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063 Laser CO2TEA de 3J préionisation étincelles



 


CONSTRUCTION D'UN LASER CO2 TEA de 3J

Deux électrodes en laiton embouties au profil de CHANG servent d'électrodes de décharge principales.
La caractéristique principale de ce laser est la préionisation du type à étincelles de reptation de surface !
Le laser comporte 14 unités de pré-ionisation sur les 2 cotés des électrodes de décharge principales.
Chaque unité se compose d'un condensateur de titanate de baryum de 180pF / 40kV dont l'un des cotés est fixé sur l'électrode de décharge en laiton.
Sur l'autre coté du condensateur de trouve un électrode de décharge et un demi disque d'alumine de 2mm d'épaisseur et une deuxième électrode de
décharge reliée sur la deuxième électrodes de décharge.

 

Ce type de pré-ionisation dite à "reptation de surface" présente l'avantage majeur de diminuer l'érosion des électrodes de pré-ionisations ce qui diminue l'usure donc augmente la durée de vie de celles-ci. L'autre avantage est une diminution de pollution du gaz d'un facteur 10-20 !

La pré-ionisation produit 107 à 109 électrons/cm3  ce qui permet d'obtenir une décharge homogène dans un grand volume sans apparition d'arc terminant le pompage du gaz actif.

Ce qui est important dans le système de préionisation c'est le "timing" de 10ns qui doit impérativement intervenir avant la décharge principale.

La pré-ionisation dépend d'une dizaines de paramètres tel que:
la pression du gaz,la composition du gaz, la vitesse de montée du courant, l'intensité de celui-ci, la disposition géométrique des électrodes, du nombre d'électrodes, du matériau utilisé pour les électrodes de décharge principales, de l'état de surface, de l'uniformité du champ éctriques entres les électrodes de décharges principales, des impurtés organique dans le gaz etc.....

Pour les électrodes de décharge principales il faut une uniformité du champ électrique de dE/E« 10-3 soit une tolérance de 50 microns.

Le laiton est le meilleur matériau surtout pour les lasers excimer utilisant le fluor, par contre il ne convient pas pour les halogénures de chlore.Le volume actif est de 23x23x500 mm3  soit  265 cm3  .

  




              

Caractéristiques techniques:


Gaz   1CO2; 1N2 ; 4He
Ein = 430 J/l     Eout = 20 J/l
E/p = 10-20 V/torr.cm
C/unité long = 2.5nF/cm
I/surface.temps = 100A/cm2.µs
C = 125nF  U= 38 kV  
Energie de pompage = 90 Joules
Durée de pompage 120 ns
Energie de préionisation : 14 condensateurs de 180pF soit 2.5nF/40kV   2J




Réalisation d'un tube de PMMA de 200/190 mm et 700 mm de long servant d'enceinte pour le mélange gazeux et de support de miroirs.
Ce tube permet une visualisation de l'homogénéité de la décharge pour optimiser les caractéristiques du circuit de décharge.
Je vais tester différents types de cicuits comme le circuit à transfert de charge, la ligne de Blumlein et bien d'autres versions.
Tous les circuits de décharges utiliserons des éclateurs pour des raisons de simplicité de courant pointe élevé et comme la fréquence de répétition sera limité à 2 pulses par secondes l'emploi d'un thyratron ne se justifie pas.






VIDEO EN HD


Documentation de lasers CO2 TEA

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