SUPERSONIC FLOW LOW TEMPERATURE ELECTRONIC TRANSITION EXCIMER LASERS

Résumé
Des émissions laser ultraviolettes de grande puissance ont été obtenues à partir de transitions électroniques d'excimères au moyen du dispositif de l'I.M.F.M. où un milieu gazeux en écoulement supersonique à très basse température et densité élevée est excité par un faisceau d'électrons ou une décharge stabilisée par faisceau d'électrons (ρ ≤ 2 amagats, T ≈ 70 - 150 K). Les effets d'un fort refroidissement et d'une très grande vitesse d'écoulement sur les caractéristiques de plusieurs systèmes laser U.V. et visibles (XeF*, XeCl*, Ne₊, F*) sont décrits. Les effets d'un fort refroidissement du milieu actif sur d'autres systèmes intéressant en tant que lasers potentiels, sont également décrits et notamment la mise en évidence d'un très fort accroissement de l'intensité de fluorescence dans les domaines de l'U.V. et du visible de transitions de trimers (Kr₂F*, Xe₂Cl*, Kr₂Cl*). Des résultats expérimentaux obtenus à l'I.M.F.M. et concernant la stabilité des décharges en écoulement supersonique à haute densité et les caractéristiques optiques du milieu en écoulement après excitation, étudiées par interférométrie, sont également présentés. Les possibilités des systèmes à densité élevée et écoulement à grande vitesse sont discutées dans le cadre du développement des futurs systèmes laser à excimères de puissance moyenne élevée.

Abstract
High power pulsed ultraviolet excimer laser emissions have been achieved with the high density and very low temperature supersonic flow-electron beam excitation and supersonic flow - electron beam stabilized discharge excitation devices developped at I.M.F.M. (ρ ≤ 2 amagats, T ≈ 70 -150 K). Experimental results are given for effects of strong cooling and very high speed and high density flow on lasing characteristics of several U.V. and visible laser systems (XeF*, XeCl*, Ne⁺ F*). Effects of strong cooling on other excimer systems and noticeally strong enhancement of fluorescence efficiency for several trimers (Kr₂F*, Xe₂Cl*, Kr₂Cl*), very attractive as potential visible high efficiency lasers, are described. Experimental results on fluid dynamics of these supersonic flow U.V. and visible lasers, noticeally discharge stability, and flowing medium behavior following excitation, as recorded by interferometry, are presented. Possibilities of very high speed flow, high density systems are discussed with the aim to consider development of future high average power excimer lasers.