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Auteur(s)
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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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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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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.
HAUT DE PAGE5.2 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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