ainsi que 56 et 58 A cette fin, les branches individuelles sont disposées de manière que la première branche 50 et la seconde branche 52, ainsi que la troisième branche 56 et la quatrième branche 58, soient respectivement à l'opposé les unes des autres par rapport à l'axe de cône 82 et viennent frapper le miroir conique 80 selon le même écartement par rapport à une pointe de cône géométrique 88 (figures 2

et 3).

Dans le plan 84 s'étend en outre une roue de hachage 90 qui peut tourner autour d'un axe de rotation 92 qui est de son côté

perpendiculaire au plan 84 et coupe l'axe de cône 82.

La roue de hachage 90 est munie de fentes 94 disposées à la même distance de l'axe de rotation 92 et de manière que grâce à elles le foyer linéaire 86 soit découvert ou soit recouvert par des régions 96 de la roue de hachage 88 qui sont disposées entre ces fentes, ce qui fait que lorsque le foyer linéaire 86 se trouve dans l'une des fentes 94, les quatre branches 50 et 52 ainsi que 56 et 58 du résonateur 44 sont couplées les unes aux autres par le miroir conique 80 et que lorsque le foyer linéaire 86 est recouvert par une région 96, les quatre branches 50 et 52 ainsi que 56 et 58 ne sont pas couplées entre elles. Pour permettre la traversée du miroir conique 80, celui-ci est muni de fentes 100 par lesquelles la roue de hachage 80 qui est située dans le plan 84 pénètre dans le miroir conique 80 de manière à laisser apparaître le foyer linéaire 86 à travers la fente 94 ou à le

recouvrir par la région 96 (figure 3).

La roue de hachage 90 est de son côté entraînée en rotation par un mécanisme 102, la roue de hachage 90 étant montée de préférence directement sur un arbre d'entraînement 103 du mécanisme 102. Selon l'invention, le mécanisme 102 est en outre monté dans l'enceinte 66 et est maintenu dans celle-ci de manière qu'aussi bien le mécanisme 102 que la roue de hachage 90 soient situés dans l'enceinte interne 70 dans laquelle règnent les mêmes conditions de pression que dans les enceintes de décharge 72 et 74, c'est-à-dire la dépression habituelle dans un laser à C 02 habituel pour le mélange de

gaz prévu de préférence pour ce laser.

Aussi bien les branches 50 et 52 que 56 et 58 du champ de rayonnement 42 du résonateur peuvent être séparées les unes des autres, ou couplées les unes aux autres, par le déclencheur 46, en devant tenir compte du fait que le miroir de renvoi constitué sous forme d'un miroir conique accouple continuellement l'une à l'autre la

seconde branche 52 et la troisième branche 56.

Il en résulte une séparation en plusieurs segments de la longueur active du champ de rayonnement 42 du résonateur, qui est déterminée par la longueur selon laquelle le champ de rayonnement 42 du résonateur traverse les enceintes de décharge 72 et 74, un premier segment étant constitué par la longueur 104 par laquelle la première branche 50 traverse l'enceinte de décharge 72, un second segment étant formé par les longueurs partielles 105 et 106 de la seconde branche 52 et de la troisième branche 56 qui traversent la seconde enceinte de décharge 74 ou la première enceinte de décharge 72, et le troisième segment par la longueur 107 par laquelle la quatrième branche traverse la seconde enceinte de décharge 74 De préférence, le miroir conique 54 est constitué de manière qu'il comprenne un axe de cône 110 qui passe centralement entre la seconde branche 52 et la troisième branche 56 et s'étend de préférence parallèlement à celles-ci De la même façon que pour le miroir conique 80, la seconde branche 52 et la troisième branche 56 rencontrent le miroir conique 54 respectivement à la même distance de la pointe de cône géométrique 111 et sont couplées l'une à l'autre en formant un foyer linéaire ininterrompu 108 sur

l'axe de cône 110.

Le déclencheur 46 offre ainsi la possibilité, par recouvrement du foyer linéaire 86 au moyen de l'une de ses régions 96, de subdiviser le champ de rayonnement 42 du résonateur en trois segments de sa longueur active qui ne sont plus couplés les uns aux autres, à savoir la première longueur active 104 de la première branche 50, la longueur active 107 de la quatrième branche 58 ainsi que la longueur active 105 plus 106 de la seconde branche 52 couplées avec la

troisième branche 56.

Si par contre l'une des fentes 94 découvre le foyer linéaire 86, toutes les branches 50 et 52 ainsi que 56 et 58 sont couplées les unes

aux autres, ce qui fait que l'on obtient l'activité désirée du laser.

Selon l'invention, on prévoit en outre dans la région du foyer linéaire 108 un diaphragme 109 (figure 4) qui agit en tant que diaphragme de mode spatial et sert en outre à améliorer la vitesse de commutation en raccourcissant la durée de commutation effective car les pertes additionnelles par diffraction quand le champ de rayonnement de résonateur n'est pas encore totalement découvert sont

supprimées par le déclencheur.

Le découplage du faisceau laser 112 est obtenu de préférence au moyen d'un miroir découpleur 114 de forme annulaire qui découple un anneau périphérique de la première branche 50 à l'avant du miroir d'extrémité 60 et le réfléchit par exemple perpendiculairement à la

première branche 50 sous forme du faisceau laser sortant 112.

Pour améliorer la qualité du faisceau de lasers de grande puissance, qui est limitée par la densité du gaz à laser dans les enceintes de décharge 72 et 74 qui varie, et en particulier diminue, dans la direction 78 de l'écoulement et qui présente un gradient de longueur de trajet optique dans le résonateur perpendiculairement à l'axe du résonateur, on prévoit dans le présent mode de réalisation de la solution selon l'invention des renvois multiples des champs de rayonnement partiels T des branches individuelles 50, 52, 56 et 58 par

rapport à la direction de parcours 118 du gaz à laser.

Si l'on considère, en partant de la première branche 50 du il résonateur 44, le couplage de celle-ci par le miroir conique 80 avec la seconde branche 52, on constate une inversion de la position des champs de rayonnement partiels TV et TH par rapport à la direction 118 de l'écoulement du gaz à laser par les deux enceintes de décharge 72 et 74 Si dans la première branche 50 le champ de rayonnement partiel TV, par rapport à la direction 118 de l'écoulement, est situé sur le côté avant d'un champ de rayonnement 42 du résonateur et si un champ de rayonnement partiel TH est situé sur le côté arrière du champ de rayonnement 42 du résonateur, le couplage s'effectue avec la seconde branche 52, ce qui fait que le champ de rayonnement partiel TH est situé à l'avant par rapport à la direction 118 de l'écoulement, et le champ de rayonnement partiel TV est situé à l'arrière par rapport à la

direction 118 de l'écoulement (figure 4).

Une autre inversion a lieu par le couplage de la seconde branche 52 avec la troisième branche 54 par l'intermédiaire du miroir de renvoi constitué par le miroir conique 54 Du fait de la focalisation sur le foyer linéaire 108, il en résulte une autre inversion des champs de rayonnement partiels Tv et TH, ce qui fait que dans la troisième branche 56 le champ de rayonnement partiel TV est situé à nouveau à l'avant par rapport à la direction 118 de l'écoulement, et le champ de rayonnement partiel TH à l'arrière Une autre inversion a lieu par la focalisation par le foyer linéaire 86 lors du couplage de la troisième branche 56 et de la quatrième branche 58, ce qui fait que pour la quatrième branche 58, le champ de rayonnement partiel TH est situé à nouveau à l'avant par rapport à la direction 118 de l'écoulement et que le champ de rayonnement partiel TV est situé à

l'arrière par rapport à la direction 118 de l'écoulement.

Dans l'ensemble, les champs de rayonnement partiels TV de la première et de la troisième branches dans l'enceinte de décharge 72 sont situés à l'avant et les champs de rayonnement partiels TH à l'arrière, alors qu'inversement les champs de rayonnement partiels TH de la seconde branche 52 et de la quatrième branche 58 sont situés à l'avant par rapport à la direction 118 de l'écoulement dans l'enceinte de décharge 74, alors que les champs de rayonnement partiels TV sont

situés à l'arrière.

Le champ de rayonnement 42 du résonateur dans le sens de la présente invention est constitué par un certain nombre de champs de -rayonnement partiels T placés les uns à côté des autres dans la direction de leur propagation, et comprend une surface en section finie qui est transversale à la direction de propagation respective. Le champ de rayonnement 42 du résonateur peut comprendre par exemple plusieurs champs de rayonnement partiels T s'étendant dans une unique direction de propagation commune, ou des champs de rayonnement partiels T déterminés par une réflexion en va-et-vient entre deux

miroirs.

Ainsi et grâce à la solution de l'invention, on obtient simultanément une compensation totale de la densité variable du gaz à laser par couplage de toutes les branches 50, 52, 56 et 58, ce qui

fait que les conditions sont optimales pour la qualité du faisceau.

Lorsque le déclencheur 46 parvient dans le foyer linéaire 26 au moyen de la roue de hachage 90, d'autres irrégularités apparaissent quand le foyer linéaire 86 est recouvert par les régions 96 du fait que le foyer linéaire 86 présente une largeur finie B dans la direction périphérique de la roue de hachage 90, ce qui fait que même quand un bord avant 122 et un bord arrière 124 (vus en direction de la rotation) se déplacent en direction radiale par rapport à l'axe de rotation 92, le dégagement par le bord avant 122 ou le recouvrement par le bord arrière 124 sur la longueur L du foyer linéaire 86 en direction radiale par rapport à l'axe de rotation 92 dépend du rayon

du disque.

Cette dépendance par rapport au rayon lors du dégagement ou du recouvrement du foyer linéaire 86 peut être compensée en partie

également par la solution de l'invention, comme montré à la figure 6.

Grâce au miroir conique 80, lors du couplage de la première branche 50 avec la seconde branche 52, la première branche 50 est focalisée sur le foyer linéaire 86 de façon qu'un champ de rayonnement partiel TA traversant la région externe A du foyer linéaire soit formé par rapport à l'axe de cône 82 au maximum à l'extérieur du champ de rayonnement partiel situé à l'extérieur de la branche 50, alors qu'un champ de rayonnement partiel TI traversant la région interne I du foyer linéaire 86 est formé par le champ de rayonnement partiel de la branche 50 situé au maximum à l'intérieur Ces conditions sont

rencontrées de façon-identique pour la seconde branche 52.

Du fait du couplage de la seconde branche 52 avec la troisième branche 56, il y a cependant une modification provenant du fait qu'aussi bien le champ de rayonnement partiel externe TA que le champ de rayonnement partiel interne TI sont formés dans la troisième

branche 56 par focalisation sur l'axe de cône 108, de façon que ceux-

ci soient réfléchis par le miroir conique 80 dans une région centrale M du foyer linéaire 86 lors du couplage de la troisième branche 56

avec la quatrième branche 58.

Ceci signifie que pour un dégagement irrégulier par le bord avant 122 ou un recouvrement irrégulier par le bord arrière 124 du foyer linéaire 86 sur la longueur L, ceci se manifeste de la façon la plus forte lors du couplage entre la première branche 50 et la seconde branche 52 du fait que les champs de rayonnement partiels TA et TI situés dans la région externe A et dans la région interne I se rencontrent de façons les plus diverses alors que ce recouvrement et ce dégagement qui n'ont pas lieu en même temps lors du couplage entre la troisième branche 56 et la quatrième branche 58 n'ont qu'un léger effet sur les champs de rayonnement partiels TA et TI, car ceux-ci sont situés dans une région centrale M lors du second passage par le

foyer linéaire 86.

Le premier mode de réalisation du laser de grande puissance selon l'invention fonctionne du fait que la durée des impulsions et desintervalles entre impulsions laser de grande puissance peut être prédéterminée par la roue de hachage rotative 90 ainsi que par la largeur des fentes 94 et des régions 96, et que dans les intervalles entre impulsions a lieu une subdivision de la longueur active du champ de rayonnement 42 du résonateur en trois segments 104, 105 et 106, 107. Un second mode de réalisation de l'invention qui est représenté à la figure 7 comprend également deux canaux de décharge 12 ' et 14 ', mais qui ne sont pas disposés comme dans le premier mode de réalisation directement l'un contre l'autre, mais l'un à la suite de l'autre dans leur direction longitudinale, avec un déclencheur 146

disposé entre eux.

Le résonateur 144 avec son champ de rayonnement 142 comprend également deux miroirs d'extrémité 160 et 162 qui sont disposés dans un logement à miroirs 164 monté sur le côté frontal 76 ' du canal de décharge 12 ', alors que sur un côté frontal opposé 78 ' se raccorde le déclencheur 146 avec son logement 166 Le canal de décharge 12 ' comprend également une enceinte de décharge 72 ' qui est traversée par une première branche 150 et une quatrième branche 158 du résonateur 144, alors que le second canal de décharge 14 ' est traversé par une

seconde branche 152 et une troisième branche 156.

Le canal de décharge 14 ' se raccorde sur un côté opposé au canal de décharge 12 ' au logement 166 du déclencheur 146 par son côté frontal 76 ", alors qu'un autre logement à miroirs 165 se raccorde à son côté frontal opposé 78 ", logement dans lequel est monté le miroir de renvoi 154 qui, de la même manière que dans le premier mode de réalisation, est constitué sous forme d'un miroir conique qui accouple la seconde branche 152 avec la troisième branche 156, son axe de cône 208 étant situé symétriquement entre la seconde branche 152 et la troisième branche 156 et s'étendant de préférence parallèlement à celles-ci. Contrairement au premier mode de réalisation, le déclencheur 146 comprend en tant qu'optique de formation d'image non pas un miroir conique mais deux miroirs paraboliques cylindriques 180 et 182, qui sont montés de façon à avoir un foyer commun sur un foyer linéaire 186, les directions des cylindres des miroirs paraboliques cylindriques 180 et 182 étant parallèles entre elles et parallèles à

la direction longitudinale du foyer linéaire 186.

Le foyer linéaire 186 peut être découvert et recouvert par une roue de hachage 190 constituée comme dans le premier mode de réalisation, qui est munie de fentes 194 et de régions fermées 196 situées entre celles- ci, une direction radiale de la roue de hachage par rapport à son axe de rotation 92 étant parallèle au foyer linéaire En outre, la roue de hachage 190 peut être entraînée de façon analogue à la roue de hachage 90 par un mécanisme 202 qui est

monté dans un logement 166 destiné au déclencheur 146.

Les miroirs paraboliques cylindriques 180 et 182 sont montés de manière à réfléchir respectivement les faisceaux provenant du foyer linéaire 186 dans des directions différentes, ce qui fait qu'une déformation du faisceau provoquée par les miroirs paraboliques peut

être ainsi compensée.

De préférence, les deux miroirs paraboliques 180 et 182 sont de

courbure identique.

Le miroir parabolique 180 accouple la première branche 150 par l'intermédiaire du foyer linéaire 186 avec la seconde branche 152 et la troisième branche 156 par l'intermédiaire du foyer linéaire avec la quatrième branche 158 Les branches 150 et 152 ou 156 et 158 sont couplées par les miroirs paraboliques 180 et 182 symétriquement par rapport au foyer linéaire 186 et également perpendiculairement à

l'étendue longitudinale de ce dernier.

Grâce à la roue de hachage 190, la longueur active du champ de rayonnement 142 du résonateur peut être ainsi subdivisée en trois segments, à savoir la longueur active 204 de la première branche 150, la longueur active 205 et 206 de la seconde branche 152 combinée à la troisième branche 156, et la longueur active 207 de la quatrième

branche 158.

L'enceinte de décharge 172 ' et l'enceinte de décharge 174 ' sont parcourues par le gaz à laser qui se déplace dans la direction d'écoulement 118, cette direction d'écoulement 118 étant située dans un plan qui est parallèle aux directions longitudinales 151 et 159 de la première branche 150 ou de la quatrième branche 158 et à la

direction transversale 118, et est ainsi fixée par celles-ci.

De façon analogue, la direction d'écoulement 118 dans l'enceinte de décharge 74 est située dans un plan qui est parallèle aux directions longitudinales 153 et 157 de la seconde branche 152 ou de la troisième branche 156 et à la direction transversale 20, et est fixée par celles- ci Ces deux plans se fusionnent en outre et sont perpendiculaire à la dimension longitudinale du foyer linéaire 186 ainsi que perpendiculaires à la direction du cylindre des deux miroirs

paraboliques cylindriques 180 et 182.

Si l'on considère la compensation de la modification de la longueur de trajet optique par les gradients de densité du gaz à laser s'étendant dans la direction 118 de l'écoulement dans les deux enceintes de décharge 72 ' et 74 ', il en résulte qu'un champ de rayonnement partiel TV de la première branche 150 située à l'avant est constitué sous forme d'un champ de rayonnement partiel TV situé à l'arrière de la seconde branche 152 par les deux miroirs paraboliques cylindriques 180 et 182 Il en va de même pour le champ de rayonnement partiel TH situé à l'arrière de la première branche 150 En outre, il y a inversion des champs de rayonnement partiels T par le miroir conique 154, ce qui fait que le champ de rayonnement partiel TH de la seconde branche 152 qui est située à l'avant se dispose à l'arrière de la troisième branche 156 par rapport à la direction 118 de l'écoulement, alors que le champ de rayonnement partiel arrière TV de la seconde branche 152 est situé' à l'avant dans la-troisième branche 156. Entre la troisième branche 156 et la quatrième branche 158 a lieu un couplage au moyen des miroirs paraboliques cylindriques 180 et 182 de façon qu'ait lieu également une inversion du champ de rayonnement partiel T, ce qui fait que le champ de rayonnement partiel TV situé à l'arrière de la troisième branche 156 est disposé en avant dans la quatrième branche 158 par rapport à la direction de l'écoulement et que le champ de rayonnement partiel TV de la troisième branche 156 qui est situé à l'avant est situé à l'arrière de façon analogue dans la quatrième branche 158 par rapport à la direction 158

de l'écoulement.

Si on considère pour résumer le couplage des champs de rayonnement partiels T, on constate dans chacune des enceintes de décharge 72 ' et 74 ' une compensation venant du fait que les champs de rayonnement partiels sont disposés de façon inversée dans chaque autre

branche respective.

Comme montré en outre à la figure 8, il y a dans le second mode de réalisation inversion de la position des champs de rayonnement partiels T lors du second passage par le foyer linéaire 186 par rapport au premier passage, ainsi que cela ressort de ce qui suit Le champ de rayonnement partiel TL qui est réfléchi par le miroir parabolique 180 lors d'un premier passage par le foyer linéaire 186 dans une région de gauche L du foyer linéaire 186 est inversé après passage de la seconde branche 152 par le miroir conique 154 de manière à être disposé sur le côté droit R du foyer linéaire 186 lors du second passage par ce dernier Il en va de même pour le champ de rayonnement partiel TR situé sur le côté droit R du foyer linéaire 186, qui est également inversé par le miroir conique 154 de manière à être situé sur le côté gauche L du foyer linéaire 186 après passage de

la troisième branche 156.

Il en résulte que les champs de rayonnement partiels T sont inversés dans le foyer linéaire 186 lors du passage du rayonnement de la troisième branche 156 vers la quatrième branche 158 par rapport aux champs de rayonnement partiels T dans le foyer linéaire 186 lors du passage du faisceau de la première branche 150 dans la seconde branche 152, ce qui fait que l'on élimine totalement dans le second mode de réalisation un dégagement irrégulier ou un recouvrement irrégulier du foyer linéaire par le bord avant 122 et le bord arrière 124, comme

déjà décrit en référence au premier mode de réalisation.

Il en est de même pour les conditions concernant le

fonctionnement pulsé au moyen de la roue de hachage 190.

En outre, les canaux de décharge 12 ' et 14 ' et les enceintes de décharge 72 ' et 74 ' sont de constitution identique à celle du premier mode de réalisation, ce qui fait qu'il est renvoyé aux explications concernant le premier mode de réalisation en ce qui concerne leur

description.

Dans les deux modes de réalisation a lieu une excitation du gaz à laser de façon habituelle et connue, de préférence par une décharge haute fréquence dans des mélanges de gaz à laser connus pour des lasers parcourus transversalement, tels que du C 02 avec les adjuvants habituels, dans les canaux de décharge 12 et 12 ' ainsi que 14 et 14 ', l'excitation étant réalisée selon une haute fréquence appropriée,

ainsi que cela est connu dans l'état de la technique.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1 Système laser pulsé de grande puissance comprenant un résonateur avec des miroirs et un champ de rayonnement s'étendant entre les miroirs du résonateur ainsi qu'un milieu à laser pouvant être excité par le champ de rayonnement du résonateur traversé sur une longueur active, caractérisé en ce que qu'un déclencheur ( 46; 146) déterminant les impulsions laser est monté dans le champ de rayonnement ( 42; 142) du résonateur de manière que la longueur active du champ de rayonnement ( 42; 142) du résonateur puisse être séparée par le déclencheur ( 46; 146) en au moins deux segments ( 104, 105 et

106, 107; 204, 205 et 206, 207).

2 Système laser pulsé de grande puissance selon la revendication 2, caractérisé en ce que le déclencheur ( 46; 146) comprend une optique de formation d'image ( 80; 180, 182) formant l'image du champ de rayonnement ( 42; 52) du résonateur sur un foyer linéaire ( 86; 186) et un hacheur mécanique ( 90; 190) actif dans la

région du foyer linéaire ( 86; 186).

3 Système laser pulsé de grande puissance selon la revendication 2, caractérisé en ce que le déclencheur ( 46) comprend en tant qu'optique de formation d'image un miroir conique ( 80) dans l'axe

de cône ( 82) duquel est disposé le foyer linéaire ( 86).

4 Système laser de grande puissance selon la revendication 2, caractérisé en ce que le déclencheur ( 146) comprend en tant qu'optique de formation d'image deux miroirs paraboliques ( 180, 182) montés de façon à avoir un foyer commun, le foyer linéaire ( 186) étant parallèle

à leur direction de cylindre.

Système laser de grande puissance selon la revendication 4, caractérisé en ce que les miroirs paraboliques ( 180, 182) réfléchissent le rayonnement provenant du foyer linéaire ( 186) dans

des directions opposées.

6 Système laser de grande puissance selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur active

( 104, 105 et 106, 107; 204, 205 et 206, 207) du champ de rayonnement ( 142) du résonateur peut être séparée en au moins deux segments

présentant des longueurs actives comparables ( 104, 107, 204, 205).

7 Système laser de grande puissance selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que le champ de

rayonnement ( 42; 142) du résonateur traverse deux fois le déclencheur

( 46; 146).

8 Système laser de grande puissance selon la revendication 7, caractérisé en ce que le champ de rayonnement ( 42; 142) du résonateur

traverse deux fois le même foyer linéaire ( 86, 186).

9 Système laser de grande puissance selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que le résonateur ( 44,

144) comprend un miroir de renvoi ( 54, 154) qui renvoie vers le déclencheur ( 46, 146) un rayonnement venant de ce dernier en parallèle

et en le décalant.

Système laser de grande puissance selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que le champ de

rayonnement ( 42, 142) du laser est dirigé parile milieu à laser de manière que des différences entre les longueurs des trajets optiques des champs de rayonnement partiels du champ de rayonnement ( 42; 142)

du résonateur soient réduites.

11 Système laser de grande puissance selon la revendication 10, caractérisé en ce que les diverses longueurs différentes des trajets optiques des champs de rayonnement partiels (TV, TH) sont sensiblement compensées. 12 Système laser de grande puissance selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il comprend deux enceintes de décharge ( 72, 74) traversées par le champ de rayonnement ( 42, 142) du résonateur. 13 Système laser de grande puissance selon la revendication 12, caractérisé en ce que les décharges gazeuses dans les enceintes de

décharge ( 72, 74) ont lieu dans des conditions de décharge identiques.

14 Système laser de grande puissance selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que les champs de

rayonnement partiels (TA, TI; TR, TL) du champ de rayonnement ( 42) du résonateur traversent le foyer linéaire ( 86, 186) pendant leur second

passage dans une autre région que lors de leur premier passage.

15 Système laser de grande puissance selon la revendication 14, caractérisé en ce que les champs de rayonnement partiels (TA, TI) du champ de rayonnement ( 42) du résonateur sont situés lors du premier passage par le foyer linéaire ( 86) dans une région d'extrémité (A, I) du foyer linéaire et lors du second passage dans une région centrale (M) du foyer linéaire ( 86). 16 Système laser de grande puissance selon la revendication 14, caractérisé en ce que les champs de rayonnement partiels (TR, TL) qui sont situés lors du premier passage dans une région d'extrémité (R, L) du foyer linéaire ( 186) sont disposés lors du second passage dans la

région d'extrémité opposée (L, R) du foyer linéaire ( 186).