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1 - GÉNÉRALITÉS

  • 1.1 - Diversité des lasers à gaz
  • 1.2 - Différences par rapport aux lasers à solide

2 - MODES D’EXCITATION DES LASERS À GAZ

3 - LASERS À GAZ ATOMIQUES

4 - LASERS MOLÉCULAIRES

5 - LASERS À GAZ INDUSTRIELS

  • 5.1 - Paramètres importants
  • 5.2 - Développements

Article de référence | Réf : AF3271 v1

Lasers à gaz industriels
Lasers à gaz

Auteur(s) : René JOECKLÉ

Date de publication : 10 janv. 2000

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  • René JOECKLÉ : Ancien chef de la division Lasers, optronique, sensorique de l’Institut de recherches franco-allemand de Saint-Louis (ISL)

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INTRODUCTION

Les lasers à gaz ont été découverts presque simultanément aux lasers à solide : dans l’infrarouge, le laser à CO2 a été découvert par Patel. Dans le visible, le laser à hélium-néon (He-Ne) connut aussitôt un grand développement. Ces lasers nécessitent un équipement technique relativement simple : l’excitation est obtenue par une décharge électrique haute tension dans un gaz basse pression (généralement un tube scellé dans le cas du laser He-Ne). Le rayonnement laser est généralement continu, ce qui était, au début, la caractéristique unique des lasers à gaz.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-af3271


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5. Lasers à gaz industriels

5.1 Paramètres importants

Les avantages et inconvénients principaux des lasers à gaz comparés aux lasers à solide ont déjà été indiqués : une grande variété de lasers est envisageable, les régimes temporels sont, soit continus, soit pulsés, soit pulsés répétitifs ; les qualités de faisceau sont généralement bonnes et les limitations thermiques sont moins strictes qu’avec les lasers à solide.

Pour ce qui concerne les lasers de mesure, on trouve couramment des lasers à faisceau monomode transverse (divergence limitée par diffraction) : lasers He-Ne. D’autre part, l’émission est strictement continue, ce qui est important pour certaines applications.

Les lasers à gaz industriels, de puissance moyenne élevée, sont principalement les lasers à CO2 ; les exigences optiques concernant la qualité du faisceau sont moins impératives qu’en ce qui concerne les lasers de mesure. On parvient assez facilement à obtenir un mode relativement bas et, en sacrifiant une partie de la puissance, un faisceau dont la divergence est proche de la limite de diffraction.

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5.2 Développements

On s’accorde généralement dans le monde des spécialistes des lasers à dire que le développement important des diodes laser et des lasers à solide va réduire la part des lasers à gaz, à la fois pour les lasers de mesure et pour les lasers industriels de puissance. Les lasers de mesure (He-Ne, Ar) sont en cours de remplacement par les lasers Nd:YAG pompés et doublés en fréquence, tant que les impulsions répétitives peuvent être substituées au continu pur. Pour les lasers industriels, ce sont les Nd:YAG continus qui viennent concurrencer les lasers à C02 de puissance moyenne (< 3 kW), du fait de la possibilité de transporter le faisceau de longueur d’onde 1,06 µm par fibre optique et de leur faible encombrement. Malgré cette tendance, les lasers à CO2 présentent un meilleur rendement énergétique et coûtent moins cher à l’entretien (pas de lampes à arc de durée de vie limitée) ; d’autre part, les innovations telles que l’excitation par radiofréquences et le refroidissement par diffusion (laser « plat ») des lasers à CO2...

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