CO2 TEA lasers sustained by metastable N2

Abstract

Metastable N2 is able to ionize the low-ionization seed gas tri-n-propylamine. In this way the entire CO2 laser gas discharge can be sustained.

Influence d'additifs organiques à faible potentiel d'ionisation sur le fonctionnement des décharges autonomes dans les mélanges CO2-N2-He à la pression atmosphérique

“…3.2.3 Ces dernieres observations vont dans le sens de 1'existence d'un m6canisme d'ionisation lie a la fois a la presence de l'additif et de 1'azote. L'hypothese de Reits et Olbertz [5,6] d'une ionisation par effet Penning de 1'additif est donc confirmee par nos experiences. La creation de metastables d'azote (a lng, a, 12:u ) lors de la phase transitoire de formation de la decharge permet d'expliquer nos observations.…”

“…4b et 5) pour No = 1014 cm-3, a = 105 s-1, K = 3,7 x 10-12 cm3.s-1. La densite initiale de m6tastables identique a celle rapport6e par Reitz et Olbertz [6] represente environ 1/100 de 1'energie initialement stockee dans la capacite. Dans 1'azote, 1'attachement s'effectue sur des impuret6s 6lectronegatives ; on sait que, en 1'absence d'additif, E IN = 28,9 kV/cm/atm [12].…”

“…La valeur de a utilis6e (105 s-1) recoupe des mesures d'attachement electronique dans un plasma d'azote g6n6r6 par photoionisation [7]. 3.2.4 La presence de gaz carbonique a pour effet une desexcitation des m6tastables avec un taux de reaction de 1,2 x 10-13 cm3 mole-1 s-' [6]. Ceci donne une explication a 1'effet moins important joue par 1'additif dans la d6charge en presence de C02 (Fig.…”

“…Cette valeur est alors tres proche du champ optimum pour le rendement maximum qui est de 11 kV/cm/atm [13]. Cet effet explique donc les rendements 6lev6s obtenus dans le cas des decharges autoentretenues par Reits et Olbertz [6]. 4.2 STABILISATION DE LA DECHARGE.…”

“…Une am6lioration de cette technique [4] consiste a introduire dans le melange gazeux des additifs organiques (xylene, tri-n-propylamine) a faible potentiel d'ionisation, donc plus facilement photoionisables par les U.V. Cette technique est donc devenue assez utilisee ; si l'on excepte les travaux de Reits et Olbertz [5,6], il s'av6re que l'influence exacte de ces additifs sur le d6roulement de la d6charge est tres mal connue. Nous pr6sentons dans cette etude les resultats preliminaires concernant d'une part les modifications apport6es par l'introduction de ces additifs dans les m6canismes d'ionisation existant dans les decharges autoentretenues ( § 3) et d'autre part les consequences qui en r6sultent,;h savoir : diminution de la tension d'entretien de la d6charge, augmentation de 1'energie d6pos6e et amelioration de la stabilite de la d6charge ( § 4).…”