特開 2022-98419 発光ユニット及び光源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022098419

(43)【公開日】2022-07-01

(54)【発明の名称】発光ユニット及び光源装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 61/54 20060101AFI20220624BHJP

   H01J 61/073 20060101ALI20220624BHJP

【ＦＩ】

H01J61/54 F

H01J61/073 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021156748

(22)【出願日】2021-09-27

(31)【優先権主張番号】17/129,755

(32)【優先日】2020-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】507005768

【氏名又は名称】エナジェティック・テクノロジー・インコーポレーテッド

【住所又は居所原語表記】２０５ Ｌｏｗｅｌｌ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ， ＭＡ ０１８８７ ＵＮＩＴＥＤ ＳＴＡＴＥＳ ＯＦ ＡＭＥＲＩＣＡ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100177910

【弁理士】

【氏名又は名称】木津 正晴

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 章夫

(72)【発明者】

【氏名】藤田 澄

(72)【発明者】

【氏名】浅井 昭典

(72)【発明者】

【氏名】永田 湧成

(72)【発明者】

【氏名】大場 伸一

(72)【発明者】

【氏名】パートロウ マシュー

(72)【発明者】

【氏名】コリンズ ロン

(72)【発明者】

【氏名】ホーン スティーブン・エフ

(72)【発明者】

【氏名】オーウェンズ ローラ

【テーマコード（参考）】

5C015

【Ｆターム（参考）】

5C015JJ04

(57)【要約】

【課題】放電開始電圧を低減することができる発光ユニット及び光源装置を提供する。
【解決手段】発光ユニットは、発光封体及び電圧印加回路を備える。発光封体は、プラズマを維持するためのレーザ光が入射すると共にプラズマからの光が出射する容器と、第１放電部を含む第１電極と、第２放電部を含む第２電極と、を有する。第１放電部の端部は、第２放電部に近づくにつれて細くなる形状を有し、第２放電部の端面は、第１放電部の延在方向に垂直な平面に沿って延在している。電圧印加回路は、少なくとも第１電極に印加する電圧を調整することにより、第１電極と第２電極との間の電位差を制御する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光封体と、電圧印加回路と、を備え、
前記発光封体は、
放電ガスが封入された容器であって、前記放電ガス中に発生したプラズマを維持するためのレーザ光が前記容器に入射可能となる共に前記プラズマからの光が前記容器から出射可能となるように構成された前記容器と、
前記容器内に配置された棒状の第１放電部を含む第１電極と、
前記第１放電部の延在方向において前記第１放電部と向かい合うように前記容器内に配置された棒状の第２放電部を含む第２電極と、を有し、
前記第１放電部における前記第２放電部側の端部は、前記第２放電部に近づくにつれて細くなる形状を有し、
前記第２放電部における前記第１放電部側の端面は、前記延在方向に垂直な平面に沿って延在しており、
前記電圧印加回路は、少なくとも前記第１電極に印加する電圧を調整することにより、前記第１電極と前記第２電極との間の電位差を制御するように構成されている、発光ユニット。

【請求項2】

前記電圧印加回路は、前記第１電極と前記第２電極との間に前記プラズマを発生させるためのトリガ電圧として、負の電圧パルスを前記第１電極に印加するように構成されている、請求項１に記載の発光ユニット。

【請求項3】

前記電圧印加回路は、前記負の電圧パルスを前記第１電極に印加するタイミングに合わせて、正の電圧パルスを前記第２電極に印加するように構成されている、請求項２に記載の発光ユニット。

【請求項4】

前記第１放電部の前記端部は、テーパ面を有しており、
前記テーパ面のテーパ角度は、１２０度以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の発光ユニット。

【請求項5】

前記テーパ角度は、４５度以下である、請求項４に記載の発光ユニット。

【請求項6】

前記容器は、
前記放電ガスを収容すると共に、前記レーザ光である第１光が入射する第１開口、及び、前記プラズマからの光である第２光が出射する第２開口が形成された筐体と、
前記第１開口を気密に封止し、前記第１光を透過させる第１窓部と、
前記第２開口を気密に封止し、前記第２光を透過させる第２窓部と、を含み、
前記筐体は、前記第１光及び前記第２光を遮る遮光性材料により形成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の発光ユニット。

【請求項7】

前記筐体は、金属材料により形成されている、請求項６に記載の発光ユニット。

【請求項8】

前記筐体は、絶縁性材料により形成されている、請求項６に記載の発光ユニット。

【請求項9】

前記第１電極は、絶縁部材を介して前記筐体に固定され、前記筐体から電気的に分離されている、請求項７に記載の発光ユニット。

【請求項10】

前記第２電極は、前記筐体に電気的に接続されている、請求項９に記載の発光ユニット。

【請求項11】

前記第１電極は、第１絶縁部材を介して前記筐体に固定され、前記筐体から電気的に分離されており、前記第２電極は、第２絶縁部材を介して前記筐体に固定され、前記筐体から電気的に分離されている、請求項７に記載の発光ユニット。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか一項に記載の発光ユニットと、
前記レーザ光を前記容器に入射させる光導入部と、を備える光源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の一側面は、発光ユニット及び光源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

容器に放電ガスが封入されており、放電ガス中に発生したプラズマがレーザ光の照射により維持され、プラズマからの光が出力光として出力される光源として、レーザ励起光源がある（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第１００３２６２０号

【特許文献2】米国２０１０／０１６４３８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したようなレーザ励起光源では、高効率化及び高出力化のために、放電ガスが高圧で封入されることがある。しかし、放電ガスの封入圧力が高くなると、パッシェンの法則に従って放電開始電圧が高くなり、放電ガス中にプラズマを発生させることが困難となる。

【0005】

本開示の一側面は、放電開始電圧を低減することができる発光ユニット及び光源装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一側面に係る発光ユニットは、発光封体と、電圧印加回路と、を備え、発光封体は、放電ガスが封入された容器であって、放電ガス中に発生したプラズマを維持するためのレーザ光が容器に入射可能となる共にプラズマからの光が容器から出射可能となるように構成された容器と、容器内に配置された棒状の第１放電部を含む第１電極と、第１放電部の延在方向において第１放電部と向かい合うように容器内に配置された棒状の第２放電部を含む第２電極と、を有し、第１放電部における第２放電部側の端部は、第２放電部に近づくにつれて細くなる形状を有し、第２放電部における第１放電部側の端面は、延在方向に垂直な平面に沿って延在しており、電圧印加回路は、少なくとも第１電極に印加する電圧を調整することにより、第１電極と第２電極との間の電位差を制御するように構成されている。

【0007】

この発光ユニットでは、第１放電部における第２放電部側の端部が、第２放電部に近づくにつれて細くなる形状を有し、第２放電部における第１放電部側の端面が、第１放電部の延在方向に垂直な平面に沿って延在している。これにより、第１放電部の端部の近傍における電界強度（電界密度）を高めることができる。そして、電圧印加回路が、第１電極に印加する電圧を調整することにより、第１電極と第２電極との間の電位差を制御する。このように、端部の近傍において電界強度が高められた第１電極に電圧を印加することで、放電を起こり易くすることができ、放電開始電圧を低減することができる。

【0008】

電圧印加回路は、第１電極と第２電極との間にプラズマを発生させるためのトリガ電圧として、負の電圧パルスを第１電極に印加するように構成されていてもよい。この場合、放電を一層起こり易くすることができる。

【0009】

電圧印加回路は、負の電圧パルスを第１電極に印加するタイミングに合わせて、正の電圧パルスを第２電極に印加するように構成されていてもよい。この場合、第１電極のみに負の電圧パルスを印加する場合と比べて、第１電極に印加される負の電圧パルス、及び第２電極に印加される正の電圧パルスの各々のピーク電圧の絶対値を低減することができる。その結果、例えば、負の電圧パルス及び正の電圧パルスを発生させる際に生じるノイズを低減することができる。

【0010】

第１放電部の端部は、テーパ面を有しており、テーパ面のテーパ角度は、１２０度以下であってもよい。この場合、第１放電部の端部の近傍における電界強度を一層高めることができ、放電を一層起こり易くすることができる。

【0011】

テーパ角度は、４５度以下であってもよい。この場合、第１放電部の端部の近傍における電界強度をより一層高めることができ、放電をより一層起こり易くすることができる。

【0012】

容器は、放電ガスを収容すると共に、レーザ光である第１光が入射する第１開口、及び、プラズマからの光である第２光が出射する第２開口が形成された筐体と、第１開口を気密に封止し、第１光を透過させる第１窓部と、第２開口を気密に封止し、第２光を透過させる第２窓部と、を含み、筐体は、第１光及び第２光を遮る遮光性材料により形成されていてもよい。この場合、遮光性材料として強度の高い材料を選択することができることから、放電ガスの封入圧力を高めることができる。その結果、高効率化及び高出力化を図ることができる。

【0013】

筐体は、金属材料により形成されていてもよい。この場合、放電ガスの封入圧力を一層高めることができる。

【0014】

第１電極は、絶縁部材を介して筐体に固定され、筐体から電気的に分離されていてもよい。この場合、第１電極に筐体の電位とは独立した電圧を印加することができる。

【0015】

筐体は、絶縁性材料により形成されていてもよい。この場合、筐体に保持される構成同士を、容易に電気的に分離することができる。

【0016】

第２電極は、筐体に電気的に接続されていてもよい。この場合、筐体との接続により第２電極を接地電位とすることができ、接地電位のための配線を省略することができる。

【0017】

第１電極は、第１絶縁部材を介して筐体に固定され、筐体から電気的に分離されており、第２電極は、第２絶縁部材を介して筐体に固定され、筐体から電気的に分離されていてもよい。この場合、第１電極及び第２電極に個別に電圧を印加することができる。

【0018】

本開示の一側面に係る光源装置は、上記発光ユニットと、レーザ光を容器に入射させる光導入部と、を備える。この光源装置によれば、上述した理由により、放電開始電圧を低減することができる。

【発明の効果】

【0019】

本開示の一側面によれば、放電開始電圧を低減することができる発光ユニット及び光源装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、実施形態に係るレーザ励起光源の断面図である。

【図2】図２は、図１のII－II線に沿っての断面図である。

【図3】図３は、実施形態に係る発光封体の斜視図である。

【図4】図４は、図３のIV－IV線に沿っての断面図である。

【図5】図５は、図３のV－V線に沿っての断面図である。

【図6】図６は、図５の一部拡大図である。

【図7】図７（ａ）は、第１比較例において生じる電界分布の例を示す図である。図７（ｂ）は、図６の構成において生じる電界分布の例を示す図である。

【図8】図８は、第２比較例において生じる電界分布の例を示す図である。

【図9】図９は、第１変形例において生じる電界分布の例を示す図である。

【図10】図１０は、図６の構成において生じる電界分布の例を示す図である。

【図11】図１１（ａ）は、第３比較例の電圧印加方法を説明するための図である。図１１（ｂ）は、第３比較例の電圧印加方法を説明するための図である。

【図12】図１２（ａ）は、第３比較例の電圧印加方法を説明するための図である。図１２（ｂ）は、第３比較例の電圧印加方法を説明するための図である。

【図13】図１３（ａ）は、実施形態の電圧印加方法を説明するための図である。図１３（ｂ）は、実施形態の電圧印加方法を説明するための図である。

【図14】図１４は、第２変形例に係る発光封体の断面図である。

【図15】図１５は、第２変形例の電圧印加方法を説明するための図である。

【図16】図１６（ａ）は、実施形態の電圧印加回路を示す図である。図１６（ｂ）は、第２変形例の電圧印加回路を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
［レーザ励起光源の構成］

【0022】

図１～図５に示されるように、レーザ励起光源（発光ユニット、光源装置）１は、発光封体２と、レーザ光源３と、ミラー４と、光学系５と、ケース（ランプハウス）６と、を備えている。発光封体２、レーザ光源３、ミラー４及び光学系５は、ケース６内に収容されている。発光封体２には、放電ガスＧ１が封入されている。放電ガスＧ１は、例えばキセノンガスである。レーザ励起光源１では、放電ガスＧ１中にプラズマが発生させられる。プラズマを維持するためのレーザ光である第１光Ｌ１が発光封体２に入射し、プラズマからの光である第２光Ｌ２が発光封体２から出力光として出射する。第１光は、例えば８００ｎｍ～１１００ｎｍ程度の波長を有する。第２光Ｌ２は、例えば、中赤外域の光であり、２μｍ～２０μｍ程度の波長を有する。発光封体２の詳細については後述する。

【0023】

レーザ光源３は、例えばレーザダイオードであり、レーザ光である第１光Ｌ１を出力する。ミラー４は、レーザ光源３からの第１光Ｌ１を光学系５に向けて反射する。光学系５は、一又は複数のレンズを含んで構成されている。光学系５は、ミラー４からの第１光Ｌ１を集光しつつ発光封体２へ導光する。レーザ光源３、ミラー４及び光学系５は、第１光Ｌ１を第１光軸Ａ１に沿って第１開口１１に入射させる光導入部Ｒを構成している。第１開口１１及び第１光軸Ａ１については後述する。

【0024】

ケース６は、本体部６１と、蓋部材６２と、を有している。本体部６１内には、収容空間Ｓ１が形成されており、収容空間Ｓ１内には、レーザ光源３、ミラー４及び光学系５が配置されている。本体部６１には凹部６１ａが形成されており、凹部６１ａの開口部が蓋部材６２によって塞がれることにより、収容空間Ｓ２が形成されている。収容空間Ｓ２内には、発光封体２が配置されている。本体部６１は、凹部６１ａを画定する一対の壁部６１１を有しており、各壁部６１１には、発光封体２から出射した第２光Ｌ２が通る開口６１１ａが形成されている。第２光Ｌ２は、開口６１１ａを通って外部に出射される。

【0025】

本体部６１は、収容空間Ｓ１と凹部６１ａとの間を仕切る壁部６１２を有しており、壁部６１２によって、収容空間Ｓ１と収容空間Ｓ２とが仕切られている。また、壁部６１２には、開口６１２ａが形成されている。開口６１２ａ内には光学系５の一部が配置されており、第１光Ｌ１は開口６１２ａを通って発光封体２に入射する。

【0026】

蓋部材６２内には、流路６３が形成されている。流路６３には、気体Ｇ２が流される。気体Ｇ２は、例えば、窒素等の不活性ガスである。流路６３は、開口６３ａを介して外部に接続されており、流路６３には、外部の気体供給装置（図示省略）から開口６３ａを介して気体Ｇ２が供給される。流路６３は、開口６３ｂを介して本体部６１の収容空間Ｓ２に接続されており、気体Ｇ２は、流路６３から開口６３ｂを介して収容空間Ｓ２に流入する。

【0027】

気体Ｇ２は、本体部６１の壁部６１１，６１２と発光封体２との間、及び／又は、蓋部材６２と発光封体２との間を通り、通気口６１３ａから外部に排出される。通気口６１３ａは、収容空間Ｓ２に連通するように本体部６１の壁部６１３に形成された貫通孔である。壁部６１３は、一対の壁部６１１との境界部にそれぞれ形成された一対のテーパ面６１３ｂを有している。一対のテーパ面６１３ｂは、通気口６１３ａに近づくほど互いに近づくように傾斜している。各テーパ面６１３ｂは、通気口６１３ａに接続されている。テーパ面６１３ｂは、気体Ｇ２を通気口６１３ａに向けて案内する。本体部６１の壁部６１２には貫通孔６１２ｂが形成されており、流路６３から収容空間Ｓ２に流入した気体Ｇ２の一部は、貫通孔６１２ｂを通って収容空間Ｓ１に流入する。
［発光封体の構成］

【0028】

発光封体２は、筐体１０と、第１窓部２０と、２つの第２窓部３０と、第１電極４０と、第２電極５０と、を備えている。

【0029】

筐体１０は、金属材料により略箱状に形成され、放電ガスＧ１を収容している。より具体的には、筐体１０内には、密閉された内部空間Ｓ３が形成されており、内部空間Ｓ３が放電ガスＧ１で満たされている。筐体１０を構成する金属材料の例としては、ステンレス鋼が挙げられる。この場合、筐体１０は、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２に対して遮光性を有する。すなわち、筐体１０は、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２を透過させない遮光性材料により形成されている。

【0030】

筐体１０には、第１開口１１と、２つの第２開口１２と、が形成されている。第１開口１１には、第１光Ｌ１が第１光軸Ａ１に沿って入射する。第１開口１１は、例えば、第１光軸Ａ１に平行な方向（以下、Ｚ軸方向ともいう）から見た場合に、円形状に形成されている。この例では、第１光軸Ａ１は、Ｚ軸方向から見た場合に、第１開口１１の中心を通っている。第１開口１１は、内側部分１１ａと、中間部分１１ｂと、外側部分１１ｃと、を含んでいる。内側部分１１ａは、内部空間Ｓ３に開口している。外側部分１１ｃは、外部に開口している。中間部分１１ｂは、内側部分１１ａ及び外側部分１１ｃに接続されている。内側部分１１ａ、中間部分１１ｂ及び外側部分１１ｃの各々は、例えば円筒形状を有している。中間部分１１ｂの直径（外形）は、内側部分１１ａの直径（外形）よりも大きく、外側部分１１ｃの直径（外形）は、中間部分１１ｂの直径（外形）よりも大きい。外側部分１１ｃには光学系５の一部が配置されている。

【0031】

各第２開口１２からは、第２光Ｌ２が第２光軸Ａ２に沿って出射する。各第２開口１２は、例えば、第２光軸Ａ２に平行な方向（以下、Ｙ軸方向ともいう）から見た場合に、円形状に形成されている。この例では、第２光軸Ａ２は、Ｙ軸方向から見た場合に、第２開口１２の中心を通っている。各第２開口１２は、内側部分１２ａと、中間部分１２ｂと、外側部分１２ｃと、を含んでいる。内側部分１２ａは、内部空間Ｓ３に開口している。外側部分１２ｃは、外部に開口している。中間部分１２ｂは、内側部分１２ａ及び外側部分１２ｃに接続されている。内側部分１２ａ、中間部分１２ｂ及び外側部分１２ｃの各々は、例えば円筒形状を有している。中間部分１２ｂの直径（外形）は、内側部分１２ａの直径（外形）よりも大きく、外側部分１２ｃの直径（外形）は、中間部分１２ｂの直径（外形）よりも大きい。

【0032】

第１光軸Ａ１は、内部空間Ｓ３内において第２光軸Ａ２と交わっている。すなわち、第１開口１１及び第２開口１２は、第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２とが互いに交わるように配置されている。第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との交点Ｃは、内部空間Ｓ３内に位置している。この例では、第１光軸Ａ１は、第２光軸Ａ２と垂直に交わっているが、第１光軸Ａ１は、直角以外の角度で第２光軸Ａ２と交わっていてもよい。第１光軸Ａ１は、第２光軸Ａ２と平行ではない。第１光軸Ａ１は、第２開口１２を通っておらず、第２光軸Ａ２は、第１開口１１を通っていない。

【0033】

第１窓部２０は、第１開口１１を気密に封止している。第１窓部２０は、第１窓部材２１と、第１枠部材２２と、を有している。第１窓部材２１は、例えば、第１光Ｌ１を透過させる透光性材料により、円形平板状に形成されている。この例では、第１窓部材２１は、サファイアにより形成されており、５μｍ以下の波長の光を透過させる。

【0034】

第１枠部材２２は、例えば、コバール金属により枠状に形成されている。第１枠部材２２は、全体として略円筒状に形成されている。第１枠部材２２は、円筒状の第１部分２２ａと、第１部分２２ａと一体的に形成された円筒状の第２部分２２ｂと、を有している。第２部分２２ｂの外形は、第１部分２２ａの外形よりも大きい。

【0035】

第１窓部材２１は、第１部分２２ａ内に配置されている。具体的には、第１部分２２ａの内面と第２部分２２ｂの内面との間の境界部には、内側に向けて突出した円形リング状の突出部２２ｃが形成されており、第１窓部材２１は、突出部２２ｃに接触した状態で、第１部分２２ａ内に配置されている。この状態においては、第１窓部材２１の側面２１ａが、第１部分２２ａの内面に接触している。

【0036】

第１窓部材２１の側面２１ａは、接合材（第１接合材）２３により、全周にわたって、第１部分２２ａの内面に気密に接合されている。これにより、第１窓部材２１と第１枠部材２２との間が気密に封止されている。接合材２３は、例えば、金属ロウ材であり、より具体的にはチタンがドープされた銀ロウである。チタンがドープされた銀ロウとは、例えば銀が７０％、銅が２８％、Ｔｉが２％という組成で構成されたロウ材であり、例えば東京ブレイズ株式会社のＴＢ－６０８Ｔである。

【0037】

第２部分２２ｂの外面には、外側に向けて突出した円形リング状のフランジ部２２ｄが形成されている。第１枠部材２２は、フランジ部２２ｄが第１開口１１の中間部分１１ｂ内に配置された状態で、筐体１０に固定されている。この状態においては、第１枠部材２２の第１部分２２ａの一部が第１開口１１から突出している。第１窓部材２１は、第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との交点Ｃと向かい合うように配置されている。この例では、第１窓部材２１の光入射面及び光出射面は、Ｚ軸方向と垂直に延在する平坦面である。

【0038】

第１枠部材２２は、レーザ溶接により、筐体に気密に固定されている。より具体的には、フランジ部２２ｄと第１開口１１の中間部分１１ｂの内面との間の接触部分に外側からレーザを照射して全周にわたって溶接することにより、第１枠部材２２が筐体１０に気密に接合されている。図４，５では、溶接箇所が符号Ｗで示されている。これにより、第１枠部材２２と筐体１０との間が気密に封止されている。このように、第１窓部材２１は、接合材２３により第１枠部材２２に気密に接合されており、第１枠部材２２を介して筐体１０に気密に固定されている。第１窓部材２１と筐体１０との間に第１枠部材２２が介在していることで、第１窓部材２１と筐体１０との間の熱膨張率の差に起因する不具合を抑制することができる。

【0039】

各第２窓部３０は、第２開口１２を気密に封止している。各第２窓部３０は、第２窓部材３１と、第２枠部材３２と、を有している。第２窓部材３１は、例えば、第２光Ｌ２を透過させる透光性材料により、円形平板状に形成されている。この例では、第２窓部材３１は、ダイヤモンドにより形成されており、２０μｍ以下の波長の光を透過させる。

【0040】

第２枠部材３２は、例えば、コバール金属により枠状に形成されている。第２枠部材３２は、全体として略円筒状に形成されている。第２枠部材３２は、円筒状の第１部分３２ａと、第１部分３２ａと一体的に形成された円筒状の第２部分３２ｂと、を有している。第２部分３２ｂの外形は、第１部分３２ａの外形よりも大きい。

【0041】

第２窓部材３１は、第１部分３２ａ内に配置されている。具体的には、第１部分３２ａは、内部に配置部３２ｃを有しており、第２窓部材３１は、配置部３２ｃ内に配置されている。この状態においては、第２窓部材３１の側面３１ａにおける交点Ｃとは反対側の一部が、第１部分３２ａの内面に接触している。第２枠部材３２内の空間は、配置部３２ｃに接続された中間部分３２ｄと、中間部分３２ｄに接続された外側部分３２ｅと、を更に含んでいる。中間部分３２ｄは、外側に向かうにつれて直径（外形）が大きくなる円錐台形状を有している。外側部分３２ｅは、中間部分３２ｄよりも大きな直径（外形）を有する円筒形状に形成されている。

【0042】

第２窓部材３１の側面３１ａは、接合材（第２接合材）３３により、全周にわたって、第１部分３２ａの内面に気密に接合されている。これにより、第２窓部材３１と第２枠部材３２との間が気密に封止されている。接合材３３は、例えば、金属ロウ材であり、より具体的にはチタンがドープされた銀ロウである。

【0043】

第２部分３２ｂの外面には、外側に向けて突出した円形リング状のフランジ部３２ｆが形成されている。第２枠部材３２は、フランジ部３２ｆが第２開口１２の中間部分１２ｂ内に配置された状態で、筐体１０に固定されている。この状態においては、第２枠部材３２の第１部分３２ａの一部が第２開口１２から突出している。第２窓部材３１は、第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との交点Ｃと向かい合うように配置されている。この例では、第２窓部材３１の光入射面及び光出射面は、Ｙ軸方向と垂直に延在する平坦面である。

【0044】

第２枠部材３２は、レーザ溶接により、筐体に気密に固定されている。より具体的には、フランジ部３２ｆと第２開口１２の中間部分１２ｂの内面との間の接触部分に外側からレーザを照射して全周にわたって溶接することにより、第２枠部材３２が筐体１０に気密に接合されている。これにより、第２枠部材３２と筐体１０との間が気密に封止されている。このように、第２窓部材３１は、接合材３３により第２枠部材３２に気密に接合されており、第２枠部材３２を介して筐体１０に気密に固定されている。第２窓部材３１と筐体１０との間に第２枠部材３２が介在していることで、第２窓部材３１と筐体１０との間の熱膨張率の差に起因する不具合を抑制することができる。

【0045】

第１電極４０は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の双方に垂直なＸ軸方向（所定方向）に沿って延在している。第１電極４０は、第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との交点Ｃを挟んで第２電極５０と向かい合っている。Ｘ軸方向において、交点Ｃと第１電極４０の先端との間の距離は、交点Ｃと第２電極５０の先端との間の距離に等しい。第１電極４０は、例えばタングステン等の金属材料により形成されている。第１電極４０は、基端側において第１絶縁部材７を介して筐体１０に固定され、筐体１０から電気的に分離されている。第１電極４０は、全体として略棒状に形成されている。第１電極４０は、基端側の第１支持部（第１部分）４１と、第１支持部４１よりも第２電極５０の近くの先端側に位置する第１放電部（第２部分）４２と、を有している。第１放電部４２は、第１支持部４１よりも小径で、かつ尖頭形状を有している。第１支持部４１と第１放電部４２との間の境界部分には、テーパ部４２ｓが形成されている。テーパ部４２ｓは、第１支持部４１に近づくにつれて径が大きくなるように傾斜した表面を有している。テーパ部４２ｓは、後述する本体部７１の表面７１ａに対して窪みを形成するような位置関係で配置されている。第１支持部４１は、Ｘ軸方向における第１電極４０の中間部（一部）である。第１支持部４１における第１放電部４２とは反対側の基端側の端部４１ａは、端部４１ａ以外の部分と比べて太く形成されている。第１放電部４２は、棒状に形成され、筐体１０内（すなわち内部空間Ｓ３内）に配置されている。

【0046】

第１絶縁部材７は、本体部７１と、筒状部７２と、を有している。第１絶縁部材７は、例えばアルミナ（酸化アルミニウム）又はセラミック等の絶縁性材料により形成されている。本体部７１は、例えば円柱状に形成され、第１電極４０の第１支持部４１を保持している。本体部７１は、Ｘ軸方向に垂直な表面７１ａを有している。表面７１ａは、内部空間Ｓ３に露出する表面である。表面７１ａには、Ｘ軸方向に沿って本体部７１を貫通する挿入孔７１ｂが形成されており、第１支持部４１は、挿入孔７１ｂ内に配置され、固定されている。筒状部７２は、本体部７１の表面７１ａからＸ軸方向に沿って延在するように円筒状に形成されており、第１放電部４２における第１支持部４１側（基端側）の一部を囲んでいる。

【0047】

第１支持部４１の端部４１ａは、接合材４３により、全周にわたって、挿入孔７１ｂの内面に気密に接合されている。これにより、第１電極４０と第１絶縁部材７との間が気密に封止されている。接合材４３は、例えば、金属ロウ材であり、より具体的にはチタンがドープされた銀ロウである。

【0048】

本体部７１の表面７１ａは粗面化されている。本実施形態においては、凹部７３が表面７１ａに形成されていることにより、表面７１ａが粗面化されている。凹部７３は、Ｘ軸方向から見た場合に、第１放電部４２を囲むように円形リング状に延在している。凹部７３は、第１電極４０及び筒状部７２の各々から離間するように配置されている。Ｘ軸方向に平行な断面における凹部７３の形状は、例えば矩形状である。

【0049】

第１絶縁部材７は、接続部材８を介して筐体１０に気密に固定されている。第１絶縁部材７の本体部７１の外面には、外側に向けて突出した円形リング状のフランジ部７４が形成されている。接続部材８は、ステンレス鋼等の金属材料により形成されている。接続部材８は、円筒状の第１部分８１と、第１部分８１の第１端部８１ａから径方向の内側に向かって延びる円環平板状の第２部分８２と、を有している。第２部分８２の先端は、本体部７１の外面に接触している。フランジ部７４は、第１部分８１及び第２部分８２に接触している。

【0050】

接続部材８の第２部分８２は、接合材８３により、全周にわたって、第１絶縁部材７の本体部７１の外面に気密に接合されている。これにより、接続部材８と第１絶縁部材７との間が気密に封止されている。接合材８３は、例えば、金属ロウ材であり、より具体的にはチタンがドープされた銀ロウである。

【0051】

接続部材８は、レーザ溶接により、筐体１０に気密に固定されている。より具体的には、筐体１０には、第３開口１３が形成されている。第１絶縁部材７の筒状部７２は、第３開口１３内に第３開口１３から離間した状態で配置されている。接続部材８は、第１部分８１の第２端部８１ｂが第３開口１３の開口縁に接触するように配置されている。第１部分８１と第３開口１３の開口縁との間の接触部分に外側からレーザを照射して全周にわたって溶接することにより、接続部材８が筐体１０に気密に接合されている。これにより、接続部材８と筐体１０との間が気密に封止されている。このように、第１絶縁部材７は、接続部材８に気密に接合されており、接続部材８を介して筐体１０に気密に固定されている。この状態においては、第１電極４０が第３開口１３を貫通するように延在する。第３開口１３は、第１電極４０、第１絶縁部材７及び接続部材８によって気密に封止されている。接続部材８は、筐体１０の一部を構成しているとみなすこともできる。

【0052】

第２電極５０は、Ｘ軸方向に沿って延在している。第２電極５０の先端は、第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との交点Ｃを挟んで第１電極４０と向かい合っている。第２電極５０は、例えばタングステン等の金属材料により形成されている。第２電極５０は、筐体１０に電気的に接続されている。第２電極５０は、全体として、第１電極４０よりも径の太い略棒状に形成されている。第２電極５０は、基端側の第２支持部５１と、第２支持部５１よりも第１電極４０の近くの先端側に位置する第２放電部５２と、を有している。第２支持部５１は、Ｘ軸方向における第２電極５０の中間部（一部）である。第２放電部５２は、棒状に形成され、筐体１０内（すなわち内部空間Ｓ３内）に配置されている。

【0053】

筐体１０には、第４開口１４が形成されている。第２電極５０の第２支持部５１は、第２支持部５１の外面が第４開口１４の内面に接触するように、第４開口１４内に配置されている。第２支持部５１は、接合材５３により、全周にわたって、第４開口１４の内面に気密に接合されている。これにより、第２電極５０と筐体１０との間が気密に封止されている。接合材５３は、例えば、金属ロウ材であり、より具体的にはチタンがドープされた銀ロウである。

【0054】

筐体１０には、内部空間Ｓ３に放電ガスＧ１を封入するための封入孔１５が形成されている。封入孔１５には、封入管１６が接続されている。封入管１６は、例えば銅等の金属材料により形成されている。封入管１６における封入孔１５とは反対側の端部１６ａは、封止されている。封入管１６には、封止された端部１６ａを覆うように保護部材１７が取り付けられている。保護部材１７は、例えばゴム等の樹脂材料により形成されている。

【0055】

封入管１６の外面は、接合材１８により、全周にわたって、封入孔１５の内面に接合されている。これにより、封入管１６と筐体１０との間が気密に封止されている。接合材１８は、例えば、金属ロウ材であり、より具体的にはチタンがドープされた銀ロウである。放電ガスＧ１の封入時には、例えば、封入管１６を介して放電ガスＧ１を内部空間Ｓ３に導入した後に、封入管１６を潰しながら押し切る（切り取る）ことにより、封入管１６の端部１６ａが封止される。その後、封入管１６に保護部材１７が取り付けられる。このような直接封入手法は、液体窒素を用いたトラップ法と比べて次の点で有利である。すなわち、トラップ法では、発光封体を液体窒素内に配置した際に、窓部材が歪むおそれがある。直接封入手法では、そのような事態を抑制することができる。また、トラップ法では封入圧力にばらつきが生じるおそれがあるが、直接封入手法では、そのようなばらつきを抑制することができる。トラップ法は、ガラスバルブ内に放電ガスを封入する際に用いられることがある。

【0056】

発光封体２では、筐体１０、第１窓部２０及び第２窓部３０によって内部空間Ｓ３が画定されている。発光封体２では、第１電極４０、第２電極５０、第１絶縁部材７、接続部材８及び封入管１６によっても、内部空間Ｓ３が画定されている。内部空間Ｓ３の全体は、放電ガスＧ１によって満たされている。すなわち、内部空間Ｓ３には、放電ガスＧ１が充填されている。放電ガスＧ１は、第１窓部材２１及び第１枠部材２２、並びに第２窓部材３１及び第２枠部材３２に接触している。放電ガスＧ１の封入圧力（最大封入圧力）は、例えば５ＭＰａ（５０気圧）程度である。発光封体２は、１５ＭＰａ以上の内圧に耐えることができる。発光封体２では、筐体１０、第１窓部２０及び第２窓部３０により、放電ガスＧ１が封入された容器１００が構成されている。容器１００は、第１光Ｌ１が容器１００に入射可能となる共に第２光Ｌ２が容器１００から出射可能となるように、構成されている。上述したとおり、この例では、第１光Ｌ１は第１窓部２０を介して容器１００に入射し、第２光Ｌ２は第２窓部３０を介して容器１００から外部に出射する。第１電極４０の第１放電部４２及び第２電極５０の第２放電部５２は、容器１００内に配置されている。
［レーザ励起光源の動作例］

【0057】

レーザ励起光源１は、ケース６内に配置された電圧印加回路ＶＣ（図１３（ａ））を備えている。電圧印加回路（電圧印加部）ＶＣは、第１電極４０に印加する電圧を調整することにより、第１電極４０と第２電極５０との間の電位差を制御するように構成されている。一例として、電圧印加回路ＶＣは、第２電極５０を接地電位として、第１電極４０に負の電圧パルスを印加する。これにより、第１電極４０から第２電極５０に向けて電子が放出される。その結果、アーク放電が発生し、第１電極４０と第２電極５０との間に（交点Ｃに）プラズマが発生する。このプラズマに、光導入部Ｒからの第１光Ｌ１が、第１窓部材２１を介して照射される。これにより、発生したプラズマが維持される。プラズマからの光である第２光Ｌ２は、出力光として、第２窓部材３１を介して外部に出射される。レーザ励起光源１では、２つの第２窓部材３１から、Ｙ軸方向の両側に向けて第２光Ｌ２が出射される。なお、電圧印加回路ＶＣは、プラズマを発生させるためのトリガ電圧として、正の電圧パルスを第１電極４０に印加してもよい。この場合、第２電極５０から第１電極４０に向けて電子が放出される。
［第１電極及び第２電極の詳細な構成］

【0058】

図６に示されるように、第１電極４０の第１放電部４２は、Ｘ軸方向において第２電極５０の第２放電部５２と向かい合っている。第１放電部４２における第２放電部５２側の端部４２ａは、第２放電部５２に近づくにつれて細くなる先細り形状（尖頭形状）を有している。第１放電部４２の端部４２ａは、第２放電部５２に向けて尖っている。端部４２ａは、端面４２ｂと、テーパ面４２ｃと、円柱面４２ｄと、を有している。端面４２ｂは、第２放電部５２側に向けて凸となるように湾曲している。テーパ面４２ｃは、第２放電部５２に近づくにつれて先細りとなるようにＸ軸方向に対して傾斜した円錐台形状の面であり、端面４２ｂに連続している。円柱面４２ｄは、第１放電部４２の中心線を囲むようにＸ軸方向に沿って延在する円柱形状の面であり、テーパ面４２ｃに連続している。

【0059】

テーパ面４２ｃのテーパ角度は、４５度以下となっている。この例では、テーパ角度は、３０度である。テーパ面４２ｃのテーパ角度とは、Ｘ軸方向に垂直な方向から見た場合におけるテーパ面４２ｃの両縁に沿った２つの直線間の角度である。

【0060】

第２放電部５２における第１放電部４２側の端部５２ａは、端面５２ｂと、円柱面５２ｃと、を有している。端面５２ｂは、Ｘ軸方向において第１放電部４２の端面４２ｂ及びテーパ面４２ｃと向かい合っている。Ｘ軸方向における端面４２ｂ，５２ｂ間の距離は、例えば０．７ｍｍ程度である。端面５２ｂは、Ｘ軸方向に垂直な平面に沿って延在している。この例では、端面５２ｂは、Ｘ軸方向に垂直な平坦面である。円柱面５２ｃは、第２放電部５２の中心線を囲むようにＸ軸方向に沿って延在する円柱形状の面であり、端面５２ｂに連続している。

【0061】

図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照しつつ、上述した第１電極４０及び第２電極５０の形状の利点について説明する。図７（ａ）では、電界分布が等電位線により示されている。等電位線間においては、第１電極１４０に近い等電位線ほど、電位が低い。この点は図７（ｂ）及び後述する図８～図１０についても同様である。図７（ａ）に示される第１比較例では、第１電極１４０の第１放電部１４２の端部１４２ａ及び第２電極１５０の第２放電部１５２の端部１５２ａの各々が尖っている。第１比較例においては、図７（ａ）に示されるように、交点Ｃを通りＸ軸方向に垂直な平面に関して対称な電界分布が生じる。

【0062】

これに対し、実施形態の構成では、図７（ｂ）に示されるような電界分布が生じる。第１比較例の場合と比べて、第１放電部４２の端部４２ａの近傍における電界強度（電界密度）が高められている。これは、第２放電部５２の端面５２ｂがＸ軸方向に垂直な平面に沿って延在しているためである。すなわち、実施形態では、電界分布が第１放電部４２の端部４２ａの近傍において圧縮され、電界密度が高められている。

【0063】

図８は、第２比較例において生じる電界分布の例を示す図である。図８では、図中第１電極１４０及び第２電極１５０の上側半分近傍のみが示されているが、下側半分近傍についても同様の電界分布が生じる。この点は図９及び図１０についても同様である。第２比較例では、第１電極１４０の第１放電部１４２の端部１４２ａ及び第２電極１５０の第２放電部１５２の端部１５２ａの各々が尖っている。端部１４２ａのテーパ面１４２ｃ及び端部１５２ａのテーパ面１５２ｃのテーパ角度は９０度である。

【0064】

図９は、第１変形例において生じる電界分布の例を示す図である。第１変形例では、第１放電部４２のテーパ面４２ｃのテーパ角度は９０度である。第１変形例は、その他の点については上記実施形態と同様に構成されている。図８及び図９から、第１変形例では、第２比較例と比べて、第１電極４０の端部４２ａ（端面４２ｂ）の近傍における電界密度が高められていることが分かる。

【0065】

図１０は、実施形態の構成において生じる電界分布の例を示す図である。上述したとおり、実施形態では、第１放電部４２のテーパ面４２ｃのテーパ角度は３０度である。図８及び図１０から、実施形態では、第２比較例と比べて、第１電極４０の端部４２ａ（端面４２ｂ）の近傍における電界密度が高められていることが分かる。また、図９及び図１０から、実施形態では、第１変形例と比べても、第１電極４０の端部４２ａの近傍における電界密度が高められていることが分かる。
［電圧印加方法の詳細］

【0066】

図１１（ａ）～図１２（ｂ）は、第３比較例の電圧印加方法を説明するための図である。図１１（ａ）及び図１２（ａ）では、容器２００が簡略化して示されている。第３比較例のレーザ励起光源１０１は、第１電極２４０及び第２電極２５０と、第１電極２４０及び第２電極２５０に電圧を印加する電圧印加回路ＶＣを備えている。第１電極２４０の端部２４２ａ及び第２電極２５０の端部２５２ａの各々は、尖っている。

【0067】

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示されるように、第３比較例では、電圧印加回路ＶＣは、第１電極２４０と第２電極２５０との間にプラズマを発生させるためのトリガ電圧として、プラス側に向けて立ち上がる正の電圧パルスＰＰを第１電極２４０に印加する。これにより、第２電極２５０から第１電極２４０に向けて電子が放出され、放電が発生することが期待される。

【0068】

しかしながら、第３比較例では、第１電極２４０に正の電圧パルスＰＰを印加することにより、電子を第２電極２５０から従属的に引きずり出す。そのため、効率が低く、第１電極２４０と第２電極２５０との間に意図したとおりに放電が生じない場合がある。この場合、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示されるように、正の電圧パルスである第１パルスＰ１ではなく、第１パルスＰ１に続く負の電圧パルスである第２パルスＰ２により放電が発生することがある。第２パルスＰ２による放電では、電子は、第１電極２４０から第２電極２５０に向けて放出される。第２パルスＰ２は、第１パルスＰ１によって放電が発生しなかった場合に、リンギング現象により生じるパルスである。第２パルスＰ２のピーク電圧の絶対値は、第１パルスＰ１のピーク電圧の絶対値よりも小さい。したがって、第２パルスＰ２による放電の効率は、第１パルスＰ１による放電の効率よりも低い。

【0069】

図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、実施形態の電圧印加方法を説明するための図である。図１３（ａ）では、容器１００が簡略化して示されている。この点は後述する図１５についても同様である。実施形態のレーザ励起光源１は、第１電極４０及び第２電極５０に電気的に接続された電圧印加回路ＶＣを備えている。電圧印加回路ＶＣは、第１電極４０に印加する電圧を調整することにより、第１電極４０と第２電極５０との間の電位差を制御する。上述したとおり、レーザ励起光源１では、第１放電部４２の端部４２ａが、第２放電部５２に近づくにつれて細くなる形状を有し、第２放電部５２の端面５２ｂが、Ｘ軸方向に垂直な平面に沿って延在している。

【0070】

実施形態では、電圧印加回路ＶＣは、第１電極４０と第２電極５０との間にプラズマを発生させるためのトリガ電圧として、マイナス側に向けて立ち上がる負の電圧パルスＰＮを第１電極４０に印加する。これにより、第１電極４０から第２電極５０に向けて電子が放出され、放電が発生する。実施形態の電圧印加方法では、上記第３比較例のようにリンギング現象により生じる第２パルスＰ２によって放電を発生させる場合と比べて、放電の効率を高めることができる。その結果、放電開始電圧を低減することができる。
［作用及び効果］

【0071】

以上説明したように、レーザ励起光源１では、第１放電部４２の端部４２ａが、第２放電部５２に近づくにつれて細くなる形状を有し、第２放電部５２の端面５２ｂが、Ｘ軸方向（第１放電部４２の延在方向）に垂直な平面に沿って延在している。これにより、第１放電部４２の端部４２ａの近傍における電界強度（電界密度）を高めることができる。そして、電圧印加回路ＶＣが、第１電極４０に印加する電圧を調整することにより、第１電極４０と第２電極５０との間の電位差を制御する。このように、端部４２ａの近傍において電界強度が高められた第１電極４０に電圧を印加することで、放電を起こり易くすることができ、放電開始電圧を低減することができる。また、第１電極４０と第２電極５０との間の間隔を広げることが可能となるため、第１電極４０及び第２電極５０の位置に要求される精度を緩和することができる。また、熱により第１電極４０及び第２電極５０の先端が溶けてしまう事態を抑制することができる。

【0072】

電圧印加回路ＶＣが、第１電極４０と第２電極５０との間にプラズマを発生させるためのトリガ電圧として、負の電圧パルスを第１電極４０に印加する。これにより、上述したとおり、放電を一層起こり易くすることができる。

【0073】

第１放電部４２の端部４２ａのテーパ面４２ｃのテーパ角度が、１２０度以下である。これにより、第１放電部４２の端部４２ａの近傍における電界強度を一層高めることができ、放電を一層起こり易くすることができる。

【0074】

テーパ面４２ｃのテーパ角度が、４５度以下である。これにより、第１放電部４２の端部４２ａの近傍における電界強度をより一層高めることができ、放電をより一層起こり易くすることができる。

【0075】

容器１００を構成する筐体１０が、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２を透過させない遮光性材料により形成されている。これにより、遮光性材料としては強度の高い材料を選択することができることから、放電ガスＧ１の封入圧力を高めることができる。その結果、高効率化及び高出力化を図ることができる。

【0076】

筐体１０が金属材料により形成されている。これにより、放電ガスＧ１の封入圧力を一層高めることができる。

【0077】

第１電極４０が、第１絶縁部材７を介して筐体１０に固定され、筐体１０から電気的に分離されている。これにより、第１電極４０に筐体１０の電位（接地電位）とは独立した電圧を印加することができる。

【0078】

第２電極５０が筐体１０に電気的に接続されている。これにより、筐体１０との接続により第２電極５０を接地電位とすることができ、接地電位のための配線を省略することができる。
［変形例］

【0079】

図１４に示される第２変形例の発光封体２では、第２電極５０が、第２絶縁部材７Ａを介して筐体１０に固定され、筐体１０から電気的に分離されている。第２絶縁部材７Ａは、接続部材８Ａを介して筐体１０に気密に固定されている。第２絶縁部材７Ａは、第１絶縁部材７と同様に構成及び接続されており、接続部材８Ａは、接続部材８と同様に構成及び接続されている。第２変形例では、第２電極５０が筐体１０から電気的に分離されているため、第１電極４０及び第２電極５０に個別に電圧を印加することができる。

【0080】

例えば、図１５に示されるように、電圧印加回路ＶＣは、負の電圧パルスＰＮを第１電極４０に印加するタイミングに合わせて、正の電圧パルスＰＰを第２電極５０に印加してもよい。第２電極５０に印加される正の電圧パルスＰＰがピークとなるタイミングは、第１電極４０に印加される負の電圧パルスＰＮがピークとなるタイミングに一致していてもよい。すなわち、電圧印加回路ＶＣは、第１電極４０に印加される負の電圧パルスＰＮとは逆の位相を有する正の電圧パルスＰＰを第２電極５０に印加してもよい。この場合、負の電圧パルスＰＮ及び正の電圧パルスＰＰにより、第１電極４０と第２電極５０との間に電位差が生じる。

【0081】

図１６（ｂ）は、そのような電圧印加方法を実現するための電圧印加回路ＶＣの一例を示している。図１６（ａ）は、上記実施形態の電圧印加方法を実現するための電圧印加回路ＶＣの一例を示している。図１６（ａ）の例では、電圧印加回路ＶＣは、一次コイルＣ１及び二次コイルＣ２を含むトランスＴを備えている。一次コイルＣ１に印加された電圧が二次コイルＣ２に昇圧しつつ伝達され、第１電極４０に負の電圧パルスＰＮが印加される。第２電極５０は接地されている。一方、図１６（ｂ）の例では、二次コイルＣ２が中間部において接地され、２つの部分に分割されている。これにより、二次コイルＣ２は、両方の極性の電圧を出力できるように構成されている。一次コイルＣ１に印加された電圧が二次コイルＣ２に昇圧しつつ伝達されることにより、図１６（ａ）の例における負の電圧パルスＰＮのピーク電圧の半分のピーク電圧を有する負の電圧パルスＰＮが第１電極４０に印加されると共に、図１６（ａ）の例における負の電圧パルスＰＮのピーク電圧の半分のピーク電圧を絶対値で有する正の電圧パルスＰＰが第２電極５０に印加される。図１６（ｂ）の例において第１電極４０と第２電極５０との間に生じる電位差は、図１６（ａ）の例において生じる電位差と同一である。

【0082】

図１６（ｂ）の例の電圧印加方法では、図１６（ａ）の例のように第１電極４０のみに負の電圧パルスＰＮを印加する場合と比べて、第１電極４０に印加される負の電圧パルスＰＮ及び第２電極５０に印加される正の電圧パルスＰＰの各々のピーク電圧の絶対値を低減することができる。その結果、例えば、負の電圧パルスＰＮ及び正の電圧パルスＰＰを発生させる際に生じるノイズを低減することができる。

【0083】

本開示は、上記実施形態及び変形例に限られない。例えば、各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。本開示において、「Ａ及び／又はＢ」とは、「Ａ及びＢの少なくとも一方」を意味する。第１放電部４２の端部４２ａのテーパ面４２ｃのテーパ角度は、９０度以下であってもよいし、３０度以下であってもよい。

【0084】

上記実施形態では、筐体１０、第１窓部２０及び第２窓部３０によって容器１００が構成されていたが、容器１００は、例えばその全体が石英からなるガラス筐体（ガラスバルブ）であってもよい。この場合、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２は、ガラス筐体を透過することにより入射又は出射する。第１電極４０の第１放電部４２及び第２電極５０の第２放電部５２は、ガラス筐体内に配置される。

【0085】

レーザ励起光源にガラス筐体が用いられる場合、一般的には、一対の電極は互いに同一の形状に形成される。これに対し、上述したレーザ励起光源１では、第１電極４０及び第２電極５０が互いに異なる形状に形成されている。ガラス筐体内に一対の電極が配置されてなる光源としては、キセノンランプがある。キセノンランプでは、キセノンガス中での放電により生じる熱電子から光が発生する。電子の供給特性が重要であるため、一対の電極は互いに異なる材料により形成される場合がある。例えば、カソードは、トリウム入りタングステンやビスマスにより形成され、アノードは、純タングステンにより形成される。キセノンランプでは、放電が継続的に発生させられるが、レーザ励起光源１では、放電開始時にプラズマが発生しさえすればよく、放電維持時には第１電極４０及び第２電極５０は機能しない。そのため、耐熱性が高く、かつ物質を放出し難い純金属（例えばタングステン）により第１電極４０及び第２電極５０が形成されている。

【0086】

上記実施形態では２つの第２開口１２が形成されていたが、１つの第２開口１２のみが形成されていてもよいし、３つ以上の第２開口１２が形成されていてもよい。筐体１０を構成する材料は、必ずしも金属材料でなくてもよく、絶縁性材料、例えばセラミック等であってもよい。第１窓部材２１及び第２窓部材３１の各々は、ダイヤモンド又はサファイアにより形成されていてもよいし、フッ化マグネシウム又は石英により形成されてもよい。第１窓部材２１及び／又は第２窓部材３１は、コバールガラスにより形成されてもよい。

【0087】

レーザ光源３はレーザ励起光源１内に設けられていなくてもよい。例えば、レーザ励起光源１は、レーザ光源３に代えて、外部に配置された光源からの光をミラー４へ導光する光ファイバを備えていてもよい。この場合、光ファイバ、ミラー４及び光学系５により、第１光Ｌ１を第１光軸Ａ１に沿って第１開口１１に入射させる光導入部Ｒが構成される。

【0088】

第１光Ｌ１は、第１電極４０と比べて第２電極５０寄りに入射させられてもよい。すなわち、Ｘ軸方向において、交点Ｃと第１電極４０との間の距離は、交点Ｃと第２電極５０との間の距離よりも長くてもよい。この場合、第２電極５０の端面５２ｂは平坦面であり、第１電極４０の尖った端部４２ａと比べて溶け難いため、熱的に有利となる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】