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JP2024158398A - Luminous envelope - Google Patents

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JP2024158398A JP2023073560A JP2023073560A JP2024158398A JP 2024158398 A JP2024158398 A JP 2024158398A JP 2023073560 A JP2023073560 A JP 2023073560A JP 2023073560 A JP2023073560 A JP 2023073560A JP 2024158398 A JP2024158398 A JP 2024158398A
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Japan
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window
light
plasma
plasma region
housing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2023073560A
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Japanese (ja)
Inventor
章夫 鈴木
Akio Suzuki
将 下牧
Susumu Shimomaki
悠 松代
Yu MATSUSHIRO
光平 杉谷
Kohei Sugitani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
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Priority to TW113100426A priority patent/TW202443631A/en
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electromagnetism (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

To provide a light-emission sealed body that can achieve both improvement of the quality of output light and improvement of the output of the output light.SOLUTION: A light-emission sealed body 1A includes an accommodation structure 2 that accommodates gas G for generating plasma. The accommodation structure 2 includes a laser light incidence window part 20A to make laser light L1, which keeps plasma in a plasma region R where plasma is generated, enter the plasma region R, a plasma light emission window part 20B that makes plasma light L2, which is generated from the plasma, exit from the plasma region R, a laser light passage window part 20D that opposes the laser light incidence window part 20A with the plasma region R therebetween and makes the laser light L1, which has transmitted through the plasma, exit from the plasma region R, and a wall part 80a with a light-blocking property that defines a light passage region in at least the laser light passage window part 20D.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えばレーザ励起光源に適用される発光封体に関する。 The present invention relates to a light-emitting envelope that is applied, for example, to a laser excitation light source.

レーザ励起光源に適用される発光封体として、プラズマを発生させるためのガスを収容している筐体を備える発光封体であって、筐体が、プラズマを維持するためのレーザ光をプラズマ領域に入射させるレーザ光入射窓部と、プラズマから発せられたプラズマ光をプラズマ領域から出射させるプラズマ光出射窓部と、を有しており、プラズマ光出射窓部がプラズマ領域を挟んでレーザ光入射窓部と向かい合っているものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 A light-emitting envelope that is applied to a laser excitation light source is known that has a housing that contains a gas for generating plasma, and the housing has a laser light entrance window that allows laser light to enter a plasma region to maintain the plasma, and a plasma light exit window that allows plasma light emitted from the plasma to exit the plasma region, with the plasma light exit window facing the laser light entrance window across the plasma region (see, for example, Patent Document 1).

米国特許第10008378号明細書U.S. Pat. No. 1,000,8378

上述したような発光封体では、プラズマを透過したレーザ光も、プラズマ光と一緒にプラズマ光出射窓部から出射されてしまう可能性が高い。その場合、出力光は、プラズマ光とレーザ光とが混じったものとなり、出力光の品質が低下してしまう。また、プラズマ光出射窓部から出射されるレーザ光が、プラズマ光を利用するための光学系に入射することになるため、発光出力を上げるためにレーザ光の出力を上げると、出力の上がったレーザ光が当該光学系に熱等の悪影響を及ぼす可能性がある。それに対して、そもそも発光封体外にレーザ光を出射させない構成とすることが考えられる。例えば、レーザ光入射窓部と向かい合った位置に遮光部材や光吸収部材を配置することが考えられる。しかし、その場合にも、レーザ光の出力を上げると、発光封体内での熱の影響が大きくなり、発光封体や内部構成物が損傷してしまう可能性がある。 In the light-emitting envelope described above, there is a high possibility that the laser light that has passed through the plasma will be emitted from the plasma light emission window together with the plasma light. In that case, the output light will be a mixture of plasma light and laser light, and the quality of the output light will be reduced. In addition, since the laser light emitted from the plasma light emission window enters an optical system for using the plasma light, if the output of the laser light is increased to increase the light emission output, the laser light with increased output may have adverse effects such as heat on the optical system. In response to this, it is possible to configure the light-emitting envelope so that the laser light is not emitted outside the envelope in the first place. For example, it is possible to place a light-shielding member or a light-absorbing member in a position facing the laser light entrance window. However, even in this case, if the output of the laser light is increased, the effect of heat inside the light-emitting envelope will increase, and the light-emitting envelope and internal components may be damaged.

本発明は、出力光の品質の向上及び出力光の出力の向上の両立を図ることができる発光封体を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a light-emitting envelope that can improve both the quality of the output light and the output of the output light.

本発明の発光封体は、[1]「プラズマを発生させるためのガスを収容している収容構造体を備え、前記収容構造体は、前記プラズマが発生したプラズマ領域において前記プラズマを維持するための第1光を前記プラズマ領域に入射させる第1窓部と、前記プラズマから発せられた第2光を前記プラズマ領域から出射させる第2窓部と、前記プラズマ領域を挟んで前記第1窓部と向かい合っており、前記プラズマを透過した前記第1光を前記プラズマ領域から出射させる第3窓部と、遮光性を有し、少なくとも前記第3窓部の光通過領域を画定している壁部と、を有する、発光封体」である。 The luminous envelope of the present invention is a luminous envelope that includes a storage structure that stores a gas for generating plasma, the storage structure having a first window that allows a first light for maintaining the plasma in a plasma region where the plasma is generated to enter the plasma region, a second window that allows a second light emitted from the plasma to exit the plasma region, a third window that faces the first window across the plasma region and allows the first light that has passed through the plasma to exit the plasma region, and a wall that has light-shielding properties and defines at least a light-passing region of the third window.

上記[1]に記載の発光封体では、プラズマを発生させるためのガスを収容している収容構造体が、プラズマを透過した第1光をプラズマ領域から出射させる第3窓部を有している。この第3窓部は、プラズマから発せられた第2光をプラズマ領域から出射させる第2窓部とは別の窓部であって、第1光をプラズマ領域に入射させる第1窓部とプラズマ領域を挟んで向かい合っている。これにより、第2窓部から第2光を出力光として取り出しつつ、プラズマを透過した第1光を第3窓部から発光封体外に取り出すことができる。したがって、出力光に第1光が混じることを抑制しつつ、第1光の出力を上げても、発光封体内におけるその影響を抑制することができる。よって、上記[1]に記載の発光封体によれば、出力光の品質の向上及び出力光の出力の向上の両立を図ることができる。 In the light-emitting envelope described in [1] above, the storage structure that stores the gas for generating plasma has a third window that allows the first light that has passed through the plasma to exit the plasma region. This third window is a window that is different from the second window that allows the second light emitted from the plasma to exit the plasma region, and faces the first window that allows the first light to enter the plasma region, sandwiching the plasma region. This allows the second light to be extracted as output light from the second window, while the first light that has passed through the plasma to be extracted to the outside of the light-emitting envelope from the third window. Therefore, even if the output of the first light is increased, the influence of the first light in the light-emitting envelope can be suppressed while suppressing the first light from being mixed into the output light. Therefore, according to the light-emitting envelope described in [1] above, it is possible to achieve both an improvement in the quality of the output light and an improvement in the output light output.

本発明の発光封体は、[2]「前記第3窓部は、前記プラズマ領域から前記第3窓部側に出射された前記第2光も出射させる、上記[1]に記載の発光封体」であってもよい。当該[2]に記載の発光封体によれば、プラズマを透過した第1光に加え、プラズマ領域から第3窓部側に出射された第2光も第3窓部から取り出すことで、発光封体内における第2光の影響を抑制し、出力光の品質の向上及び出力光の出力の向上の両立を図ることができる。 The luminous envelope of the present invention may be [2] "the luminous envelope described in [1] above, in which the third window also emits the second light emitted from the plasma region to the third window." According to the luminous envelope described in [2], in addition to the first light transmitted through the plasma, the second light emitted from the plasma region to the third window is also extracted from the third window, thereby suppressing the influence of the second light within the luminous envelope and achieving both an improvement in the quality of the output light and an improvement in the output power of the output light.

本発明の発光封体は、[3]「前記収容構造体は、前記第1窓部及び前記第2窓部を有する筐体と、前記第3窓部及び前記壁部を有し、前記筐体内において前記プラズマ領域を含む包囲空間を画定している包囲部と、を有する、上記[1]又は[2]に記載の発光封体」であってもよい。当該[3]に記載の発光封体によれば、収容構造体が包囲部を有していない場合に比べ、ガスが対流する空間が狭くなるため、当該空間においてガスに対流が発生するのを確実に抑制することができる。その結果、出力光からノイズ成分を除くことができるので、出力光の品質を向上させることができる。 The luminous envelope of the present invention may be [3] "the luminous envelope described in [1] or [2] above, in which the storage structure has a housing having the first window portion and the second window portion, and an enclosure portion having the third window portion and the wall portion and defining an enclosed space including the plasma region within the housing." According to the luminous envelope described in [3], the space through which the gas convects is narrower than when the storage structure does not have an enclosure portion, so that it is possible to reliably suppress the occurrence of gas convection in the space. As a result, noise components can be removed from the output light, and the quality of the output light can be improved.

本発明の発光封体は、[4]「前記包囲部は、前記第1窓部に対応している第1開口、及び前記第2窓部に対応している第2開口を有し、前記第1窓部は、前記第1開口における前記包囲空間側の開口端に対して前記包囲空間とは反対側に位置しており、前記第2窓部は、前記第2開口における前記包囲空間側の開口端に対して前記包囲空間とは反対側に位置しており、前記第1開口及び前記第2開口の少なくとも一方は、前記包囲空間に対して狭められている、上記[3]に記載の発光封体」であってもよい。当該[4]に記載の発光封体によれば、ガスに対流が発生するのをより確実に抑制することができる。よって、出力光の品質を向上させることができる。 The luminous envelope of the present invention may be the luminous envelope described in [4] above, in which "the enclosure has a first opening corresponding to the first window and a second opening corresponding to the second window, the first window is located on the opposite side of the enclosed space from the opening end of the first opening on the enclosed space side, the second window is located on the opposite side of the enclosed space from the opening end of the second opening on the enclosed space side, and at least one of the first opening and the second opening is narrowed with respect to the enclosed space." According to the luminous envelope described in [4], it is possible to more reliably suppress the occurrence of convection in the gas. Therefore, it is possible to improve the quality of the output light.

本発明の発光封体は、[5]「前記筐体内において前記プラズマ領域に臨んでいる第1先端部を有する第1電極と、前記筐体内において前記プラズマ領域に臨んでおり且つ前記プラズマ領域を挟んで前記第1先端部と向かい合っている第2先端部を有する第2電極と、前記第1電極を保持しており、前記筐体に固定されている絶縁性の第1保持部と、を更に備え、前記包囲部は、前記筐体内において前記プラズマ領域、前記第1先端部及び前記第2先端部を包囲しており、前記第1窓部に対応している第1開口、及び前記第2窓部に対応している第2開口を有する絶縁性の包囲部であり、前記包囲部の少なくとも一部分は、前記第1保持部に設けられている、上記[3]に記載の発光封体」であってもよい。当該[5]に記載の発光封体によれば、第1電極を保持している第1保持部を利用して、包囲部の少なくとも一部分を構成することができる。また、第1電極の第1先端部及び第2電極の第2先端部が絶縁性の包囲部によって包囲されているため、包囲空間を狭くしても、プラズマを確実に発生させることができると共に、プラズマを安定的に維持することができる。よって、出力光の品質を向上させることができる。 The luminous envelope of the present invention may be the luminous envelope described in [3] above, further comprising: [5] "a first electrode having a first tip facing the plasma region in the housing; a second electrode having a second tip facing the plasma region in the housing and facing the first tip across the plasma region; and an insulating first holding part that holds the first electrode and is fixed to the housing, the enclosure surrounding the plasma region, the first tip and the second tip in the housing, an insulating enclosure having a first opening corresponding to the first window and a second opening corresponding to the second window, and at least a part of the enclosure being provided in the first holding part." According to the luminous envelope described in [5], at least a part of the enclosure can be formed by using the first holding part that holds the first electrode. In addition, since the first tip of the first electrode and the second tip of the second electrode are surrounded by an insulating surrounding portion, even if the surrounding space is narrow, plasma can be reliably generated and the plasma can be stably maintained. Therefore, the quality of the output light can be improved.

本発明の発光封体は、[6]「前記第2電極を保持しており、前記筐体に固定されている絶縁性の第2保持部を更に備え、前記包囲部は、第1包囲部分及び第2包囲部分を有し、前記第1包囲部分は、前記一部分として前記第1保持部に設けられており、前記第2包囲部分は、前記第2保持部に設けられている、上記[5]に記載の発光封体」であってもよい。当該[6]に記載の発光封体によれば、第1電極を保持している第1保持部、及び第2電極を保持している第2保持部を利用して、容易に包囲部を構成することができる。 The luminous envelope of the present invention may be the luminous envelope described in [5] above, [6] "further comprising an insulating second holding part that holds the second electrode and is fixed to the housing, the surrounding part having a first surrounding part and a second surrounding part, the first surrounding part being provided on the first holding part as a part thereof, and the second surrounding part being provided on the second holding part." According to the luminous envelope described in [6], the surrounding part can be easily configured by utilizing the first holding part that holds the first electrode and the second holding part that holds the second electrode.

本発明の発光封体は、[7]「前記筐体は、前記第3窓部と向かい合っている第4窓部を更に有し、前記第4窓部は、前記第3窓部を透過した前記第1光を前記筐体外に出射させる、上記[3]~[6]のいずれか一つに記載の発光封体」であってもよい。当該[7]に記載の発光封体によれば、ガスが存在する空間に入射した第1光のうちプラズマを透過した第1光を、包囲部の第3窓部及び筐体の第4窓部を介して筐体外に出射させることができる。 The luminous envelope of the present invention may be [7] "the luminous envelope according to any one of [3] to [6] above, in which the casing further has a fourth window portion facing the third window portion, and the fourth window portion causes the first light transmitted through the third window portion to be emitted outside the casing." According to the luminous envelope according to [7], the first light that is incident on a space in which a gas is present and that has transmitted through the plasma can be emitted outside the casing through the third window portion of the surrounding portion and the fourth window portion of the casing.

本発明の発光封体は、[8]「前記第1窓部、前記第2窓部、前記第3窓部及び前記第4窓部のそれぞれは、窓部材を有し、前記第3窓部の前記窓部材と前記プラズマ領域との距離は、前記第1窓部の前記窓部材と前記プラズマ領域との距離、前記第2窓部の前記窓部材と前記プラズマ領域との距離、及び前記第4窓部の前記窓部材と前記プラズマ領域との距離のいずれよりも小さい、上記[7]に記載の発光封体」であってもよい。当該[8]に記載の発光封体によれば、包囲部が第3窓部を有していない場合に比べ、ガスが対流する空間が狭くなるため、当該空間においてガスに対流が発生するのを確実に抑制することができる。その結果、出力光からノイズ成分を除くことができるので、出力光の品質を向上させることができる。 The luminous envelope of the present invention may be the luminous envelope described in [8] above, in which "each of the first window portion, the second window portion, the third window portion, and the fourth window portion has a window member, and the distance between the window member of the third window portion and the plasma region is smaller than any of the distance between the window member of the first window portion and the plasma region, the distance between the window member of the second window portion and the plasma region, and the distance between the window member of the fourth window portion and the plasma region." According to the luminous envelope described in [8], the space through which the gas convects is narrower than when the enclosure does not have the third window portion, so that the occurrence of gas convection in the space can be reliably suppressed. As a result, noise components can be removed from the output light, and the quality of the output light can be improved.

本発明の発光封体は、[9]「前記第3窓部の前記窓部材の厚さは、前記第4窓部の前記窓部材の厚さよりも小さい、上記[8]に記載の発光封体」であってもよい。当該[9]に記載の発光封体によれば、他の窓部材よりもプラズマに近いためにプラズマによる熱影響が大きくなる第3窓部の窓部材において、その厚さを薄くすることで熱膨張等の影響を低減し、第3窓部の窓部材の破損や固定状態の変化等を抑制することができる。したがって、発光封体を安定的に動作させることができ、出力光の品質を向上させることができる。 The luminous envelope of the present invention may be [9] "the luminous envelope described in [8] above, in which the thickness of the window member of the third window portion is smaller than the thickness of the window member of the fourth window portion." According to the luminous envelope described in [9], the window member of the third window portion, which is closer to the plasma than the other window members and therefore more susceptible to the thermal effect of the plasma, can be made thinner to reduce the effects of thermal expansion and the like, and damage to the window member of the third window portion and changes in the fixed state can be suppressed. Therefore, the luminous envelope can be operated stably, and the quality of the output light can be improved.

本発明の発光封体は、[10]「前記収容構造体は、前記第1窓部、前記第2窓部、前記第3窓部及び前記壁部を有する筐体を有し、前記筐体は、前記プラズマ領域を含む包囲空間を画定している、上記[1]又は[2]に記載の発光封体」であってもよい。当該[10]に記載の発光封体によれば、より簡易な構成で、ガスが存在する空間に入射した第1光のうちプラズマを透過した第1光を、筐体の第3窓部を介して筐体外に出射させるができる。 The luminous envelope of the present invention may be [10] "the luminous envelope described in [1] or [2] above, in which the storage structure has a housing having the first window, the second window, the third window, and the wall, and the housing defines an enclosed space including the plasma region." With the luminous envelope described in [10], the first light that is incident on a space in which a gas is present and that has passed through the plasma can be emitted to the outside of the housing through the third window of the housing with a simpler configuration.

本発明によれば、出力光の品質の向上及び出力光の出力の向上の両立を図ることができる発光封体を提供することが可能となる。 The present invention makes it possible to provide a light-emitting envelope that can achieve both improved quality of output light and improved output of output light.

第1実施形態の発光封体の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the luminous envelope of the first embodiment. 図1に示されるII-II線に沿っての発光封体の断面図である。2 is a cross-sectional view of the luminous envelope taken along line II-II shown in FIG. 1. 図1に示されるIII-III線に沿っての発光封体の断面図である。3 is a cross-sectional view of the luminous envelope taken along line III-III shown in FIG. 1. 第2実施形態の発光封体の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a luminous envelope according to a second embodiment. 図4に示されるV-V線に沿っての発光封体の断面図である。5 is a cross-sectional view of the light-emitting envelope taken along line VV shown in FIG. 4. 図4に示されるVI-VI線に沿っての発光封体の断面図である。6 is a cross-sectional view of the luminous envelope taken along line VI-VI shown in FIG. 4. 第3実施形態の発光封体の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a luminous envelope according to a third embodiment. 図7に示されるVIII-VIII線に沿っての発光封体の断面図である。8 is a cross-sectional view of the luminous envelope taken along line VIII-VIII shown in FIG. 7. 図7に示されるIX-IX線に沿っての発光封体の断面図である。9 is a cross-sectional view of the luminous envelope taken along line IX-IX shown in FIG. 7.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
[第1実施形態]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted.
[First embodiment]

図1、図2及び図3に示されるように、第1実施形態の発光封体1Aは、収容構造体2、第1電極3、第2電極4及び第1保持部5を備えている。収容構造体2は、筐体7及び包囲部8を有している。収容構造体2は、プラズマを発生させるためのガスGを収容している。ガスGは、例えばキセノンガスである。発光封体1Aでは、プラズマを維持するためのレーザ光(第1光)L1がプラズマ領域R(ガスGにおいてプラズマが発生した領域)に入射し、プラズマから発せられたプラズマ光(第2光)L2がプラズマ領域Rから出射する。なお、プラズマから発せられたプラズマ光L2は、実際にはプラズマ領域Rを中心に全方位に放射的に発生するが、便宜上、出力光としてのプラズマ光L2のみを図示する。レーザ光L1の波長は、例えば800nm~1100nm程度であり、プラズマ光L2の波長は、例えば120nm~20μm程度である。発光封体1Aは、レーザ励起光源に適用される装置である。 As shown in Figures 1, 2 and 3, the light-emitting envelope 1A of the first embodiment includes a storage structure 2, a first electrode 3, a second electrode 4 and a first holding part 5. The storage structure 2 has a housing 7 and an enclosure 8. The storage structure 2 stores gas G for generating plasma. The gas G is, for example, xenon gas. In the light-emitting envelope 1A, a laser light (first light) L1 for maintaining plasma is incident on a plasma region R (a region where plasma is generated in the gas G), and plasma light (second light) L2 emitted from the plasma is emitted from the plasma region R. Note that the plasma light L2 emitted from the plasma is actually generated radiatively in all directions from the plasma region R, but for convenience, only the plasma light L2 as output light is illustrated. The wavelength of the laser light L1 is, for example, about 800 nm to 1100 nm, and the wavelength of the plasma light L2 is, for example, about 120 nm to 20 μm. The light-emitting envelope 1A is a device that is applied to a laser excitation light source.

筐体7は、本体部70、レーザ光入射窓部(第1窓部)20A、プラズマ光出射窓部(第2窓部)20B及びレーザ光出射窓部(第4窓部)20Cを有している。本体部70には、収容空間71、三つの窓部用開口72,73,74、及び二つの電極用開口75,76が形成されている。収容空間71は、プラズマ領域Rを含んでいる。窓部用開口72は、収容空間71からZ軸方向における一方の側に開口している。窓部用開口74は、収容空間71からZ軸方向における他方の側に開口している。窓部用開口73は、収容空間71からX軸方向(Z軸方向に垂直な方向)における一方の側に開口している。電極用開口75は、収容空間71からY軸方向(Z軸方向及びX軸方向の両方向に垂直な方向)における一方の側に開口している。電極用開口76は、収容空間71からY軸方向における他方の側に開口している。本体部70の材料は、例えばステンレス鋼等の金属材料である。 The housing 7 has a main body 70, a laser light entrance window (first window) 20A, a plasma light exit window (second window) 20B, and a laser light exit window (fourth window) 20C. The main body 70 has a storage space 71, three window openings 72, 73, 74, and two electrode openings 75, 76. The storage space 71 includes a plasma region R. The window opening 72 opens from the storage space 71 to one side in the Z-axis direction. The window opening 74 opens from the storage space 71 to the other side in the Z-axis direction. The window opening 73 opens from the storage space 71 to one side in the X-axis direction (direction perpendicular to the Z-axis direction). The electrode opening 75 opens from the storage space 71 to one side in the Y-axis direction (direction perpendicular to both the Z-axis direction and the X-axis direction). The electrode opening 76 opens from the storage space 71 to the other side in the Y-axis direction. The material of the main body 70 is a metal material such as stainless steel.

レーザ光入射窓部20Aは、窓部用開口72を気密に封止している。レーザ光入射窓部20Aは、レーザ光L1をプラズマ領域Rに入射させる。発光封体1Aでは、レーザ光入射窓部20Aは、Z軸方向に平行な光軸A1に沿ってレーザ光L1をプラズマ領域Rに入射させる。換言すれば、レーザ光L1の光軸は、光軸A1である。 The laser light entrance window 20A hermetically seals the window opening 72. The laser light entrance window 20A allows the laser light L1 to enter the plasma region R. In the light-emitting envelope 1A, the laser light entrance window 20A allows the laser light L1 to enter the plasma region R along an optical axis A1 that is parallel to the Z-axis direction. In other words, the optical axis of the laser light L1 is the optical axis A1.

レーザ光入射窓部20Aは、窓部材21及び保持部材22を有している。窓部材21は、光軸A1を中心線とし且つZ軸方向を厚さ方向とする板状に形成されている。窓部材21は、レーザ光L1を透過させる。窓部材21の材料は、少なくともレーザ光L1の波長に関して透過性を有する光透過性材料であって、例えばサファイアである。保持部材22は、光軸A1を中心線とする筒状に形成されている。窓部材21は、保持部材22の内側に配置された状態で、保持部材22によって保持されている。保持部材22の材料は、例えばコバール等の金属材料である。窓部材21の側面は、例えば金属ロウ材等の接合材によって、保持部材22の内面に気密に接合されている。保持部材22の外面は、例えばレーザ溶接によって、窓部用開口72の内面に気密に接合されている。 The laser light entrance window 20A has a window member 21 and a holding member 22. The window member 21 is formed in a plate shape with the optical axis A1 as the center line and the Z-axis direction as the thickness direction. The window member 21 transmits the laser light L1. The material of the window member 21 is a light-transmitting material that is transparent at least with respect to the wavelength of the laser light L1, such as sapphire. The holding member 22 is formed in a cylindrical shape with the optical axis A1 as the center line. The window member 21 is held by the holding member 22 while being placed inside the holding member 22. The material of the holding member 22 is a metal material such as Kovar. The side of the window member 21 is hermetically joined to the inner surface of the holding member 22 by a joining material such as a metal brazing material. The outer surface of the holding member 22 is hermetically joined to the inner surface of the window opening 72 by, for example, laser welding.

プラズマ光出射窓部20Bは、窓部用開口73を気密に封止している。プラズマ光出射窓部20Bは、プラズマ領域Rを挟んでレーザ光入射窓部20Aと向かい合った位置以外の位置に配置されている。つまり、プラズマ光出射窓部20Bは、プラズマ領域Rを挟んでレーザ光入射窓部20Aと向かい合っていない。プラズマ光出射窓部20Bは、プラズマ光L2をプラズマ領域Rから出射させる。発光封体1Aでは、プラズマ光出射窓部20Bは、X軸方向に平行な光軸A2に沿ってプラズマ光L2をプラズマ領域Rから出射させる。換言すれば、プラズマ光L2の光軸は、光軸A2である。なお、光軸A1と光軸A2とは、プラズマ領域Rの中心において交わっており、本実施形態においては垂直に交わっている。 The plasma light emission window 20B airtightly seals the window opening 73. The plasma light emission window 20B is disposed at a position other than the position facing the laser light entrance window 20A across the plasma region R. In other words, the plasma light emission window 20B does not face the laser light entrance window 20A across the plasma region R. The plasma light emission window 20B emits the plasma light L2 from the plasma region R. In the light-emitting envelope 1A, the plasma light emission window 20B emits the plasma light L2 from the plasma region R along the optical axis A2 parallel to the X-axis direction. In other words, the optical axis of the plasma light L2 is the optical axis A2. The optical axis A1 and the optical axis A2 intersect at the center of the plasma region R, and in this embodiment, they intersect perpendicularly.

プラズマ光出射窓部20Bは、窓部材23及び保持部材24を有している。窓部材23は、光軸A2を中心線とし且つX軸方向を厚さ方向とする板状に形成されている。窓部材23は、プラズマ光L2を透過させる。窓部材23の材料は、少なくともプラズマ光L2の波長に関して透過性を有する光透過性材料であって、例えば、ダイヤモンド、サファイア又はフッ化マグネシウムである。保持部材24は、光軸A2を中心線とする筒状に形成されている。窓部材23は、保持部材24の内側に配置された状態で、保持部材24によって保持されている。保持部材24の材料は、例えばコバール等の金属材料である。窓部材23の側面は、例えば金属ロウ材等の接合材によって、保持部材24の内面に気密に接合されている。保持部材24の外面は、例えばレーザ溶接によって、窓部用開口73の内面に気密に接合されている。 The plasma light emission window 20B has a window member 23 and a holding member 24. The window member 23 is formed in a plate shape with the optical axis A2 as the center line and the X-axis direction as the thickness direction. The window member 23 transmits the plasma light L2. The material of the window member 23 is a light-transmitting material that is transparent at least for the wavelength of the plasma light L2, such as diamond, sapphire, or magnesium fluoride. The holding member 24 is formed in a cylindrical shape with the optical axis A2 as the center line. The window member 23 is held by the holding member 24 while being placed inside the holding member 24. The material of the holding member 24 is a metal material such as Kovar. The side of the window member 23 is hermetically joined to the inner surface of the holding member 24 by a joining material such as a metal brazing material. The outer surface of the holding member 24 is hermetically joined to the inner surface of the window opening 73 by, for example, laser welding.

レーザ光出射窓部20Cは、窓部用開口74を気密に封止している。レーザ光出射窓部20Cは、プラズマを透過したレーザ光L1をプラズマ領域Rから出射させる。本実施形態においては、レーザ光出射窓部20Cは、プラズマを透過したレーザ光L1に加え、プラズマ領域Rからレーザ光出射窓部20C側に出射されたプラズマ光L2も出射させるが、図面の簡略化のために当該プラズマ光L2を図示しない。なお、レーザ光出射窓部20Cから出射されるプラズマ光L2の光軸は、レーザ光L1と同軸である。発光封体1Aでは、レーザ光出射窓部20Cは、光軸A1に沿ってレーザ光L1をプラズマ領域Rから出射させる。換言すれば、レーザ光出射窓部20Cから出射される出射光は、レーザ光L1の光軸A1と同軸の光軸を有する。 The laser light emission window 20C hermetically seals the window opening 74. The laser light emission window 20C emits the laser light L1 that has passed through the plasma from the plasma region R. In this embodiment, the laser light emission window 20C emits the plasma light L2 emitted from the plasma region R to the laser light emission window 20C side in addition to the laser light L1 that has passed through the plasma, but the plasma light L2 is not shown in the figure to simplify the drawing. The optical axis of the plasma light L2 emitted from the laser light emission window 20C is coaxial with the laser light L1. In the light-emitting envelope 1A, the laser light emission window 20C emits the laser light L1 from the plasma region R along the optical axis A1. In other words, the emitted light emitted from the laser light emission window 20C has an optical axis that is coaxial with the optical axis A1 of the laser light L1.

レーザ光出射窓部20Cは、窓部材25及び保持部材26を有している。窓部材25は、光軸A1を中心線とし且つZ軸方向を厚さ方向とする板状に形成されている。窓部材25は、レーザ光L1を透過させる。窓部材25の材料は、少なくともレーザ光L1の波長に関して透過性を有する光透過性材料であり、より好ましくはレーザ光L1の波長に加えてプラズマ光L2の波長に関しても透過性を有する光透過性材料である。本実施形態においては、窓部材25の材料は、レーザ光L1の波長及びプラズマ光L2の波長の両方に関して透過性を有する材料であって、例えばサファイアである。保持部材26は、光軸A1を中心線とする筒状に形成されている。窓部材25は、保持部材26の内側に配置された状態で、保持部材26によって保持されている。保持部材26の材料は、例えばコバール等の金属材料である。窓部材25の側面は、例えば金属ロウ材等の接合材によって、保持部材26の内面に気密に接合されている。保持部材26の外面は、例えばレーザ溶接によって、窓部用開口74の内面に気密に接合されている。 The laser light emission window portion 20C has a window member 25 and a holding member 26. The window member 25 is formed in a plate shape with the optical axis A1 as the center line and the Z-axis direction as the thickness direction. The window member 25 transmits the laser light L1. The material of the window member 25 is a light-transmitting material that is transparent at least with respect to the wavelength of the laser light L1, and more preferably is a light-transmitting material that is transparent with respect to the wavelength of the plasma light L2 in addition to the wavelength of the laser light L1. In this embodiment, the material of the window member 25 is a material that is transparent with respect to both the wavelength of the laser light L1 and the wavelength of the plasma light L2, such as sapphire. The holding member 26 is formed in a cylindrical shape with the optical axis A1 as the center line. The window member 25 is held by the holding member 26 while being arranged inside the holding member 26. The material of the holding member 26 is, for example, a metal material such as Kovar. The side of the window member 25 is hermetically joined to the inner surface of the holding member 26 by a joining material such as a metal brazing material. The outer surface of the holding member 26 is hermetically joined to the inner surface of the window opening 74 by, for example, laser welding.

包囲部8は、筐体7の収容空間71内に配置されている。包囲部8は、絶縁性の本体部80及び絶縁性のレーザ光通過窓部(第3窓部)20Dを有している。本体部80には、包囲空間81、三つの光通過開口82,83,84、及び二つの電極用開口85,86が形成されている。包囲空間81は、プラズマ領域Rを含んでいる。光通過開口82は、包囲空間81からZ軸方向における一方の側に開口している。光通過開口84は、包囲空間81からZ軸方向における他方の側に開口している。光通過開口83は、包囲空間81からX軸方向における一方の側に開口している。電極用開口85は、包囲空間81からY軸方向における一方の側に開口している。電極用開口86は、包囲空間81からY軸方向における他方の側に開口している。なお、電極用開口85,86の直径はそれぞれ第1電極3及び第2電極4の直径よりも僅かに大きい。本体部80と第1電極3及び第2電極4とは僅かな隙間をもって離間している。その隙間の長さは、第1電極3及び第2電極4の直径の1/5以下である。そのため、包囲空間81内におけるガスの動向(対流の発生)に大きな影響を与えることなく、各部材の熱膨張や部材の精度及び位置決めのばらつき等の影響を抑制することができる。包囲空間81は、収容空間71内において、本体部80の壁部、三つの光通過開口82,83,84、及び二つの電極用開口85,86によって包囲されている。つまり、包囲部8は、筐体7内において包囲空間81を画定していると共に、筐体7内においてプラズマ領域Rを包囲している。 The surrounding portion 8 is disposed in the storage space 71 of the housing 7. The surrounding portion 8 has an insulating main body portion 80 and an insulating laser light passing window portion (third window portion) 20D. The main body portion 80 has an enclosed space 81, three light passing openings 82, 83, 84, and two electrode openings 85, 86. The enclosed space 81 includes a plasma region R. The light passing opening 82 opens from the enclosed space 81 to one side in the Z-axis direction. The light passing opening 84 opens from the enclosed space 81 to the other side in the Z-axis direction. The light passing opening 83 opens from the enclosed space 81 to one side in the X-axis direction. The electrode opening 85 opens from the enclosed space 81 to one side in the Y-axis direction. The electrode opening 86 opens from the enclosed space 81 to the other side in the Y-axis direction. The diameters of the electrode openings 85 and 86 are slightly larger than the diameters of the first electrode 3 and the second electrode 4, respectively. The main body 80 is separated from the first electrode 3 and the second electrode 4 by a small gap. The length of the gap is 1/5 or less of the diameter of the first electrode 3 and the second electrode 4. Therefore, the influence of thermal expansion of each member and variations in the accuracy and positioning of the members can be suppressed without significantly affecting the movement of the gas (generation of convection) in the enclosed space 81. The enclosed space 81 is surrounded by the wall of the main body 80, the three light passing openings 82, 83, and 84, and the two electrode openings 85 and 86 in the storage space 71. In other words, the enclosure 8 defines the enclosed space 81 in the housing 7 and surrounds the plasma region R in the housing 7.

光通過開口(第1開口)82は、レーザ光入射窓部20Aに対応している。すなわち、プラズマ領域Rとレーザ光入射窓部20Aとが並んでいる方向(発光封体1Aでは、Z軸方向)から見た場合に、光通過開口82は、レーザ光入射窓部20Aと重なっている。発光封体1Aでは、光通過開口82の中心線は、レーザ光入射窓部20Aの窓部材21の中心線に一致しており(すなわち、光軸A1に一致しており)、光通過開口82は、Z軸方向から見た場合にレーザ光入射窓部20Aの窓部材21に含まれている。光通過開口82は、包囲空間81に対して狭められている。すなわち、プラズマ領域Rと光通過開口82とが並んでいる方向(発光封体1Aでは、Z軸方向)から見た場合に、光通過開口82における包囲空間81側の開口端82aが包囲空間81に含まれている。発光封体1Aでは、光通過開口82は、包囲空間81側の開口端82aが包囲空間81とは反対側の開口端82bよりも小さいテーパ状の開口である。レーザ光入射窓部20Aの窓部材21は、光通過開口82の外側に位置している。 The light passing opening (first opening) 82 corresponds to the laser light entrance window 20A. That is, when viewed from the direction in which the plasma region R and the laser light entrance window 20A are lined up (the Z-axis direction in the light-emitting envelope 1A), the light passing opening 82 overlaps with the laser light entrance window 20A. In the light-emitting envelope 1A, the center line of the light passing opening 82 coincides with the center line of the window member 21 of the laser light entrance window 20A (that is, coincides with the optical axis A1), and the light passing opening 82 is included in the window member 21 of the laser light entrance window 20A when viewed from the Z-axis direction. The light passing opening 82 is narrowed with respect to the enclosed space 81. That is, when viewed from the direction in which the plasma region R and the light passing opening 82 are lined up (the Z-axis direction in the light-emitting envelope 1A), the opening end 82a on the enclosed space 81 side of the light passing opening 82 is included in the enclosed space 81. In the light-emitting envelope 1A, the light-passing opening 82 is a tapered opening in which the opening end 82a on the enclosed space 81 side is smaller than the opening end 82b on the opposite side to the enclosed space 81. The window member 21 of the laser light entrance window portion 20A is located outside the light-passing opening 82.

光通過開口(第2開口)83は、プラズマ光出射窓部20Bに対応している。すなわち、プラズマ領域Rとプラズマ光出射窓部20Bとが並んでいる方向(発光封体1Aでは、X軸方向)から見た場合に、光通過開口83は、プラズマ光出射窓部20Bと重なっている。発光封体1Aでは、光通過開口83の中心線は、プラズマ光出射窓部20Bの窓部材23の中心線に一致しており(すなわち、光軸A2に一致しており)、光通過開口83は、X軸方向から見た場合にプラズマ光出射窓部20Bの窓部材23に含まれている。光通過開口83は、包囲空間81に対して狭められている。すなわち、プラズマ領域Rと光通過開口83とが並んでいる方向(発光封体1Aでは、X軸方向)から見た場合に、光通過開口83における包囲空間81側の開口端83aが包囲空間81に含まれている。発光封体1Aでは、光通過開口83は、包囲空間81側の開口端83aが包囲空間81とは反対側の開口端83bよりも小さいテーパ状の開口である。プラズマ光出射窓部20Bの窓部材23は、光通過開口83の外側に位置している。 The light passage opening (second opening) 83 corresponds to the plasma light exit window 20B. That is, when viewed from the direction in which the plasma region R and the plasma light exit window 20B are lined up (the X-axis direction in the light-emitting envelope 1A), the light passage opening 83 overlaps with the plasma light exit window 20B. In the light-emitting envelope 1A, the center line of the light passage opening 83 coincides with the center line of the window member 23 of the plasma light exit window 20B (i.e., coincides with the optical axis A2), and the light passage opening 83 is included in the window member 23 of the plasma light exit window 20B when viewed from the X-axis direction. The light passage opening 83 is narrowed with respect to the enclosed space 81. That is, when viewed from the direction in which the plasma region R and the light passage opening 83 are lined up (the X-axis direction in the light-emitting envelope 1A), the opening end 83a of the light passage opening 83 on the enclosed space 81 side is included in the enclosed space 81. In the light-emitting envelope 1A, the light passing opening 83 is a tapered opening in which the opening end 83a on the enclosed space 81 side is smaller than the opening end 83b on the opposite side to the enclosed space 81. The window member 23 of the plasma light exit window portion 20B is located outside the light passing opening 83.

光通過開口84は、レーザ光出射窓部20Cに対応している。すなわち、プラズマ領域Rとレーザ光出射窓部20Cとが並んでいる方向(発光封体1Aでは、Z軸方向)から見た場合に、光通過開口84は、レーザ光出射窓部20Cと重なっている。発光封体1Aでは、光通過開口84の中心線は、レーザ光出射窓部20Cの窓部材25の中心線に一致しており(すなわち、光軸A1に一致しており)、光通過開口84は、Z軸方向から見た場合にレーザ光出射窓部20Cの窓部材25に含まれている。光通過開口84は、包囲空間81に対して狭められている。すなわち、プラズマ領域Rと光通過開口84とが並んでいる方向(発光封体1Aでは、Z軸方向)から見た場合に、光通過開口84における包囲空間81側の開口端84aが包囲空間81に含まれている。発光封体1Aでは、光通過開口84は、包囲空間81側の開口端84aが包囲空間81とは反対側の開口端84bよりも小さいステップ状の開口である。レーザ光出射窓部20Cの窓部材25は、光通過開口84の外側に位置している。 The light passing opening 84 corresponds to the laser light emitting window 20C. That is, when viewed from the direction in which the plasma region R and the laser light emitting window 20C are lined up (the Z-axis direction in the light emitting envelope 1A), the light passing opening 84 overlaps with the laser light emitting window 20C. In the light emitting envelope 1A, the center line of the light passing opening 84 coincides with the center line of the window member 25 of the laser light emitting window 20C (that is, coincides with the optical axis A1), and the light passing opening 84 is included in the window member 25 of the laser light emitting window 20C when viewed from the Z-axis direction. The light passing opening 84 is narrowed with respect to the enclosed space 81. That is, when viewed from the direction in which the plasma region R and the light passing opening 84 are lined up (the Z-axis direction in the light emitting envelope 1A), the opening end 84a on the enclosed space 81 side of the light passing opening 84 is included in the enclosed space 81. In the light-emitting envelope 1A, the light passing opening 84 is a stepped opening in which the opening end 84a on the enclosed space 81 side is smaller than the opening end 84b on the opposite side to the enclosed space 81. The window member 25 of the laser light exit window portion 20C is located outside the light passing opening 84.

レーザ光通過窓部20Dは、光通過開口84に配置されている。レーザ光通過窓部20Dは、レーザ光出射窓部20Cと向かい合っていると共に、プラズマ領域Rを挟んでレーザ光入射窓部20Aと向かい合っている。レーザ光通過窓部20Dは、プラズマを透過したレーザ光L1をプラズマ領域Rから出射させる。本実施形態においては、レーザ光通過窓部20Dは、プラズマを透過したレーザ光L1に加え、プラズマ領域Rからレーザ光通過窓部20D側に出射されたプラズマ光L2も出射させるが、図面の簡略化のために当該プラズマ光L2を図示しない。なお、レーザ光通過窓部20Dから出射されるプラズマ光L2の光軸は、レーザ光L1と同軸である。発光封体1Aでは、レーザ光通過窓部20Dは、光軸A1に沿ってレーザ光L1をプラズマ領域Rから出射させる。換言すれば、レーザ光通過窓部20Dから出射される出射光は、レーザ光L1の光軸A1と同軸の光軸を有する。レーザ光通過窓部20Dは、絶縁性の窓部材27を有している。窓部材27は、光軸A1を中心線とし且つZ軸方向を厚さ方向とする板状に形成されている。レーザ光通過窓部20Dの窓部材27とプラズマ領域Rとの距離は、レーザ光入射窓部20Aの窓部材21とプラズマ領域Rとの距離、プラズマ光出射窓部20Bの窓部材23とプラズマ領域Rとの距離、及びレーザ光出射窓部20Cの窓部材25とプラズマ領域Rとの距離のいずれよりも小さい。窓部材27の厚さは、他の各窓部材21,23,25の厚さよりも小さい。窓部材27は、レーザ光L1を透過させる。窓部材27の材料は、少なくともレーザ光L1の波長に関して透過性を有する光透過性材料であり、より好ましくはレーザ光L1の波長に加えてプラズマ光L2の波長に関しても透過性を有する光透過性材料である。本実施形態においては、窓部材27の材料は、レーザ光L1の波長及びプラズマ光L2の波長の両方に関して透過性を有する材料であって、例えばサファイアである。レーザ光通過窓部20Dの光通過領域(レーザ光L1が通過する領域)は、遮光性を有する本体部80の壁部80aによって画定されている。発光封体1Aでは、窓部材27の光通過領域が壁部80aによって画定されている。換言すれば、プラズマ領域Rと光通過開口84とが並んでいる方向(発光封体1Aでは、Z軸方向)から見た場合に、窓部材27の光通過領域が壁部80aによって包囲されている。 The laser light passing window 20D is disposed in the light passing opening 84. The laser light passing window 20D faces the laser light exit window 20C and faces the laser light entrance window 20A across the plasma region R. The laser light passing window 20D emits the laser light L1 that has passed through the plasma from the plasma region R. In this embodiment, the laser light passing window 20D emits the plasma light L2 emitted from the plasma region R to the laser light passing window 20D side in addition to the laser light L1 that has passed through the plasma, but the plasma light L2 is not shown in order to simplify the drawing. The optical axis of the plasma light L2 emitted from the laser light passing window 20D is coaxial with the laser light L1. In the light-emitting envelope 1A, the laser light passing window 20D emits the laser light L1 from the plasma region R along the optical axis A1. In other words, the light emitted from the laser light passing window 20D has an optical axis coaxial with the optical axis A1 of the laser light L1. The laser light passing window 20D has an insulating window member 27. The window member 27 is formed in a plate shape with the optical axis A1 as the center line and the Z-axis direction as the thickness direction. The distance between the window member 27 of the laser light passing window 20D and the plasma region R is smaller than the distance between the window member 21 of the laser light entrance window 20A and the plasma region R, the distance between the window member 23 of the plasma light exit window 20B and the plasma region R, and the distance between the window member 25 of the laser light exit window 20C and the plasma region R. The thickness of the window member 27 is smaller than the thicknesses of the other window members 21, 23, and 25. The window member 27 transmits the laser light L1. The material of the window member 27 is a light-transmitting material that is transparent at least to the wavelength of the laser light L1, and more preferably to the wavelength of the plasma light L2 in addition to the wavelength of the laser light L1. In this embodiment, the material of the window member 27 is a material that is transparent to both the wavelength of the laser light L1 and the wavelength of the plasma light L2, such as sapphire. The light passing region (the region through which the laser light L1 passes) of the laser light passing window 20D is defined by the wall 80a of the main body 80 having light-shielding properties. In the light-emitting envelope 1A, the light passing region of the window member 27 is defined by the wall 80a. In other words, when viewed from the direction in which the plasma region R and the light passing opening 84 are aligned (the Z-axis direction in the light-emitting envelope 1A), the light passing region of the window member 27 is surrounded by the wall 80a.

なお、壁部80aは、プラズマを透過したレーザ光L1が照射されないような位置に配置されている。換言すれば、レーザ光通過窓部20Dは、プラズマを透過したレーザ光L1が、壁部80aによって画定された窓部材27の光通過領域のみに照射されて当該光通過領域のみを通過するように、設けられている。これにより、壁部80aと窓部材27との固定領域に、プラズマを透過したレーザ光L1が照射されることを抑制し、熱等の影響によって壁部80aと窓部材27との固定状態が変化するのを抑制することができる。 The wall portion 80a is positioned so that the laser light L1 that has passed through the plasma is not irradiated thereto. In other words, the laser light passing window portion 20D is provided so that the laser light L1 that has passed through the plasma is irradiated only to the light passing region of the window member 27 defined by the wall portion 80a and passes only through the light passing region. This prevents the laser light L1 that has passed through the plasma from being irradiated to the fixed region between the wall portion 80a and the window member 27, and prevents the fixed state between the wall portion 80a and the window member 27 from changing due to the influence of heat, etc.

発光封体1Aでは、本体部80は、第1包囲部材80A、第2包囲部材80B及び第3包囲部材80Cを有している。第1包囲部材80Aは、包囲空間81の大部分、光通過開口83、光通過開口84における包囲空間81側の一部、及び二つの電極用開口85,86を画定している。第2包囲部材80Bは、光通過開口82、及び包囲空間81における光通過開口82側の一部を画定している。第3包囲部材80Cは、光通過開口84の大部分を画定している。第1包囲部材80A、第2包囲部材80B、第3包囲部材80Cのそれぞれの材料は、高温耐性を有する絶縁材料であって、例えばセラミックである。特に白色のセラミックを用いた場合、プラズマ光L2を反射することでプラズマ光出射窓部20Bから取り出す光量をより大きくすることができる。窓部材25は、第1包囲部材80Aと第3包囲部材80Cとによって挟持されている。第1包囲部材80A、第2包囲部材80B及び第3包囲部材80Cは、窓部材25と共に互いに組み合わされた状態で、筐体7によって保持されている。 In the light-emitting envelope 1A, the main body 80 has a first surrounding member 80A, a second surrounding member 80B, and a third surrounding member 80C. The first surrounding member 80A defines most of the enclosed space 81, a light passage opening 83, a part of the enclosed space 81 side of the light passage opening 84, and two electrode openings 85, 86. The second surrounding member 80B defines the light passage opening 82 and a part of the enclosed space 81 side of the light passage opening 82. The third surrounding member 80C defines most of the light passage opening 84. The materials of the first surrounding member 80A, the second surrounding member 80B, and the third surrounding member 80C are insulating materials having high temperature resistance, such as ceramics. In particular, when white ceramics are used, the amount of light extracted from the plasma light emission window portion 20B can be increased by reflecting the plasma light L2. The window member 25 is sandwiched between the first surrounding member 80A and the third surrounding member 80C. The first surrounding member 80A, the second surrounding member 80B, and the third surrounding member 80C are held by the housing 7 in a state where they are combined together with the window member 25.

第1電極3は、筐体7外から、筐体7の電極用開口75及び包囲部8の電極用開口85を介して、包囲空間81内に延在している。発光封体1Aでは、第1電極3は、Y軸方向に延在している棒状の部材である。第1電極3の材料は、例えばタングステン等の高融点金属材料である。第1電極3の先端部(第1先端部)31は、筐体7内においてプラズマ領域Rに臨んでいる。発光封体1Aでは、第1電極3の先端部31は、包囲空間81内においてプラズマ領域Rに臨んでおり、包囲部8によって包囲されている。 The first electrode 3 extends from outside the housing 7 into the enclosed space 81 through the electrode opening 75 of the housing 7 and the electrode opening 85 of the enclosure 8. In the luminous envelope 1A, the first electrode 3 is a rod-shaped member extending in the Y-axis direction. The material of the first electrode 3 is a high-melting point metal material such as tungsten. The tip portion (first tip portion) 31 of the first electrode 3 faces the plasma region R in the housing 7. In the luminous envelope 1A, the tip portion 31 of the first electrode 3 faces the plasma region R in the enclosed space 81 and is enclosed by the enclosure 8.

第1保持部5は、絶縁性の部材であり、第1電極3を保持している。第1保持部5の材料は、高温耐性を有する絶縁材料であって、例えばセラミックである。発光封体1Aでは、第1保持部5は、本体部51、及び一対の筒状部52,53を有している。筒状部52は、本体部51に対してプラズマ領域Rとは反対側に位置しており、筒状部53は、本体部51に対してプラズマ領域R側に位置している。本体部51及び筒状部52は、筐体7の電極用開口75の外側に配置されており、筒状部53は、筐体7の電極用開口75の内側に配置されている。本体部51には、貫通孔51aが形成されている。貫通孔51aは、Y軸方向に延在しており、各筒状部52,53の内側に開口している。貫通孔51a内には、第1電極3の中間部32が配置されている。中間部32の側面は、例えば金属ロウ材等の接合材によって、貫通孔51aの内面に気密に接合されている。筒状部52の内側には、第1電極3の基端部33が配置されている。 The first holding portion 5 is an insulating member and holds the first electrode 3. The material of the first holding portion 5 is an insulating material having high temperature resistance, such as ceramic. In the luminous envelope 1A, the first holding portion 5 has a main body portion 51 and a pair of cylindrical portions 52, 53. The cylindrical portion 52 is located on the opposite side of the plasma region R with respect to the main body portion 51, and the cylindrical portion 53 is located on the plasma region R side with respect to the main body portion 51. The main body portion 51 and the cylindrical portion 52 are arranged outside the electrode opening 75 of the housing 7, and the cylindrical portion 53 is arranged inside the electrode opening 75 of the housing 7. A through hole 51a is formed in the main body portion 51. The through hole 51a extends in the Y-axis direction and opens to the inside of each cylindrical portion 52, 53. The middle portion 32 of the first electrode 3 is arranged in the through hole 51a. The side of the intermediate portion 32 is hermetically joined to the inner surface of the through hole 51a by a joining material such as a metal brazing material. The base end portion 33 of the first electrode 3 is disposed inside the cylindrical portion 52.

第1保持部5は、筐体7に固定されている。発光封体1Aでは、第1保持部5は、筒状の接続部材9を介して筐体7に固定されている。接続部材9は、筒状部91及び内向きフランジ部92を有している。内向きフランジ部92は、筒状部91における筐体7とは反対側の端部に設けられている。接続部材9の材料は、例えばコバール等の金属材料である。内向きフランジ部92は、例えば金属ロウ材等の接合材によって、第1保持部5の本体部51に設けられた外向きフランジ部54に気密に接合されている。筒状部91における筐体7側の端部は、例えばレーザ溶接によって、筐体7に気密に接合されている。 The first holding part 5 is fixed to the housing 7. In the luminous envelope 1A, the first holding part 5 is fixed to the housing 7 via a cylindrical connecting member 9. The connecting member 9 has a cylindrical part 91 and an inward flange part 92. The inward flange part 92 is provided at the end of the cylindrical part 91 opposite the housing 7. The material of the connecting member 9 is a metal material such as Kovar. The inward flange part 92 is hermetically joined to the outward flange part 54 provided on the main body part 51 of the first holding part 5 by a joining material such as a metal brazing material. The end of the cylindrical part 91 on the housing 7 side is hermetically joined to the housing 7 by, for example, laser welding.

第2電極4は、筐体7の電極用開口76内から、包囲部8の電極用開口86を介して、包囲空間81内に延在している。発光封体1Aでは、第2電極4は、Y軸方向に延在している棒状の部材である。第2電極4の材料は、例えばタングステン等の高融点金属材料である。第2電極4の先端部(第2先端部)41は、筐体7内においてプラズマ領域Rに臨んでおり、プラズマ領域Rを挟んで第1電極3の先端部31と向かい合っている。発光封体1Aでは、第2電極4の先端部41は、包囲空間81内においてプラズマ領域Rに臨んでおり、包囲部8によって包囲されている。第2電極4の基端部43の側面は、例えば金属ロウ材等の接合材によって、電極用開口76の内面に気密に接合されている。 The second electrode 4 extends from the electrode opening 76 of the housing 7 into the enclosed space 81 through the electrode opening 86 of the enclosure 8. In the luminous envelope 1A, the second electrode 4 is a rod-shaped member extending in the Y-axis direction. The material of the second electrode 4 is a high-melting point metal material such as tungsten. The tip (second tip) 41 of the second electrode 4 faces the plasma region R in the housing 7 and faces the tip 31 of the first electrode 3 across the plasma region R. In the luminous envelope 1A, the tip 41 of the second electrode 4 faces the plasma region R in the enclosed space 81 and is enclosed by the enclosure 8. The side of the base end 43 of the second electrode 4 is hermetically joined to the inner surface of the electrode opening 76 by a joining material such as a metal brazing material.

筐体7の本体部70には、収容空間71にガスGを封入するための封入孔77が形成されている。封入孔77には、封入管12が接続されている。封入管12の材料は、例えば銅等の金属材料である。封入管12における封入孔77とは反対側の端部は、封止されている。封入管12の外面は、例えば金属ロウ材等の接合材によって、封入孔77の内面に気密に接合されている。 The main body 70 of the housing 7 has an inlet hole 77 for injecting gas G into the storage space 71. The inlet tube 12 is connected to the inlet hole 77. The material of the inlet tube 12 is a metal material such as copper. The end of the inlet tube 12 opposite the inlet hole 77 is sealed. The outer surface of the inlet tube 12 is hermetically joined to the inner surface of the inlet hole 77 by a joining material such as a metal brazing material.

以上のように構成された発光封体1Aでは、第2電極4が接地電位とされて、第1電極3に負の電圧パルス又は正の電圧パルスが印加される。これにより、包囲空間81内のガスGにおいてアーク放電が発生し、第1電極3と第2電極4との間においてプラズマが発生する。このとき、レーザ光入射窓部20Aからプラズマ領域Rにレーザ光L1が入射することで、プラズマ領域Rにおいてプラズマが維持される。そして、プラズマから発せられたプラズマ光L2が、出力光としてプラズマ光出射窓部20Bから外部に出射する。 In the light-emitting envelope 1A configured as described above, the second electrode 4 is set to ground potential, and a negative voltage pulse or a positive voltage pulse is applied to the first electrode 3. This causes an arc discharge in the gas G in the enclosed space 81, and plasma is generated between the first electrode 3 and the second electrode 4. At this time, the laser light L1 is incident on the plasma region R from the laser light entrance window 20A, thereby maintaining the plasma in the plasma region R. Then, the plasma light L2 emitted from the plasma is emitted to the outside as output light from the plasma light exit window 20B.

以上説明したように、発光封体1Aでは、プラズマを発生させるためのガスGを収容している収容構造体2が、プラズマを透過したレーザ光L1をプラズマ領域Rから出射させるレーザ光通過窓部20Dを有している。このレーザ光通過窓部20Dは、プラズマから発せられたプラズマ光L2をプラズマ領域Rから出射させるプラズマ光出射窓部20Bとは別の窓部であって、レーザ光L1をプラズマ領域Rに入射させるレーザ光入射窓部20Aとプラズマ領域Rを挟んで向かい合っている。これにより、プラズマ光出射窓部20Bからプラズマ光L2を出力光として取り出しつつ、プラズマを透過したレーザ光L1をレーザ光通過窓部20Dから発光封体1A外に取り出すことができる。したがって、出力光にレーザ光L1が混じることを抑制しつつ、レーザ光L1の出力を上げても、発光封体1A内におけるその影響を抑制することができる。よって、発光封体1Aによれば、出力光の品質の向上及び出力光の出力の向上の両立を図ることができる。 As described above, in the light-emitting envelope 1A, the containing structure 2 containing the gas G for generating plasma has a laser light passing window 20D that emits the laser light L1 that has passed through the plasma from the plasma region R. This laser light passing window 20D is a window different from the plasma light emitting window 20B that emits the plasma light L2 emitted from the plasma from the plasma region R, and faces the laser light incident window 20A that makes the laser light L1 enter the plasma region R across the plasma region R. This makes it possible to extract the plasma light L2 as output light from the plasma light emitting window 20B, while extracting the laser light L1 that has passed through the plasma from the laser light passing window 20D to the outside of the light-emitting envelope 1A. Therefore, even if the output of the laser light L1 is increased, the influence of the laser light L1 in the light-emitting envelope 1A can be suppressed while suppressing the mixing of the laser light L1 with the output light. Therefore, according to the light-emitting envelope 1A, it is possible to achieve both an improvement in the quality of the output light and an improvement in the output light output.

発光封体1Aでは、レーザ光通過窓部20Dが、プラズマ領域Rからレーザ光通過窓部20D側に出射されたプラズマ光L2も出射させる。このように、プラズマを透過したレーザ光L1に加え、プラズマ領域Rからレーザ光通過窓部20D側に出射されたプラズマ光L2もレーザ光通過窓部20Dから取り出すことで、発光封体1A内におけるプラズマ光L2の影響を抑制し、出力光の品質の向上及び出力光の出力の向上の両立を図ることができる。 In the light-emitting envelope 1A, the laser light passing window 20D also emits plasma light L2 emitted from the plasma region R to the laser light passing window 20D side. In this way, in addition to the laser light L1 that has passed through the plasma, the plasma light L2 emitted from the plasma region R to the laser light passing window 20D side is also extracted from the laser light passing window 20D, thereby suppressing the influence of the plasma light L2 within the light-emitting envelope 1A and achieving both improved quality of the output light and improved power of the output light.

発光封体1Aでは、収容構造体2が、レーザ光入射窓部20A及びプラズマ光出射窓部20Bを有する筐体7と、レーザ光通過窓部20D及び壁部80aを有し、筐体7内においてプラズマ領域Rを含む包囲空間81を画定している包囲部8と、を有している。これにより、収容構造体2が包囲部8を有していない場合に比べ、ガスGが対流する空間が狭くなるため、当該空間においてガスGに対流が発生するのを確実に抑制することができる。その結果、出力光からノイズ成分を除くことができるので、出力光の品質を向上させることができる。 In the light-emitting envelope 1A, the storage structure 2 has a housing 7 having a laser light entrance window 20A and a plasma light exit window 20B, and an enclosure 8 having a laser light passage window 20D and a wall 80a, defining an enclosed space 81 including a plasma region R within the housing 7. As a result, the space in which the gas G convects is narrower than when the storage structure 2 does not have the enclosure 8, and it is possible to reliably suppress the occurrence of convection in the gas G in the space. As a result, noise components can be removed from the output light, improving the quality of the output light.

発光封体1Aでは、レーザ光入射窓部20Aが、光通過開口82における包囲空間81側の開口端82aに対して包囲空間81とは反対側に位置しており、プラズマ光出射窓部20Bが、光通過開口83における包囲空間81側の開口端83aに対して包囲空間81とは反対側に位置しており、光通過開口82及び光通過開口83のそれぞれが、包囲空間81に対して狭められている。これにより、ガスGに対流が発生するのをより確実に抑制することができる。よって、出力光の品質を向上させることができる。 In the light-emitting envelope 1A, the laser light entrance window 20A is located on the opposite side of the enclosed space 81 from the opening end 82a of the light passage opening 82 on the enclosed space 81 side, and the plasma light exit window 20B is located on the opposite side of the enclosed space 81 from the opening end 83a of the light passage opening 83 on the enclosed space 81 side, and each of the light passage openings 82 and 83 is narrowed with respect to the enclosed space 81. This makes it possible to more reliably suppress the occurrence of convection in the gas G. This improves the quality of the output light.

発光封体1Aでは、包囲部8が絶縁性の部材によって構成されている。これにより、第1電極3の先端部31及び第2電極4の先端部41が絶縁性の包囲部8によって包囲されているため、包囲空間81を狭くしても、プラズマを確実に発生させることができると共に、プラズマを安定的に維持することができる。よって、出力光の品質を向上させることができる。 In the light-emitting envelope 1A, the enclosure 8 is made of an insulating material. As a result, the tip 31 of the first electrode 3 and the tip 41 of the second electrode 4 are surrounded by the insulating enclosure 8, so that even if the enclosed space 81 is narrowed, plasma can be reliably generated and the plasma can be stably maintained. This improves the quality of the output light.

発光封体1Aでは、筐体7が、レーザ光通過窓部20Dと向かい合っているレーザ光出射窓部20Cを有しており、レーザ光出射窓部20Cが、レーザ光通過窓部20Dを透過したレーザ光L1を筐体7外に出射させる。これにより、ガスGが存在する空間に入射したレーザ光L1のうちプラズマを透過したレーザ光L1を、包囲部8のレーザ光通過窓部20D及び筐体7のレーザ光出射窓部20Cを介して筐体7外に出射させることができる。また、筐体7の封止は、レーザ光出射窓部20Cによって行うことができるので、レーザ光通過窓部20Dは封止以外の機能に関して最適な構成をとることができる。 In the light-emitting envelope 1A, the housing 7 has a laser light exit window 20C facing the laser light passage window 20D, and the laser light exit window 20C emits the laser light L1 that has passed through the laser light passage window 20D to the outside of the housing 7. This allows the laser light L1 that has entered the space in which the gas G exists and has passed through the plasma to be emitted to the outside of the housing 7 via the laser light passage window 20D of the enclosing part 8 and the laser light exit window 20C of the housing 7. In addition, since the housing 7 can be sealed by the laser light exit window 20C, the laser light passage window 20D can have an optimal configuration with respect to functions other than sealing.

発光封体1Aでは、レーザ光通過窓部20Dの窓部材27とプラズマ領域Rとの距離が、レーザ光入射窓部20Aの窓部材21とプラズマ領域Rとの距離、プラズマ光出射窓部20Bの窓部材23とプラズマ領域Rとの距離、及びレーザ光出射窓部20Cの窓部材25とプラズマ領域Rとの距離のいずれよりも小さい。これにより、包囲部8がレーザ光通過窓部20Dを有していない場合に比べ、ガスGが対流する空間が狭くなるため、当該空間においてガスGに対流が発生するのを確実に抑制することができる。その結果、出力光からノイズ成分を除くことができるので、出力光の品質を向上させることができる。 In the light-emitting envelope 1A, the distance between the window member 27 of the laser light passing window 20D and the plasma region R is smaller than the distance between the window member 21 of the laser light entrance window 20A and the plasma region R, the distance between the window member 23 of the plasma light exit window 20B and the plasma region R, and the distance between the window member 25 of the laser light exit window 20C and the plasma region R. As a result, the space in which the gas G convects is narrower than when the enclosure 8 does not have the laser light passing window 20D, and it is possible to reliably suppress the occurrence of convection in the gas G in the space. As a result, noise components can be removed from the output light, improving the quality of the output light.

発光封体1Aでは、レーザ光通過窓部20Dの窓部材27の厚さが、レーザ光出射窓部20Cの窓部材25の厚さよりも薄い。これにより、他の窓部材21,23,25よりもプラズマに近いためにプラズマによる熱影響が大きくなるレーザ光通過窓部20Dの窓部材27において、その厚さを薄くすることで熱膨張等の影響を低減し、レーザ光通過窓部20Dの窓部材27の破損や固定状態の変化等を抑制することができる。したがって、発光封体1Aを安定的に動作させることができ、出力光の品質を向上させることができる。
[第2実施形態]
In the light-emitting envelope 1A, the thickness of the window member 27 of the laser light passing window 20D is thinner than the thickness of the window member 25 of the laser light exit window 20C. As a result, in the window member 27 of the laser light passing window 20D, which is closer to the plasma than the other window members 21, 23, and 25 and therefore is more susceptible to the thermal influence of the plasma, the influence of thermal expansion and the like can be reduced by making the thickness thinner, and damage to the window member 27 of the laser light passing window 20D and changes in the fixed state can be suppressed. Therefore, the light-emitting envelope 1A can be stably operated, and the quality of the output light can be improved.
[Second embodiment]

図4、図5及び図6に示されるように、第2実施形態の発光封体1Bは、第2電極4が第2保持部6によって保持されている点、及び、包囲部8の第1包囲部分8Aが第1保持部5に設けられており、包囲部8の第2包囲部分8Bが第2保持部6に設けられている点で、第1実施形態の発光封体1Aと主に相違している。以下、第2実施形態の発光封体1Bについて、第1実施形態の発光封体1Aとの相違点を中心に説明する。 As shown in Figures 4, 5, and 6, the luminous envelope 1B of the second embodiment differs from the luminous envelope 1A of the first embodiment mainly in that the second electrode 4 is held by the second holding portion 6, and that the first surrounding portion 8A of the surrounding portion 8 is provided on the first holding portion 5, and the second surrounding portion 8B of the surrounding portion 8 is provided on the second holding portion 6. The luminous envelope 1B of the second embodiment will be described below, focusing on the differences from the luminous envelope 1A of the first embodiment.

図4、図5及び図6に示されるように、第1電極3は、筐体7外から、筐体7の電極用開口75を介して、包囲空間81内に延在している。第2電極4は、筐体7外から、筐体7の電極用開口76を介して、包囲空間81内に延在している。発光封体1Bでは、第1電極3及び第2電極4のそれぞれは、Y軸方向に延在している棒状の部材である。 As shown in Figures 4, 5, and 6, the first electrode 3 extends from outside the housing 7 through an electrode opening 75 of the housing 7 into the enclosed space 81. The second electrode 4 extends from outside the housing 7 through an electrode opening 76 of the housing 7 into the enclosed space 81. In the light-emitting envelope 1B, each of the first electrode 3 and the second electrode 4 is a rod-shaped member extending in the Y-axis direction.

第1保持部5は、絶縁性の部材であり、第1電極3を保持している。第1保持部5の材料は、高温耐性を有する絶縁材料であって、例えばセラミックである。発光封体1Bでは、第1保持部5は、本体部51及び筒状部52を有している。筒状部52は、本体部51に対してプラズマ領域Rとは反対側に位置しており、筐体7の電極用開口75の外側に配置されている。本体部51は、筐体7外から電極用開口75内に延在している。本体部51には、貫通孔51aが形成されている。貫通孔51aは、Y軸方向に延在しており、包囲空間81、及び筒状部52の内側に開口している。貫通孔51a内には、第1電極3の中間部32が配置されている。中間部32の側面は、例えば金属ロウ材等の接合材によって、貫通孔51aの内面に気密に接合されている。筒状部52の内側には、第1電極3の基端部33が配置されている。 The first holding portion 5 is an insulating member and holds the first electrode 3. The material of the first holding portion 5 is an insulating material having high temperature resistance, such as ceramic. In the luminous envelope 1B, the first holding portion 5 has a main body portion 51 and a cylindrical portion 52. The cylindrical portion 52 is located on the opposite side of the plasma region R with respect to the main body portion 51, and is disposed outside the electrode opening 75 of the housing 7. The main body portion 51 extends from the outside of the housing 7 into the electrode opening 75. A through hole 51a is formed in the main body portion 51. The through hole 51a extends in the Y-axis direction and opens into the enclosed space 81 and the inside of the cylindrical portion 52. The intermediate portion 32 of the first electrode 3 is disposed in the through hole 51a. The side of the intermediate portion 32 is hermetically joined to the inner surface of the through hole 51a by a joining material such as a metal brazing material. The base end 33 of the first electrode 3 is disposed inside the cylindrical portion 52.

第1保持部5は、筐体7に固定されている。発光封体1Bでは、第1保持部5は、筒状の接続部材9を介して筐体7に固定されている。接続部材9は、筒状部91及び内向きフランジ部92を有している。内向きフランジ部92は、筒状部91における筐体7とは反対側の端部に設けられている。接続部材9の材料は、例えばコバール等の金属材料である。内向きフランジ部92は、例えば金属ロウ材等の接合材によって、第1保持部5の本体部51に設けられた外向きフランジ部54に気密に接合されている。筒状部91における筐体7側の端部は、例えばレーザ溶接によって、筐体7に気密に接合されている。 The first holding part 5 is fixed to the housing 7. In the luminous envelope 1B, the first holding part 5 is fixed to the housing 7 via a cylindrical connecting member 9. The connecting member 9 has a cylindrical part 91 and an inward flange part 92. The inward flange part 92 is provided at the end of the cylindrical part 91 opposite the housing 7. The connecting member 9 is made of a metal material such as Kovar. The inward flange part 92 is hermetically joined to the outward flange part 54 provided on the main body part 51 of the first holding part 5 by a joining material such as a metal brazing material. The end of the cylindrical part 91 on the housing 7 side is hermetically joined to the housing 7 by, for example, laser welding.

第2保持部6は、絶縁性の部材であり、第2電極4を保持している。第2保持部6の材料は、高温耐性を有する絶縁材料であって、例えばセラミックである。発光封体1Bでは、第2保持部6は、本体部61及び筒状部62を有している。筒状部62は、本体部61に対してプラズマ領域Rとは反対側に位置しており、筐体7の電極用開口76の外側に配置されている。本体部61は、筐体7外から電極用開口76内に延在している。本体部61には、貫通孔61aが形成されている。貫通孔61aは、Y軸方向に延在しており、包囲空間81、及び筒状部62の内側に開口している。貫通孔61a内には、第2電極4の中間部42が配置されている。中間部42の側面は、例えば金属ロウ材等の接合材によって、貫通孔61aの内面に気密に接合されている。筒状部62の内側には、第2電極4の基端部43が配置されている。 The second holding portion 6 is an insulating member and holds the second electrode 4. The material of the second holding portion 6 is an insulating material having high temperature resistance, such as ceramic. In the luminous envelope 1B, the second holding portion 6 has a main body portion 61 and a cylindrical portion 62. The cylindrical portion 62 is located on the opposite side of the plasma region R with respect to the main body portion 61, and is disposed outside the electrode opening 76 of the housing 7. The main body portion 61 extends from the outside of the housing 7 into the electrode opening 76. A through hole 61a is formed in the main body portion 61. The through hole 61a extends in the Y-axis direction and opens into the enclosed space 81 and the inside of the cylindrical portion 62. The middle portion 42 of the second electrode 4 is disposed in the through hole 61a. The side of the middle portion 42 is hermetically joined to the inner surface of the through hole 61a by a joining material such as a metal brazing material. The base end 43 of the second electrode 4 is disposed inside the cylindrical portion 62.

第2保持部6は、筐体7に固定されている。発光封体1Bでは、第2保持部6は、筒状の接続部材11を介して筐体7に固定されている。接続部材11は、筒状部111及び内向きフランジ部112を有している。内向きフランジ部112は、筒状部111における筐体7とは反対側の端部に設けられている。接続部材11の材料は、例えばコバール等の金属材料である。内向きフランジ部112は、例えば金属ロウ材等の接合材によって、第2保持部6の本体部61に設けられた外向きフランジ部64に気密に接合されている。筒状部111における筐体7側の端部は、例えばレーザ溶接によって、筐体7に気密に接合されている。 The second holding part 6 is fixed to the housing 7. In the luminous envelope 1B, the second holding part 6 is fixed to the housing 7 via a cylindrical connecting member 11. The connecting member 11 has a cylindrical part 111 and an inward flange part 112. The inward flange part 112 is provided at the end of the cylindrical part 111 opposite the housing 7. The material of the connecting member 11 is a metal material such as Kovar. The inward flange part 112 is hermetically joined to the outward flange part 64 provided on the main body part 61 of the second holding part 6 by a joining material such as a metal brazing material. The end of the cylindrical part 111 on the housing 7 side is hermetically joined to the housing 7 by, for example, laser welding.

包囲部8の第1包囲部分8Aは、本体部80の第1部分80D、及びレーザ光通過窓部20Dを有している。第1部分80Dは、本体部80のうち、包囲空間81の大部分、三つの光通過開口82,83,84、及び電極用開口85を画定している部分である。第1部分80Dの材料は、高温耐性を有する絶縁材料であって、例えばセラミックである。第1部分80Dは、電極用開口85が貫通孔51aと連通した状態で、第1保持部5と一体で形成されている。つまり、第1包囲部分8Aは、第1保持部5に設けられている。 The first surrounding portion 8A of the surrounding portion 8 has the first portion 80D of the main body portion 80 and the laser light passing window portion 20D. The first portion 80D is a portion of the main body portion 80 that defines most of the surrounding space 81, the three light passing openings 82, 83, 84, and the electrode opening 85. The material of the first portion 80D is an insulating material that has high temperature resistance, such as ceramic. The first portion 80D is formed integrally with the first holding portion 5 with the electrode opening 85 communicating with the through hole 51a. In other words, the first surrounding portion 8A is provided in the first holding portion 5.

包囲部8の第2包囲部分8Bは、本体部80の第2部分80Eを有している。第2部分80Eは、本体部80のうち、包囲空間81における電極用開口86側の一部、及び電極用開口86を画定している部分である。第2部分80Eの材料は、高温耐性を有する絶縁材料であって、例えばセラミックである。第2部分80Eは、電極用開口86が貫通孔61aと連通した状態で、第2保持部6と一体で形成されている。つまり、包囲部8の第2包囲部分8Bは、第2保持部6に設けられている。 The second surrounding portion 8B of the surrounding portion 8 has the second portion 80E of the main body portion 80. The second portion 80E is a part of the main body portion 80 on the electrode opening 86 side in the surrounding space 81, and a portion that defines the electrode opening 86. The material of the second portion 80E is an insulating material that has high temperature resistance, such as ceramic. The second portion 80E is formed integrally with the second holding portion 6 with the electrode opening 86 communicating with the through hole 61a. In other words, the second surrounding portion 8B of the surrounding portion 8 is provided in the second holding portion 6.

以上説明したように、発光封体1Bでは、包囲部8の第1包囲部分8Aが、第1電極3を保持している絶縁性の第1保持部5に設けられており、包囲部8の第2包囲部分8Bが、第2電極4を保持している絶縁性の第2保持部6に設けられている。これにより、第1電極3を保持している第1保持部5、及び第2電極4を保持している第2保持部6を利用して、容易に包囲部8を構成することができる。また、第1電極3の先端部31及び第2電極4の先端部41が絶縁性の包囲部8によって包囲されているため、包囲空間81を狭くしても、プラズマを確実に発生させることができると共に、プラズマを安定的に維持することができる。よって、出力光の品質を向上させることができる。
[第3実施形態]
As described above, in the light-emitting envelope 1B, the first surrounding portion 8A of the surrounding portion 8 is provided on the insulating first holding portion 5 that holds the first electrode 3, and the second surrounding portion 8B of the surrounding portion 8 is provided on the insulating second holding portion 6 that holds the second electrode 4. This allows the surrounding portion 8 to be easily configured using the first holding portion 5 that holds the first electrode 3 and the second holding portion 6 that holds the second electrode 4. In addition, since the tip portion 31 of the first electrode 3 and the tip portion 41 of the second electrode 4 are surrounded by the insulating surrounding portion 8, even if the surrounded space 81 is narrowed, plasma can be reliably generated and the plasma can be stably maintained. Therefore, the quality of the output light can be improved.
[Third embodiment]

図7、図8及び図9に示されるように、第3実施形態の発光封体1Cは、筐体7の収容空間71内に包囲部8が配置されていない点で、第1実施形態の発光封体1Aと主に相違している。発光封体1Cでは、収容構造体2が、レーザ光入射窓部20A、プラズマ光出射窓部20B、レーザ光出射窓部(第3窓部)20Cを有する筐体7によって構成されており、プラズマ領域Rを含む包囲空間81が、筐体7によって画定されている。発光封体1Cでは、レーザ光出射窓部20Cの光通過領域が、遮光性を有する本体部70の壁部70aによって画定されている。 As shown in Figures 7, 8 and 9, the luminous envelope 1C of the third embodiment is mainly different from the luminous envelope 1A of the first embodiment in that the enclosure 8 is not disposed within the storage space 71 of the housing 7. In the luminous envelope 1C, the storage structure 2 is constituted by the housing 7 having the laser light entrance window 20A, the plasma light exit window 20B and the laser light exit window (third window) 20C, and the enclosed space 81 including the plasma region R is defined by the housing 7. In the luminous envelope 1C, the light passing area of the laser light exit window 20C is defined by the wall 70a of the main body 70 having light-shielding properties.

以上説明したように、発光封体1Cでは、収容構造体2が、レーザ光入射窓部20A、プラズマ光出射窓部20B、レーザ光出射窓部20C及び壁部70aを有する筐体7を有しており、筐体7が、プラズマ領域Rを含む包囲空間81を画定している。これにより、より簡易な構成で、ガスGが存在する空間に入射したレーザ光L1のうちプラズマを透過したレーザ光L1を、筐体7のレーザ光出射窓部20Cを介して筐体7外に出射させるができる。
[変形例]
As described above, in the light-emitting envelope 1C, the containing structure 2 has the housing 7 having the laser light entrance window 20A, the plasma light exit window 20B, the laser light exit window 20C and the wall 70a, and the housing 7 defines the enclosed space 81 including the plasma region R. This makes it possible, with a simpler configuration, to emit the laser light L1 that has entered the space in which the gas G is present and has passed through the plasma to the outside of the housing 7 via the laser light exit window 20C of the housing 7.
[Modification]

本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、第1実施形態の発光封体1A及び第2実施形態の発光封体1Bでは、レーザ光入射窓部20Aの窓部材21が光通過開口82の外側に位置していたが、窓部材21の一部が光通過開口82の内側に位置していてもよい。レーザ光入射窓部20Aは、光通過開口82における包囲空間81側の開口端82aに対して包囲空間81とは反対側に位置していればよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the luminous envelope 1A of the first embodiment and the luminous envelope 1B of the second embodiment, the window member 21 of the laser light entrance window 20A is located outside the light passing opening 82, but a part of the window member 21 may be located inside the light passing opening 82. The laser light entrance window 20A may be located on the opposite side of the enclosed space 81 with respect to the opening end 82a on the enclosed space 81 side of the light passing opening 82.

第1実施形態の発光封体1A及び第2実施形態の発光封体1Bでは、プラズマ光出射窓部20Bの窓部材23が光通過開口83の外側に位置していたが、窓部材23の一部が光通過開口83の内側に位置していてもよい。プラズマ光出射窓部20Bは、光通過開口83における包囲空間81側の開口端83aに対して包囲空間81とは反対側に位置していればよい。 In the luminous envelope 1A of the first embodiment and the luminous envelope 1B of the second embodiment, the window member 23 of the plasma light exit window 20B is located outside the light passing opening 83, but a part of the window member 23 may be located inside the light passing opening 83. The plasma light exit window 20B may be located on the opposite side of the enclosed space 81 with respect to the opening end 83a of the light passing opening 83 on the enclosed space 81 side.

第1実施形態の発光封体1A及び第2実施形態の発光封体1Bでは、包囲部8において、光通過開口82及び光通過開口83の少なくとも一方が、包囲空間81に対して狭められていればよい。その場合にも、ガスGに対流が発生するのを確実に抑制することができる。 In the luminous envelope 1A of the first embodiment and the luminous envelope 1B of the second embodiment, in the enclosure 8, at least one of the light passing opening 82 and the light passing opening 83 may be narrowed relative to the enclosed space 81. Even in this case, it is possible to reliably suppress the occurrence of convection in the gas G.

第2実施形態の発光封体1Bでは、包囲部8の少なくとも一部分が、第1電極3を保持している絶縁性の第1保持部5に設けられていればよい。その場合にも、第1電極3を保持している第1保持部5を利用して、包囲部8の少なくとも一部分を構成することができる。一例として、包囲部8の全体が、第1電極3を保持している絶縁性の第1保持部5に設けられていてもよい。 In the luminous envelope 1B of the second embodiment, at least a portion of the surrounding portion 8 may be provided on the insulating first holding portion 5 that holds the first electrode 3. Even in this case, at least a portion of the surrounding portion 8 may be formed using the first holding portion 5 that holds the first electrode 3. As an example, the entire surrounding portion 8 may be provided on the insulating first holding portion 5 that holds the first electrode 3.

第1実施形態の発光封体1A、第2実施形態の発光封体1B及び第3実施形態の発光封体1Cは、第1電極3及び第2電極4を備えていなくてもよい。その場合にも、レーザ光L1をガスGに照射することで、プラズマを発生させることができる。第1実施形態の発光封体1A、第2実施形態の発光封体1B及び第3実施形態の発光封体1Cでは、筐体7に複数のプラズマ光出射窓部20Bが設けられており、各プラズマ光出射窓部20Bからプラズマ光L2が出射するように収容構造体2が構成されていてもよい。 The luminous envelope 1A of the first embodiment, the luminous envelope 1B of the second embodiment, and the luminous envelope 1C of the third embodiment may not have the first electrode 3 and the second electrode 4. Even in this case, plasma can be generated by irradiating the gas G with the laser light L1. In the luminous envelope 1A of the first embodiment, the luminous envelope 1B of the second embodiment, and the luminous envelope 1C of the third embodiment, the housing 7 may be provided with a plurality of plasma light emission windows 20B, and the containing structure 2 may be configured so that the plasma light L2 is emitted from each plasma light emission window 20B.

1A,1B,1C…発光封体、2…収容構造体、3…第1電極、4…第2電極、5…第1保持部、6…第2保持部、7…筐体、8…包囲部、8A…第1包囲部分、8B…第2包囲部分、20A…レーザ光入射窓部(第1窓部)、20B…プラズマ光出射窓部(第2窓部)、20C…レーザ光出射窓部(第4窓部、第3窓部)、20D…レーザ光通過窓部(第3窓部)、21,23,25,27…窓部材、31…先端部(第1先端部)、41…先端部(第2先端部)、70a,80a…壁部、81…包囲空間、82…光通過開口(第1開口)、82a…開口端、83…光通過開口(第2開口)、83a…開口端、G…ガス、L1…レーザ光(第1光)、L2…プラズマ光(第2光)、R…プラズマ領域。 1A, 1B, 1C...luminous envelope, 2...accommodating structure, 3...first electrode, 4...second electrode, 5...first holding portion, 6...second holding portion, 7...housing, 8...enclosure portion, 8A...first enclosing portion, 8B...second enclosing portion, 20A...laser light entrance window portion (first window portion), 20B...plasma light exit window portion (second window portion), 20C...laser light exit window portion (fourth window portion, third window portion), 20D...laser light passage window portion (third window portion), 21, 23, 25, 27...window member, 31...tip portion (first tip portion), 41...tip portion (second tip portion), 70a, 80a...wall portion, 81...enclosed space, 82...light passing opening (first opening), 82a...opening end, 83...light passing opening (second opening), 83a...opening end, G...gas, L1...laser light (first light), L2...plasma light (second light), R...plasma region.

Claims (10)

プラズマを発生させるためのガスを収容している収容構造体を備え、
前記収容構造体は、
前記プラズマが発生したプラズマ領域において前記プラズマを維持するための第1光を前記プラズマ領域に入射させる第1窓部と、
前記プラズマから発せられた第2光を前記プラズマ領域から出射させる第2窓部と、
前記プラズマ領域を挟んで前記第1窓部と向かい合っており、前記プラズマを透過した前記第1光を前記プラズマ領域から出射させる第3窓部と、
遮光性を有し、少なくとも前記第3窓部の光通過領域を画定している壁部と、を有する、発光封体。
a containment structure containing a gas for generating a plasma;
The containment structure includes:
a first window portion that allows a first light for maintaining the plasma in a plasma region where the plasma is generated to enter the plasma region;
a second window portion that allows the second light emitted from the plasma to exit from the plasma region;
a third window portion facing the first window portion across the plasma region and allowing the first light transmitted through the plasma to exit from the plasma region;
A light-emitting envelope having a light-blocking wall portion defining at least a light passage area of the third window portion.
前記第3窓部は、前記プラズマ領域から前記第3窓部側に出射された前記第2光も出射させる、請求項1に記載の発光封体。 The light-emitting envelope according to claim 1, wherein the third window also emits the second light emitted from the plasma region toward the third window. 前記収容構造体は、
前記第1窓部及び前記第2窓部を有する筐体と、
前記第3窓部及び前記壁部を有し、前記筐体内において前記プラズマ領域を含む包囲空間を画定している包囲部と、を有する、請求項1又は2に記載の発光封体。
The containment structure includes:
a housing having the first window portion and the second window portion;
The luminous envelope according to claim 1 or 2, further comprising: an enclosure having the third window and the wall and defining an enclosed space including the plasma region within the housing.
前記包囲部は、前記第1窓部に対応している第1開口、及び前記第2窓部に対応している第2開口を有し、
前記第1窓部は、前記第1開口における前記包囲空間側の開口端に対して前記包囲空間とは反対側に位置しており、
前記第2窓部は、前記第2開口における前記包囲空間側の開口端に対して前記包囲空間とは反対側に位置しており、
前記第1開口及び前記第2開口の少なくとも一方は、前記包囲空間に対して狭められている、請求項3に記載の発光封体。
the enclosure portion has a first opening corresponding to the first window portion and a second opening corresponding to the second window portion,
the first window portion is located on an opposite side to the enclosed space with respect to an opening end of the first opening on the enclosed space side,
the second window portion is located on an opposite side to the enclosed space with respect to an opening end of the second opening on the enclosed space side,
4. The luminescent envelope of claim 3, wherein at least one of the first opening and the second opening is constricted relative to the enclosed space.
前記筐体内において前記プラズマ領域に臨んでいる第1先端部を有する第1電極と、
前記筐体内において前記プラズマ領域に臨んでおり且つ前記プラズマ領域を挟んで前記第1先端部と向かい合っている第2先端部を有する第2電極と、
前記第1電極を保持しており、前記筐体に固定されている絶縁性の第1保持部と、を更に備え、
前記包囲部は、前記筐体内において前記プラズマ領域、前記第1先端部及び前記第2先端部を包囲しており、前記第1窓部に対応している第1開口、及び前記第2窓部に対応している第2開口を有する絶縁性の包囲部であり、
前記包囲部の少なくとも一部分は、前記第1保持部に設けられている、請求項3に記載の発光封体。
a first electrode having a first tip portion facing the plasma region within the housing;
a second electrode having a second tip portion facing the plasma region within the housing and facing the first tip portion across the plasma region;
a first holding part having insulating properties and fixed to the housing, the first holding part holding the first electrode,
the surrounding portion is an insulating surrounding portion that surrounds the plasma region, the first tip portion, and the second tip portion within the housing, and has a first opening corresponding to the first window portion and a second opening corresponding to the second window portion;
The luminescent envelope according to claim 3 , wherein at least a portion of the surrounding portion is provided on the first holding portion.
前記第2電極を保持しており、前記筐体に固定されている絶縁性の第2保持部を更に備え、
前記包囲部は、第1包囲部分及び第2包囲部分を有し、
前記第1包囲部分は、前記一部分として前記第1保持部に設けられており、
前記第2包囲部分は、前記第2保持部に設けられている、請求項5に記載の発光封体。
The second electrode is held by an insulating second holding part fixed to the housing.
The enclosure portion has a first enclosure portion and a second enclosure portion,
the first surrounding portion is provided on the first holding portion as the part,
The luminescent envelope according to claim 5 , wherein the second surrounding portion is provided on the second holding portion.
前記筐体は、前記第3窓部と向かい合っている第4窓部を更に有し、
前記第4窓部は、前記第3窓部を透過した前記第1光を前記筐体外に出射させる、請求項3に記載の発光封体。
The housing further includes a fourth window portion facing the third window portion,
The luminous envelope according to claim 3 , wherein the fourth window portion allows the first light transmitted through the third window portion to be emitted to the outside of the housing.
前記第1窓部、前記第2窓部、前記第3窓部及び前記第4窓部のそれぞれは、窓部材を有し、
前記第3窓部の前記窓部材と前記プラズマ領域との距離は、前記第1窓部の前記窓部材と前記プラズマ領域との距離、前記第2窓部の前記窓部材と前記プラズマ領域との距離、及び前記第4窓部の前記窓部材と前記プラズマ領域との距離のいずれよりも小さい、請求項7に記載の発光封体。
each of the first window portion, the second window portion, the third window portion, and the fourth window portion has a window member;
The luminous envelope according to claim 7, wherein a distance between the window member and the plasma region of the third window portion is smaller than any of a distance between the window member and the plasma region of the first window portion, a distance between the window member and the plasma region of the second window portion, and a distance between the window member and the plasma region of the fourth window portion.
前記第3窓部の前記窓部材の厚さは、前記第4窓部の前記窓部材の厚さよりも小さい、請求項8に記載の発光封体。 The luminous envelope according to claim 8, wherein the thickness of the window member of the third window portion is smaller than the thickness of the window member of the fourth window portion. 前記収容構造体は、前記第1窓部、前記第2窓部、前記第3窓部及び前記壁部を有する筐体を有し、
前記筐体は、前記プラズマ領域を含む包囲空間を画定している、請求項1又は2に記載の発光封体。
the housing structure includes a housing having the first window portion, the second window portion, the third window portion, and the wall portion,
The luminescent envelope of claim 1 or 2, wherein the housing defines an enclosed space that contains the plasma region.
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