FR2595876A1 - Tube for a laser generator of the ionised gas type - Google Patents

Abstract

The present invention relates to tubes for laser generators of the ionised gas type. The tube is essentially characterised in that the side wall 2 of the central longitudinal enclosure 1, comprised between the two electrodes 3, 5, is made of a material based on aluminium nitride. Application, in particular, to tubes for ionised argon or ionised krypton laser generators.

Description

Tube pour générateur laser
- du type à gaz ionisé.Tube for laser generator
- of the ionized gas type.

La présente invention concerne les tubes pour générateurs lasers du type à gaz ionisé tels que, par exemple, les lasers à Argon ou à Krypton. The present invention relates to tubes for laser generators of the ionized gas type such as, for example, Argon or Krypton lasers.

I1 existe déjà des tubes pour générateurs lasers à gaz ionisé comportant essentiellement une première enceinte centrale longitudinale, deux électrodes, une cathode et une anode, respectivement opposees, sensiblement vers les deux extrémités de la première enceinte, cette enceinte étant fermée à ses deux extrémités par des fenêtres optiques comme, par exemple, des fenêtres de Brewster ou analogues. Cette enceinte centrale longitudinale enferme un gaz comme, par exemple, de l'Argon ou du Krypton ou analogue. I1 already exist tubes for ionized gas laser generators essentially comprising a first longitudinal central enclosure, two electrodes, a cathode and an anode, respectively opposite, substantially towards the two ends of the first enclosure, this enclosure being closed at its two ends by optical windows such as, for example, Brewster windows or the like. This longitudinal central enclosure encloses a gas such as, for example, Argon or Krypton or the like.

Cette première enceinte est généralement entourée latéralement par une enveloppe qui définit avec la paroi latérale extérieure de la première enceinte une seconde enceinte annulaire autour de la première, avec une tubulure d'entrée et de sortie pour permettre une circulation d'un fluide de refroidissement comme de l'eau. This first enclosure is generally surrounded laterally by an envelope which defines with the external lateral wall of the first enclosure a second annular enclosure around the first, with an inlet and outlet manifold to allow circulation of a cooling fluid as some water.

Dans ce genre de tube laser, la paroi de l'enceinte centrale comprise entre les deux électrodes présente des difficultés de réalisation, du fait essentiellement de sa tenue au plasma créé par le gaz ionisé. In this type of laser tube, the wall of the central enclosure between the two electrodes presents production difficulties, essentially due to its resistance to the plasma created by the ionized gas.

La présente invention a pour but de réaliser un tube pour générateur laser du type à gaz ionisé qui évite, du moins en grandie partie, les inconvénients de ceux de l'Art antérieur en ce qui concerne essentiellement la paroi latérale de la première enceinte centrale. The object of the present invention is to produce a tube for a laser generator of the ionized gas type which avoids, at least in large part, the drawbacks of those of the prior art as regards essentially the side wall of the first central enclosure.

Plus précisément, la présente invention a pour objet un tube pour générateur laser du type à gaz ionisé comprenant une enceinte centrale longitudinale, deux électrodes respectivement disposées aux deux extrémités de ladite enceinte centrale longitudinale, caractérisé par le fait que la paroi latérale de ladite enceinte centrale, comprise entre les deux électrodes, est réalisée en un matériau à base de Nitrure d'Aluminium.  More specifically, the subject of the present invention is a tube for a laser generator of the ionized gas type comprising a longitudinal central enclosure, two electrodes respectively disposed at the two ends of said longitudinal central enclosure, characterized in that the side wall of said central enclosure , between the two electrodes, is made of a material based on Aluminum Nitride.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description suivante donnee en regard du
Dessin annexé à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lequel la Figure unique représente, sous forme schématique, en coupe, un mode de réalisation d'un tube de générateur laser à gaz ionisé permettant de faire application de l'invention.Other characteristics and advantages of the present invention will appear during the following description given with reference to the
Drawing annexed by way of illustration, but in no way limiting, in which the single figure represents, in schematic form, in section, an embodiment of a tube of ionized gas laser generator making it possible to apply the invention.

En revenant à la Figure unique, celle- ci comporte une enceinte centrale longitudinale 1 de forme généralement tubulaire cylindrique de révolution constituée d'un manchon 2 aux extrémités duquel sont fixées, par exemple, deux électrodes, une anode 3 et une cathode 5. Cette enceinte 1 est terminée a ses deux extrémités 6 et 7 par, respectivement, des fenêtres optiques 9 et 8 comme, par exemple, des lames à faces parallèles inclinées sur l'axe 10 du manchon 2 et constituant des incidences de Brewster comme il est connu de l'Art antérieur. Returning to the single FIGURE, this comprises a longitudinal central enclosure 1 of generally tubular cylindrical shape of revolution constituted by a sleeve 2 at the ends of which are fixed, for example, two electrodes, an anode 3 and a cathode 5. This enclosure 1 is terminated at its two ends 6 and 7 by, respectively, optical windows 9 and 8 such as, for example, blades with parallel faces inclined on the axis 10 of the sleeve 2 and constituting Brewster bearings as is known of the Prior Art.

te manchon 2 compris entre l'anode 3 et le fond l1 de l'enceinte 1 est constitué, selon l'invention, par un Nitrure d'Aluminium comportant avantageusement un matériau de dopage comme, par exemple, du Fluorure d'Itrium.
Autour de cette enceinte 1, est disposée une enveloppe 12 entourant la paroi latérale 13 extérieure du manchon 2, pour former une chambre annulaire 14. Cette chambre annulaire 14 recouvre le maximum de la paroi longitudinale du manchon 2 et aussi, avantageusement, l'anode 3. De cette façon, l'enveloppe 12 est constituée, par exemple, par du verre pouvant supporter des chocs thermiques mais comportant, néanmoins, en série, par exemple, un soufflet 15 de dilatation permettant d'absorber les différences de dilatation, donc d'élongation, entre le manchon 2 et la paroi de l'enveloppe 12.the sleeve 2 comprised between the anode 3 and the bottom 11 of the enclosure 1 is constituted, according to the invention, by an aluminum nitride advantageously comprising a doping material such as, for example, Itrium fluoride.
Around this enclosure 1, an envelope 12 is disposed surrounding the lateral lateral wall 13 of the sleeve 2, to form an annular chamber 14. This annular chamber 14 covers the maximum of the longitudinal wall of the sleeve 2 and also, advantageously, the anode 3. In this way, the envelope 12 is constituted, for example, by glass capable of withstanding thermal shocks but comprising, nevertheless, in series, for example, an expansion bellows 15 making it possible to absorb the differences in expansion, therefore of elongation, between the sleeve 2 and the wall of the envelope 12.

A cette chambre annulaire 14, par la paroi 12 de l'enveloppe, sont associées respectivement une tubulure d'entrée 16 et une tubulure de sortie 17 de telle façon qu'il puisse s'instaurer dans cette chambre annulaire 14 une circulation de fluide de refroidissement entrant par la tubulure d'entrée 16 et sortant par la tubulure de sortie 17, afin de refroidir la paroi du manchon 2 et donc d'évacuer l'énergie calorifique du plasma créé par les décharges électriques entre les deux électrodes 3 et 5. Un manchon 2 réalisé avec le matériau précisé ci-dessus permet un très bon échange thermique entre le plasma et le fluide de refroidisserment, tout en présentant des qualités d'usinage et de réalisation très intéressantes, sans présenter les dangers connus de ceux de l'Art antérieur comme, par exemple, les manchons en Oxyde de Béryllium. With this annular chamber 14, through the wall 12 of the envelope, are associated respectively an inlet pipe 16 and an outlet pipe 17 so that it can establish in this annular chamber 14 a circulation of cooling entering via the inlet pipe 16 and leaving via the outlet pipe 17, in order to cool the wall of the sleeve 2 and therefore to evacuate the heat energy from the plasma created by the electrical discharges between the two electrodes 3 and 5. A sleeve 2 produced with the material specified above allows very good heat exchange between the plasma and the cooling fluid, while exhibiting very advantageous machining and production qualities, without presenting the dangers known to those of the Prior art such as, for example, beryllium oxide sleeves.

Pour réaliser le manchon 2, le Nitrure d'Aluminium, par exemple dopé au Fluorure d'Itrium, et qui se trouve naturellement sous forme de poudre, est d'abord comprimé à chaud pour devenir un bloc solide. To make the sleeve 2, the Aluminum Nitride, for example doped with Itrium Fluoride, and which is naturally found in powder form, is first compressed hot to become a solid block.

Ensuite, ce bloc solide est usiné dans la forme voulue et, éventuellement, soudé à d'autres éléments, par exemple le verre et le métal, pour former l'enceinte centrale 1 avec les fenetres et les électrodes, comme illustré sur la Figure unique, pour obtenir la configuration classique des tubes lasers à gaz ionise.Then, this solid block is machined into the desired shape and, optionally, welded to other elements, for example glass and metal, to form the central enclosure 1 with the windows and the electrodes, as illustrated in the single figure. , to obtain the classic configuration of ionized gas laser tubes.

Bien entendu, à un tel tube de générateur laser, sont associés d'autres moyens connus en eux-mmes, que l'on trouve couramment dans les dispositifs de laser à gaz ionise', notamment toutes les alimentations électroniques, les circulations de gaz à l'intérieur de l'enceinte centrale 1, permettant d'obtenir les résultats connus. Of course, with such a laser generator tube, there are associated other means known per se, which are commonly found in ionized gas laser devices, in particular all electronic power supplies, gas flows to inside the central enclosure 1, making it possible to obtain the known results.

De même, un tel tube à laser doit etre associé a' une cavité résonnante bien connue formée, comme illustré schematiquement, de deux miroirs 18 et 19 dont les axes optiques sont confondus avec l'axe optique et de symétrie 10 tel que défini ci-dessus. Similarly, such a laser tube must be associated with a well-known resonant cavity formed, as shown diagrammatically, of two mirrors 18 and 19 whose optical axes coincide with the optical and symmetry axis 10 as defined above. above.

La cathode 5 est plus particulièrement constituée d'un élément métallique entourant l'axe optique 10 et permettant au faisceau laser qui sera engendré à l'intérieur de cette enceinte 1 de se propager et aller se réfléchir sur les deux miroirs 18 et 19, suivant l'axe optique 10. The cathode 5 is more particularly made up of a metallic element surrounding the optical axis 10 and allowing the laser beam which will be generated inside this enclosure 1 to propagate and go to reflect on the two mirrors 18 and 19, according to optical axis 10.

Cette technologie étant connue en elle-meme, et le fonctionnement d'un tel générateur laser étant connu en lui-même, il ne sera pas plus amplement décrit ci-après.  This technology being known in itself, and the operation of such a laser generator being known in itself, it will not be described more fully below.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1. Tube pour générateur laser du type à gaz ionisé comprenant une enceinte centrale longitudinale (1), deux électrodes (3, 5) respectivement disposées aux deux extrémités de ladite enceinte centrale longitudinale, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la paroi latérale (2) de ladite enceinte centrale, comprise entre les deux électrodes, est réalisée en un matériau à base de Nitrure d'Aluminium. 1. Tube for laser generator of the ionized gas type comprising a longitudinal central enclosure (1), two electrodes (3, 5) respectively disposed at the two ends of said longitudinal central enclosure, CHARACTERIZED BY THE FACT THAT the side wall (2) of said central enclosure, comprised between the two electrodes, is made of a material based on Aluminum Nitride. 2. Tube pour générateur laser selon la revendication 1, 2. Tube for laser generator according to claim 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le matériau à base de Nitrure d'Aluminium contient un composé dopant.CHARACTERIZED BY THE FACT THAT the material based on Aluminum Nitride contains a doping compound. 3. Tube pour génerateur laser selon la revendication 2, 3. Tube for laser generator according to claim 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE ledit composé dopant est du Fluorure d'Itrium. CHARACTERIZED BY THE FACT THAT said doping compound is Itrium Fluoride.