特許 7462815 発光封体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-28

(45)【発行日】2024-04-05

(54)【発明の名称】発光封体

(51)【国際特許分類】

   H01J 65/04 20060101AFI20240329BHJP

【ＦＩ】

H01J65/04 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023073567

(22)【出願日】2023-04-27

【審査請求日】2024-03-06

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(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

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 章夫

(72)【発明者】

【氏名】下牧 将

(72)【発明者】

【氏名】松代 悠

(72)【発明者】

【氏名】杉谷 光平

【審査官】佐藤 海

(56)【参考文献】

【文献】特許第７０４４９５４（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１９－０２９２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－０５４４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５２１１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ６５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマを発生させるためのガスを収容している筐体であって、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、及び、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窓部を有する前記筐体と、
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開口を有する包囲部と、を備え、
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おり、
前記第２開口は、前記第２開口における前記包囲空間側の前記開口端が前記第２開口における前記包囲空間とは反対側の開口端よりも小さいテーパ状の開口である、発光封体。

【請求項2】

プラズマを発生させるためのガスを収容している筐体であって、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、及び、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窓部を有する前記筐体と、
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開口を有する包囲部と、を備え、
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おり、
前記第２窓部の一部は、前記第２開口の内側に位置している、発光封体。

【請求項3】

プラズマを発生させるためのガスを収容している筐体であって、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、及び、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窓部を有する前記筐体と、
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開口を有する包囲部と、を備え、
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おり、
前記包囲部の内面のうち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いる領域は、滑らかな凹面状の領域である、発光封体。

【請求項4】

前記包囲部は、絶縁性材料によって形成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の発光封体。

【請求項5】

前記包囲部は、互いに別体で形成された第１包囲部材及び第２包囲部材を有し、
前記第１包囲部材は、前記第１開口を画定しており、
前記第２包囲部材は、前記第２開口を画定している、請求項１～３のいずれか一項に記載の発光封体。

【請求項6】

前記包囲部の内面は、滑らかな凹面状の領域を含み、
前記第１開口及び前記第２開口の少なくとも一方は、前記領域において開口している、請求項１～３のいずれか一項に記載の発光封体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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と、筐体内において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、を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許第１０００８３７８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような発光封体では、筐体内に包囲部が配置され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しにくくなる。ガスの対流が強くなると、筐体外に出射したプラズマ光にノイズ成分が乗ってしまう等の悪影響が生じるため、ガスの対流を抑制することで、出力光の品質が低下することが抑制される。しかし、当該光源を用いる装置の性能向上のためには、更なる出力光の品質の向上が求められている。

【0005】

本発明は、出力光の品質の向上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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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筐体であって、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、及び、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窓部を有する前記筐体と、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開口を有する包囲部と、を備え、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、発光封体」である。

【0007】

上記［１］に記載の発光封体では、筐体内においてプラズマ領域を含む包囲空間が包囲部によって画定されている。これにより、筐体内に包囲部が配置され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抑制することができる。更に、包囲部において第１開口及び第２開口の少なくとも一方が包囲空間に対して狭められている。これにより、第１開口及び第２開口の両方が包囲空間に対して狭められていない場合に比べ、包囲空間内のガスが筐体外の環境の影響を受けにくくなるため、筐体外の環境に起因するガスの対流の発生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を図ることができる。

【0008】

本発明の発光封体は、［２］「前記包囲部は、絶縁性材料によって形成されている、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、ガスが対流する空間が絶縁性の包囲部によって包囲されているため、包囲部がプラズマに影響を及ぼすことなく、プラズマを安定的に維持することができる。

【0009】

本発明の発光封体は、［３］「前記第２開口は、前記第２開口における前記包囲空間側の前記開口端が前記第２開口における前記包囲空間とは反対側の開口端よりも小さいテーパ状の開口である、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、包囲部において第２開口を包囲空間に対して狭めつつも、放射状に発せられた第２光を、第２開口及び第２窓部を介して筐体外に効率良く出射させることができる。

【0010】

本発明の発光封体は、［４］「前記包囲部は、互いに別体で形成された第１包囲部材及び第２包囲部材を有し、前記第１包囲部材は、前記第１開口を画定しており、前記第２包囲部材は、前記第２開口を画定している、上記［１］～［３］のいずれか一つに記載の発光封体」であってもよい。当該［４］に記載の発光封体によれば、対流の発生を抑制するために好ましい形状の包囲部を精度良く形成することができる。

【0011】

本発明の発光封体は、［５］「前記包囲部の内面は、滑らかな凹面状の領域を含み、前記第１開口及び前記第２開口の少なくとも一方は、前記領域において開口している、上記［１］～［４］のいずれか一つに記載の発光封体」であってもよい。当該［５］に記載の発光封体によれば、滑らかな凹面状の領域の近傍におけるガスの移動をスムーズにすることができるため、対流によるプラズマへの影響を抑制し、プラズマを安定的に維持することができる。

【0012】

本発明の発光封体は、［６］「前記第２窓部の一部は、前記第２開口の内側に位置している、上記［１］～［５］のいずれか一つに記載の発光封体」であってもよい。当該［６］に記載の発光封体によれば、第２窓部の全部が第２開口の外側に位置している場合に比べ、包囲空間内のガスの対流の発生をより抑制することができる。

【0013】

本発明の発光封体は、［７］「前記包囲部の内面のうち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いる領域は、滑らかな凹面状の領域である、上記［１］～［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、プラズマを維持するための第１光の入射に伴って、滑らかな凹面状の領域とプラズマ領域との間に生じるガスの移動をスムーズにすることができるため、対流によるプラズマへの影響を抑制し、プラズマを安定的に維持することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、出力光の品質の向上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。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態の発光封体の断面図である。

【図2】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。

【図3】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。

【図4】第２実施形態の発光封体の断面図である。

【図5】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。

【図6】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。

【図7】第３実施形態の発光封体の断面図である。

【図8】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。

【図9】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。

【図10】第４実施形態の発光封体の断面図である。

【図11】図１０に示されるXI－XI線に沿っての発光封体の断面図である。

【図12】図１０に示されるXII－XII線に沿っての発光封体の断面図である。

【図13】第５実施形態の発光封体の断面図である。

【図14】図１３に示されるXIV－XIV線に沿っての発光封体の断面図である。

【図15】図１３に示されるXV－XV線に沿っての発光封体の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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］

【0017】

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、筐体２、第１電極３、第２電極４、第１保持部５、包囲部７及び封入管８を備えている。筐体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。

【0018】

筐体２は、本体部２０、レーザ光入射窓部（第１窓部）１０Ａ、及び二つのプラズマ光出射窓部（第２窓部）１０Ｂ，１０Ｃを有している。本体部２０は、略直方体状の部材である。本体部２０には、収容空間２１、三つの窓部用開口２２，２３，２４、及び二つの電極用開口２６，２７が形成されている。収容空間２１は、プラズマ領域Ｒを含んでいる。窓部用開口２２は、収容空間２１からＺ軸方向における一方側に開口している。窓部用開口２３は、収容空間２１からＸ軸方向（Ｚ軸方向に垂直な方向）における一方側に開口している。窓部用開口２４は、収容空間２１からＸ軸方向における他方側に開口している。電極用開口２６は、収容空間２１からＹ軸方向（Ｘ軸方向及びＺ軸方向の両方向に垂直な方向）における一方側に開口している。電極用開口２７は、収容空間２１からＹ軸方向における他方側に開口している。本体部２０の材料は、例えばステンレス鋼等の金属材料である。

【0019】

レーザ光入射窓部１０Ａは、窓部用開口２２を気密に封止している。レーザ光入射窓部１０Ａ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１０Ａ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Ａ１である。

【0020】

レーザ光入射窓部１０Ａは、窓部材１１及び保持部材１２を有している。窓部材１１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１１は、レーザ光Ｌ１を透過させる。窓部材１１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１２は、光軸Ａ１を中心線とする筒状に形成されている。窓部材１１は、保持部材１２の内側に配置された状態で、保持部材１２によって保持されている。保持部材１２の材料は、例えばコバール等の金属材料である。窓部材１１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１２の内面に気密に接合されている。保持部材１２の外面は、例えばレーザ溶接によって、窓部用開口２２の内面に気密に接合されている。

【0021】

プラズマ光出射窓部１０Ｂは、窓部用開口２３を気密に封止している。プラズマ光出射窓部１０Ｂは、プラズマ光Ｌ２をプラズマ領域ＲからＸ軸方向の一方側へ出射させる。プラズマ光出射窓部１０Ｃは、窓部用開口２４を気密に封止している。プラズマ光出射窓部１０Ｃは、プラズマ光Ｌ２をプラズマ領域ＲからＸ軸方向の他方側へ出射させる。発光封体１Ａでは、各プラズマ光出射窓部１０Ｂ，１０Ｃ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。

【0022】

プラズマ光出射窓部１０Ｂは、窓部材１３及び保持部材１４を有している。窓部材１３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１３は、プラズマ光Ｌ２を透過させる。窓部材１３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１４は、光軸Ａ２を中心線とする筒状に形成されている。窓部材１３は、保持部材１４の内側に配置された状態で、保持部材１４によって保持されている。保持部材１４の材料は、例えばコバール等の金属材料である。窓部材１３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１４の内面に気密に接合されている。保持部材１４の外面は、例えばレーザ溶接によって、窓部用開口２３の内面に気密に接合されている。

【0023】

プラズマ光出射窓部１０Ｃは、窓部材１５及び保持部材１６を有している。窓部材１５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１５は、プラズマ光Ｌ２を透過させる。窓部材１５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１６は、光軸Ａ２を中心線とする筒状に形成されている。窓部材１５は、保持部材１６の内側に配置された状態で、保持部材１６によって保持されている。保持部材１６の材料は、例えばコバール等の金属材料である。窓部材１５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１６の内面に気密に接合されている。保持部材１６の外面は、例えばレーザ溶接によって、窓部用開口２４の内面に気密に接合されている。

【0024】

第１電極３は、筐体２外から、筐体２の電極用開口２６と、後述する包囲部７の電極用開口７８とを介して、包囲部７が画定する包囲空間７３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２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７３内においてプラズマ領域Ｒに臨んでおり、包囲部７によって包囲されている。

【0025】

第１保持部５は、Ｙ軸方向に沿って延在している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。第１保持部５は、本体部５１及び筒状部５２，５５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５５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２の電極用開口２６の外側に配置されており、筒状部５５は、筐体２の電極用開口２６の内側に配置されている。本体部５１には、Ｙ軸方向に沿って本体部５１を貫通している貫通孔５１ａが形成されている。貫通孔５１ａは、各筒状部５２，５５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。

【0026】

第１保持部５は、筐体２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９Ａを介して筐体２に固定されている。接続部材９Ａは、筒状部９１Ａ及び内向きフランジ部９２Ａを有している。内向きフランジ部９２Ａは、筒状部９１Ａにおける筐体２とは反対側の端部に設けられている。接続部材９Ａ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９２Ａ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５３に気密に接合されている。筒状部９１Ａにおける筐体２側の端部は、例えばレーザ溶接によって、筐体２に気密に接合されている。

【0027】

第２電極４は、筐体２の電極用開口２７内から、後述する包囲部７の電極用開口７９を介して、包囲部７が画定する包囲空間７３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４１は、筐体２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７３内においてプラズマ領域Ｒに臨んでおり、包囲部７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２７の内面に気密に接合されている。

【0028】

包囲部７は、筐体２の収容空間２１内に配置されている絶縁性の部材である。包囲部７には、包囲空間７３、三つの光通過開口７４，７５，７６、及び二つの電極用開口７８，７９が形成されている。

【0029】

包囲空間７３は、プラズマ領域Ｒを含んでいる。光通過開口７４は、包囲空間７３からＺ軸方向における一方側に開口している。光通過開口７５は、包囲空間７３からＸ軸方向における一方側に開口している。光通過開口７６は、包囲空間７３からＸ軸方向における他方側に開口している。電極用開口７８は、包囲空間７３からＹ軸方向における一方側に開口している。電極用開口７９は、包囲空間７３からＹ軸方向における他方側に開口している。

【0030】

光通過開口（第１開口）７４は、レーザ光入射窓部１０Ａ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１０Ａ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７４は、レーザ光入射窓部１０Ａと重なっている。発光封体１Ａでは、光通過開口７４の中心線は、レーザ光入射窓部１０Ａの窓部材１１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７４は、Ｚ軸方向から見た場合にレーザ光入射窓部１０Ａの窓部材１１に含まれている。光通過開口７４は、包囲空間７３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７４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７４における包囲空間７３側の開口端７４ａが包囲空間７３に含まれている。発光封体１Ａでは、光通過開口７４は、包囲空間７３側の開口端７４ａが包囲空間７３とは反対側の開口端７４ｂよりも小さいステップ状の開口である。レーザ光入射窓部１０Ａの窓部材１１は、光通過開口７４の外側に位置している。

【0031】

光通過開口（第２開口）７５は、プラズマ光出射窓部１０Ｂ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１０Ｂ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７５は、プラズマ光出射窓部１０Ｂと重なっている。発光封体１Ａでは、光通過開口７５の中心線は、プラズマ光出射窓部１０Ｂの窓部材１３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７５は、Ｘ軸方向から見た場合にプラズマ光出射窓部１０Ｂの窓部材１３に含まれている。光通過開口７５は、包囲空間７３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７５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７５における包囲空間７３側の開口端７５ａが包囲空間７３に含まれている。発光封体１Ａでは、光通過開口７５は、包囲空間７３側の開口端７５ａが包囲空間７３とは反対側の開口端７５ｂ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１０Ｂの窓部材１３は、光通過開口７５の外側に位置している。

【0032】

光通過開口（第２開口）７６は、プラズマ光出射窓部１０Ｃ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１０Ｃ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７６は、プラズマ光出射窓部１０Ｃと重なっている。発光封体１Ａでは、光通過開口７６の中心線は、プラズマ光出射窓部１０Ｃの窓部材１５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７６は、Ｘ軸方向から見た場合にプラズマ光出射窓部１０Ｃの窓部材１５に含まれている。光通過開口７６は、包囲空間７３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７６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７６における包囲空間７３側の開口端７６ａが包囲空間７３に含まれている。発光封体１Ａでは、光通過開口７６は、包囲空間７３側の開口端７６ａが包囲空間７３とは反対側の開口端７６ｂ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１０Ｃの窓部材１５は、光通過開口７６の外側に位置している。

【0033】

包囲部７は、第１包囲部材７Ａ、及び二つの第２包囲部材７Ｂ，７Ｃを有している。第１包囲部材７Ａ、及び二つの第２包囲部材７Ｂ，７Ｃは、互いに別体で形成されている。第１包囲部材７Ａ、及び二つの第２包囲部材７Ｂ，７Ｃ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１０Ｂ及びプラズマ光出射窓部１０Ｃから取り出す光量をより大きくすることができる。第１包囲部材７Ａは、包囲空間７３の大部分、光通過開口７４、及び二つの電極用開口７８，７９を画定している。第２包囲部材７Ｂは、光通過開口７５、及び包囲空間７３における光通過開口７５側の一部を画定している。第２包囲部材７Ｃは、光通過開口７６、及び包囲空間７３における光通過開口７６側の一部を画定している。なお、包囲部７を発光封体１Ａの製造時に収容空間２１の所望の位置に導入しやすいように、包囲部７の外面形状の少なくとも一部が電極用開口２６の内面形状に沿った形状となっている。包囲部７の外面の一部と収容空間２１を画定している筐体２の内壁とが当接することで、収容空間２１内における包囲部７の位置決めが行われる。第１包囲部材７Ａ、及び二つの第２包囲部材７Ｂ，７Ｃは、互いに組み合わされた状態で、筐体２によって保持されている。

【0034】

第１包囲部材７Ａの内面７ａは、滑らかな凹面状の領域Ｓ１を含んでいる。発光封体１Ａでは、領域Ｓ１によって囲まれている空間は、Ｘ軸方向に沿って延在している中心線を有する円柱状である。Ｘ軸方向から見た場合、領域Ｓ１は、プラズマ領域Ｒを中心とする円形状を呈している。つまり、第１包囲部材７Ａの内面７ａのうちプラズマ領域Ｒを挟んでレーザ光入射窓部１０Ａと向かい合っている領域は、滑らかな凹面状の領域Ｓ１の一部である。光通過開口７４、及び二つの電極用開口７８，７９は、第１包囲部材７Ａの内面７ａの領域Ｓ１において開口している。なお、電極用開口７８，７９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。第１包囲部材７Ａ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、当該隙間によって、包囲空間７３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。二つの第２包囲部材７Ｂ，７Ｃは、Ｘ軸方向に沿ってプラズマ領域Ｒを挟み込むように第１包囲部材７Ａの内側にそれぞれ配置されている。その際、第１包囲部材７Ａの内側に設けられた段差部に第２包囲部材７Ｂ，７Ｃが当接することで、第２包囲部材７Ｂ，７Ｃが位置決めされている。各第２包囲部材７Ｂ，７Ｃは、Ｘ軸方向を厚さ方向とする板状の部材である。包囲空間７３は、収容空間２１内において、第１包囲部材７Ａの内面７ａ、第２包囲部材７Ｂのプラズマ領域Ｒ側の側面、第２包囲部材７Ｃのプラズマ領域Ｒ側の側面、三つの光通過開口７４，７５，７６、及び二つの電極用開口７８，７９によって包囲されている。つまり、包囲部７は、筐体２内において包囲空間７３を画定していると共に、筐体２内においてプラズマ領域Ｒを包囲している。

【0035】

筐体２の本体部２０には、収容空間２１内にガスＧを封入するための封入孔２９が形成されている。封入孔２９には、封入管８が接続されている。封入管８の材料は、例えば銅等の金属材料である。封入管８における封入孔２９とは反対側の端部は、封止されている。封入管８の外面は、例えば金属ロウ材等の接合材によって、封入孔２９の内面に気密に接合されている。

【0036】

以上のように構成された発光封体１Ａでは、第２電極４を接地電位とする場合、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７３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１０Ａ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、出力光として二つのプラズマ光出射窓部１０Ｂ，１０Ｃから外部に出射する。

【0037】

以上説明したように、発光封体１Ａでは、筐体２内においてプラズマ領域Ｒを含む包囲空間７３が包囲部７によって画定されている。したがって、筐体２内に包囲部７が配置され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抑制することができる。更に、包囲部７において三つの光通過開口７４，７５，７６が包囲空間７３に対して狭められている。これにより、三つの光通過開口７４，７５，７６のいずれもが包囲空間に対して狭められていない場合に比べ、包囲空間７３内のガスＧが筐体２外の環境の影響を受けにくくなるため、筐体２外の環境に起因するガスＧの対流の発生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を図ることができる。更に、包囲部７において三つの光通過開口７４，７５，７６が包囲空間７３に対して狭められていることで、三つの光通過開口７４，７５，７６のいずれもが包囲空間に対して狭められていない場合に比べ、例えばプラズマによって第１電極３及び第２電極４がスパッタされて異物が発生した場合においても、当該異物が三つの光通過開口７４，７５，７６を通過してレーザ光入射窓部１０Ａ、プラズマ光出射窓部１０Ｂ及びプラズマ光出射窓部１０Ｃに到ることを抑制することができる。これにより、各窓部が汚れることによる光量低下といった問題を抑制し、出力光の品質の維持を図ることができる。

【0038】

発光封体１Ａでは、包囲部７は、絶縁性材料によって形成されている。これにより、ガスＧが対流する空間が絶縁性の包囲部７によって包囲されているため、包囲部７がプラズマに影響を及ぼすことなく、プラズマを安定的に維持することができる。更に、包囲空間７３内のガスＧが金属製の筐体２によって冷却されるのを抑制できるため、対流を安定化することができ、対流によるプラズマへの影響を抑制し、プラズマを安定的に維持することができる。更に、包囲部７を介して第１電極３と第２電極４とが電気的に接続されてしまうことを抑制できるので、プラズマを確実に発生することができる。

【0039】

発光封体１Ａでは、光通過開口７５は、光通過開口７５における包囲空間７３側の開口端７５ａが光通過開口７５における包囲空間７３とは反対側の開口端７５ｂよりも小さいテーパ状の開口である。これにより、包囲部７において光通過開口７５を包囲空間７３に対して狭めつつも、放射状に発せられたプラズマ光Ｌ２を、光通過開口７５及びプラズマ光出射窓部１０Ｂを介して筐体２外に効率良く出射させることができる。発光封体１Ａでは、光通過開口７６は、光通過開口７６における包囲空間７３側の開口端７６ａが光通過開口７６における包囲空間７３とは反対側の開口端７６ｂよりも小さいテーパ状の開口である。これにより、包囲部７において光通過開口７６を包囲空間７３に対して狭めつつも、放射状に発せられたプラズマ光Ｌ２を、光通過開口７６及びプラズマ光出射窓部１０Ｃを介して筐体２外に効率良く出射させることができる。

【0040】

発光封体１Ａでは、包囲部７は、第１包囲部材７Ａ、及び二つの第２包囲部材７Ｂ，７Ｃを有しており、第１包囲部材７Ａ、及び二つの第２包囲部材７Ｂ，７Ｃは、互いに別体で形成されている。第１包囲部材７Ａは、光通過開口７４を画定しており、第２包囲部材７Ｂは、光通過開口７５を画定しており、第２包囲部材７Ｃは、光通過開口７６を画定している。これにより、対流の発生を抑制するために好ましい形状の包囲部７を精度良く形成することができる。例えば包囲部７の形状は複雑であるため単一の部材で一体に形成することは困難だが、包囲部７を第１包囲部材７Ａ、及び二つの第２包囲部材７Ｂ，７Ｃに分割して構成することで、包囲部７を精度良く形成することができる。そして、第１包囲部材７Ａ、及び二つの第２包囲部材７Ｂ，７Ｃのそれぞれに三つの光通過開口７４，７５，７６を精度良く形成することができるため、所望の光軸を精度良く備えた発光封体１Ａを得ることができる。

【0041】

発光封体１Ａでは、包囲部７の第１包囲部材７Ａの内面７ａは、滑らかな凹面状の領域Ｓ１を含み、光通過開口７４は、領域Ｓ１において開口している。これにより、滑らかな凹面状の領域Ｓ１の近傍におけるガスの移動をスムーズにすることができるため、対流によるプラズマへの影響を抑制し、プラズマを安定的に維持することができる。

【0042】

発光封体１Ａでは、包囲部７の第１包囲部材７Ａの内面７ａのうちプラズマ領域Ｒを挟んでレーザ光入射窓部１０Ａと向かい合っている領域は、滑らかな凹面状の領域Ｓ１である。これにより、プラズマを維持するためのレーザ光Ｌ１の入射に伴って、滑らかな凹面状の領域Ｓ１とプラズマ領域Ｒとの間に生じるガスの移動をスムーズにすることができるため、対流によるプラズマへの影響を抑制し、プラズマを安定的に維持することができる。また、プラズマを透過したレーザ光Ｌ１が内面７ａに入射しても、その反射光がレーザ光入射窓部１０Ａに向かうことを抑制できるため、当該反射光によってレーザが破損する等の悪影響を抑制することができる。

【0043】

発光封体１Ａでは、レーザ光入射窓部１０Ａは、光通過開口７４における包囲空間７３側の開口端７４ａに対して包囲空間７３とは反対側に位置している。これにより、レーザ光入射窓部１０Ａが包囲空間７３内に位置している場合に比べ、レーザ光入射窓部１０Ａがプラズマ領域Ｒにおいて発生した荷電粒子の影響を受けにくくなるため、レーザ光入射窓部１０Ａの損傷を抑制することができる。発光封体１Ａでは、プラズマ光出射窓部１０Ｂは、光通過開口７５における包囲空間７３側の開口端７５ａに対して包囲空間７３とは反対側に位置している。これにより、プラズマ光出射窓部１０Ｂが包囲空間７３内に位置している場合に比べ、プラズマ光出射窓部１０Ｂがプラズマ領域Ｒにおいて発生した荷電粒子の影響を受けにくくなるため、当該荷電粒子によるプラズマ光出射窓部１０Ｂの損傷を抑制することができる。発光封体１Ａでは、プラズマ光出射窓部１０Ｃは、光通過開口７６における包囲空間７３側の開口端７６ａに対して包囲空間７３とは反対側に位置している。これにより、プラズマ光出射窓部１０Ｃが包囲空間７３内に位置している場合に比べ、プラズマ光出射窓部１０Ｃがプラズマ領域Ｒにおいて発生した荷電粒子の影響を受けにくくなるため、当該荷電粒子によるプラズマ光出射窓部１０Ｃの損傷を抑制することができる。
［第２実施形態］

【0044】

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、二つの光通過開口７４，７６の両方が、第１包囲部材７Ａの内面７ａのうち滑らかな凹面状の領域Ｓ１において開口している点、及び、光通過開口７５が、第２包囲部材７Ｂの内面７ｂのうち滑らかな凹面状の領域Ｓ２において開口している点で第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。

【0045】

包囲部７は、第１包囲部材７Ａ、及び第２包囲部材７Ｂを有している。第１包囲部材７Ａ、及び第２包囲部材７Ｂは、互いに別体で形成されている。第１包囲部材７Ａ、及び第２包囲部材７Ｂ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１０Ｂ及びプラズマ光出射窓部１０Ｃから取り出す光量をより大きくすることができる。第１包囲部材７Ａは、包囲空間７３の大部分、二つの光通過開口７４，７６、及び二つの電極用開口７８，７９を画定している。第２包囲部材７Ｂは、光通過開口７５、及び包囲空間７３における光通過開口７５側の一部を画定している。なお、包囲部７を発光封体１Ｂの製造時に収容空間２１の所望の位置に導入しやすいように、包囲部７の外面形状の少なくとも一部が電極用開口２６の内面形状に沿った形状となっている。包囲部７の外面の一部と収容空間２１を画定している筐体２の内壁とが当接することで、収容空間２１内における包囲部７の位置決めが行われる。第１包囲部材７Ａ、及び第２包囲部材７Ｂは、互いに組み合わされた状態で、筐体２によって保持されている。

【0046】

第１包囲部材７Ａの内面７ａは、滑らかな凹面状の領域Ｓ１を含んでいる。発光封体１Ｂでは、領域Ｓ１は、球面状の面を含む面である。領域Ｓ１のうち球面状の面以外の部分によって囲まれている空間は、円柱状である。光通過開口７６は、領域Ｓ１の球面状の面の部分において開口している。光通過開口７４、及び二つの電極用開口７８，７９は、領域Ｓ１の球面状の面の部分、及び領域Ｓ１のうち球面状の面以外の部分にわたって開口している。つまり、二つの光通過開口７４，７６は、領域Ｓ１において開口している。なお、電極用開口７８，７９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。第１包囲部材７Ａ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７３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。第２包囲部材７Ｂは、Ｘ軸方向に沿って第１包囲部材７Ａとの間にプラズマ領域Ｒを挟み込むように第１包囲部材７Ａの内側に配置されている。その際、第１包囲部材７Ａの内側に設けられた段差部に第２包囲部材７Ｂが当接することで、第２包囲部材７Ｂが位置決めされている。第２包囲部材７Ｂの内面７ｂは、滑らかな凹面状の領域Ｓ２を含んでいる。発光封体１Ｂでは、領域Ｓ２は、球面状の面である。光通過開口７５は、領域Ｓ１において開口している。包囲空間７３は、収容空間２１内において、第１包囲部材７Ａの内面７ａ、第２包囲部材７Ｂの内面７ｂ、三つの光通過開口７４，７５，７６、及び二つの電極用開口７８，７９によって包囲されている。つまり、包囲部７は、筐体２内において包囲空間７３を画定していると共に、筐体２内においてプラズマ領域Ｒを包囲している。

【0047】

以上説明したように、発光封体１Ｂでは、包囲部７の第１包囲部材７Ａの内面７ａは、滑らかな凹面状の領域Ｓ１を含み、二つの光通過開口７４，７６は、領域Ｓ１において開口している。これにより、滑らかな凹面状の領域Ｓ１の近傍におけるガスの移動をスムーズにすることができるため、対流によるプラズマへの影響を抑制し、プラズマを安定的に維持することができる。
［第３実施形態］

【0048】

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２がレーザ光出射窓部１０Ｄを有している点、及び、包囲部７がレーザ光通過窓部１０Ｅを有している点で第１実施形態の発光封体１Ａと主に相違している。以下、第３実施形態の発光封体１Ｃ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。

【0049】

筐体２は、本体部２０、レーザ光入射窓部１０Ａ、プラズマ光出射窓部１０Ｃ、及びレーザ光出射窓部１０Ｄを有している。本体部２０には、収容空間２１、三つの窓部用開口２２，２４，２５、及び二つの電極用開口２６，２７が形成されている。収容空間２１は、プラズマ領域Ｒを含んでいる。窓部用開口２２は、収容空間２１からＺ軸方向における一方側に開口している。窓部用開口２５は、収容空間２１からＺ軸方向における他方側に開口している。窓部用開口２４は、収容空間２１からＸ軸方向における一方側に開口している。電極用開口２６は、収容空間２１からＹ軸方向における一方側に開口している。電極用開口２７は、収容空間２１からＹ軸方向における他方側に開口している。

【0050】

レーザ光出射窓部１０Ｄは、窓部用開口２５を気密に封止している。レーザ光出射窓部１０Ｄ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、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１０Ｄ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図示はしない。なお、レーザ光出射窓部１０Ｄ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１Ｃでは、レーザ光出射窓部１０Ｄ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１０Ｄからの出射光は、レーザ光Ｌ１の光軸Ａ１と同軸の光軸を有する。

【0051】

レーザ光出射窓部１０Ｄは、窓部材１７及び保持部材１８を有している。窓部材１７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１７は、レーザ光Ｌ１を透過させる。窓部材１７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１７の材料は、レーザ光Ｌ１およびプラズマ光Ｌ２の両方の波長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１８は、光軸Ａ１を中心線とする筒状に形成されている。窓部材１７は、保持部材１８の内側に配置された状態で、保持部材１８によって保持されている。保持部材１８の材料は、例えばコバール等の金属材料である。窓部材１７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１８の内面に気密に接合されている。保持部材１８の外面は、例えばレーザ溶接によって、窓部用開口２５の内面に気密に接合されている。

【0052】

包囲部７は、レーザ光通過窓部１０Ｅを有している。包囲部７には、包囲空間７３、三つの光通過開口７４，７６，７７、及び二つの電極用開口７８，７９が形成されている。包囲空間７３は、プラズマ領域Ｒを含んでいる。光通過開口７４は、包囲空間７３からＺ軸方向における一方側に開口している。光通過開口７７は、包囲空間７３からＺ軸方向における他方側に開口している。光通過開口７６は、包囲空間７３からＸ軸方向における一方側に開口している。電極用開口７８は、包囲空間７３からＹ軸方向における一方側に開口している。電極用開口７９は、包囲空間７３からＹ軸方向における他方側に開口している。

【0053】

光通過開口７７は、レーザ光出射窓部１０Ｄ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１０Ｄとが並んでいる方向（発光封体１Ｃでは、Ｚ軸方向）から見た場合に、光通過開口７７は、レーザ光出射窓部１０Ｄと重なっている。発光封体１Ｃでは、光通過開口７７の中心線は、レーザ光出射窓部１０Ｄの窓部材１７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７７は、Ｚ軸方向から見た場合にレーザ光出射窓部１０Ｄの窓部材１７に含まれている。光通過開口７７は、包囲空間７３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７７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７７における包囲空間７３側の開口端７７ａが包囲空間７３に含まれている。発光封体１Ｃでは、光通過開口７７は、包囲空間７３側の開口端７７ａが包囲空間７３とは反対側の開口端７７ｂ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１０Ｄの窓部材１７は、光通過開口７７の外側に位置している。

【0054】

レーザ光通過窓部１０Ｅは、光通過開口７７に配置されている。レーザ光通過窓部１０Ｅは、レーザ光出射窓部１０Ｄ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１０Ａと向かい合っている。レーザ光通過窓部１０Ｅ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、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１０Ｅ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図示はしない。なお、レーザ光通過窓部１０Ｅ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１Ｃでは、レーザ光通過窓部１０Ｅ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１０Ｅからの出射光は、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１０Ｅは、絶縁性の窓部材１９を有している。窓部材１９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１９は、レーザ光Ｌ１を透過させる。窓部材１９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１９の材料は、レーザ光Ｌ１およびプラズマ光Ｌ２の両方の波長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１０Ｅの光通過領域（レーザ光Ｌ１が通過する領域）は、遮光性を有する第２包囲部材７Ｃの壁部７１ｂによって画定されている。発光封体１Ｃでは、窓部材１９の光通過領域が壁部７１ｂ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７７とが並んでいる方向（発光封体１Ｃでは、Ｚ軸方向）から見た場合に、窓部材１９の光通過領域が壁部７１ｂによって包囲されている。

【0055】

発光封体１Ｃでは、包囲部７は、第１包囲部材７Ａ、第２包囲部材７Ｃ、及び第３包囲部材７Ｄを有している。第１包囲部材７Ａ、第２包囲部材７Ｃ、及び第３包囲部材７Ｄは、互いに別体で形成されている。第１包囲部材７Ａは、光通過開口７４、及び包囲空間７３における光通過開口７４側の一部を画定している。第２包囲部材７Ｃは、包囲空間７３の大部分、光通過開口７６、光通過開口７７における包囲空間７３側の一部分を画定している。第３包囲部材７Ｄは、光通過開口７７の大部分を画定している。第１包囲部材７Ａ、第２包囲部材７Ｃ、及び第３包囲部材７Ｄ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１０Ｃ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１９は、第２包囲部材７Ｃと第３包囲部材７Ｄとによって挟持されている。第１包囲部材７Ａ、第２包囲部材７Ｃ、及び第３包囲部材７Ｄは、窓部材１９と共に互いに組み合わされた状態で、筐体２によって保持されている。

【0056】

以上説明したように、発光封体１Ｃでは、包囲部７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１０Ｅを有している。したがって、ガスＧに対流が発生しにくくなるようにガスＧが対流する空間を狭くしても、当該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がレーザ光通過窓部１０Ｅを透過するため、プラズマを透過したレーザ光Ｌ１の照射によって包囲部７が損傷を受けにくくなる。よって、発光封体１Ｃによれば、出力光の品質の向上及び装置としての寿命の向上の両立を図ることができる。
［第４実施形態］

【0057】

図１０、図１１及び図１２に示されるように、第４実施形態の発光封体１Ｄは、プラズマ光出射窓部１０Ｂの一部が光通過開口７５の内側に位置している点、及び、プラズマ光出射窓部１０Ｃの一部が光通過開口７６の内側に位置している点で第１実施形態の発光封体１Ａと主に相違している。以下、第４実施形態の発光封体１Ｄ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。

【0058】

包囲部７には、包囲空間７３、三つの光通過開口７４，７５，７６、及び二つの電極用開口７８，７９が形成されている。包囲空間７３は、プラズマ領域Ｒを含んでいる。光通過開口７４は、包囲空間７３からＺ軸方向における一方側に開口している。光通過開口７５は、包囲空間７３からＸ軸方向における一方側に開口している。光通過開口７６は、包囲空間７３からＸ軸方向における他方側に開口している。電極用開口７８は、包囲空間７３からＹ軸方向における一方側に開口している。電極用開口７９は、包囲空間７３からＹ軸方向における他方側に開口している。

【0059】

光通過開口７５は、包囲空間７３側の開口端７５ａが包囲空間７３とは反対側の開口端７５ｂよりも小さいステップ状の開口である。光通過開口７６は、包囲空間７３側の開口端７６ａが包囲空間７３とは反対側の開口端７６ｂよりも小さいステップ状の開口である。プラズマ光出射窓部１０Ｂの一部は、光通過開口７５の内側に位置している。発光封体１Ｄでは、プラズマ光出射窓部１０Ｂの窓部材１３における包囲空間７３側の端面が、光通過開口７５における開口端７５ａ、及び光通過開口７５における開口端７５ｂの間に位置している。プラズマ光出射窓部１０Ｃの一部は、光通過開口７６の内側に位置している。発光封体１Ｄでは、プラズマ光出射窓部１０Ｃの窓部材１５における包囲空間７３側の端面が、光通過開口７６における開口端７６ａ、及び光通過開口７６における開口端７６ｂの間に位置している。

【0060】

以上説明したように、発光封体１Ｄでは、プラズマ光出射窓部１０Ｂの一部は、光通過開口７５の内側に位置している。これにより、プラズマ光出射窓部１０Ｂの全部が光通過開口７５の外側に位置している場合に比べ、包囲空間７３内のガスＧの対流の発生をより抑制することができる。発光封体１Ｄでは、プラズマ光出射窓部１０Ｃの一部は、光通過開口７６の内側に位置している。これにより、プラズマ光出射窓部１０Ｃの全部が光通過開口７６の外側に位置している場合に比べ、包囲空間７３内のガスＧの対流の発生をより抑制することができる。
［第５実施形態］

【0061】

図１３、図１４及び図１５に示されるように、第５実施形態の発光封体１Ｅは、包囲部７の第１包囲部分７１が第１保持部５に設けられている点、及び、包囲部７の第２包囲部分７２が第２保持部６に設けられている点で第３実施形態の発光封体１Ｃと主に相違している。以下、第５実施形態の発光封体１Ｅについて、第３実施形態の発光封体１Ｃとの相違点を中心に説明する。

【0062】

第１保持部５は、Ｙ軸方向に沿って延在している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は、例えばセラミック等の高温耐性を有する絶縁材料からなる。第１保持部５は、本体部５１及び筒状部５２を有している。本体部５１の一部は筐体２の内部に位置しており、本体部５１の残部は筐体２の外部に位置している。筒状部５２は、本体部５１のうち筐体２の外部に位置している部分に設けられている。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いる。本体部５１には、Ｙ軸方向に沿って本体部５１を貫通している貫通孔５１ａが形成されている。貫通孔５１ａは、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。

【0063】

第２電極４は、筐体２外から、筐体２の電極用開口２７と、包囲部７の電極用開口７９とを介して、包囲部７が画定する包囲空間７３内に延在している。発光封体１Ｅ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４１は、筐体２内においてプラズマ領域Ｒに臨んでいる。発光封体１Ｅでは、第２電極４の先端部４１は、包囲空間７３内においてプラズマ領域Ｒに臨んでおり、包囲部７によって包囲されている。

【0064】

発光封体１Ｅは、第２保持部６を備えている。第２保持部６は、Ｙ軸方向に沿って延在している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。第２保持部６は、本体部６１及び筒状部６２を有している。本体部６１の一部は筐体２の内部に位置しており、本体部６１の残部は筐体２の外部に位置している。筒状部６２は、本体部６１のうち筐体２の外部に位置している部分に設けられている。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いる。本体部６１には、Ｙ軸方向に沿って本体部６１を貫通している貫通孔６１ａが形成されている。貫通孔６１ａは、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。

【0065】

第２保持部６は、筐体２に固定されている。発光封体１Ｅでは、第２保持部６は、筒状の接続部材９Ｂを介して筐体２に固定されている。接続部材９Ｂは、筒状部９１Ｂ及び内向きフランジ部９２Ｂを有している。内向きフランジ部９２Ｂは、筒状部９１Ｂにおける筐体２とは反対側の端部に設けられている。接続部材９Ｂ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９２Ｂ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６３に気密に接合されている。筒状部９１Ｂにおける筐体２側の端部は、例えばレーザ溶接によって、筐体２に気密に接合されている。

【0066】

包囲部７には、包囲空間７３、三つの光通過開口７４，７６，７７、及び二つの電極用開口７８，７９が形成されている。包囲空間７３は、プラズマ領域Ｒを含んでいる。光通過開口７４は、包囲空間７３からＺ軸方向における一方側に開口している。光通過開口７７は、包囲空間７３からＺ軸方向における他方側に開口している。光通過開口７６は、包囲空間７３からＸ軸方向における一方側に開口している。電極用開口７８は、包囲空間７３からＹ軸方向における一方側に開口している。電極用開口７９は、包囲空間７３からＹ軸方向における他方側に開口している。包囲部７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１０Ｃから取り出す光量をより大きくすることができる。

【0067】

包囲部７は、第１包囲部分７１及び第２包囲部分７２を有している。第１包囲部分７１は、包囲空間７３の大部分、三つの光通過開口７４，７６，７７、及び電極用開口７８を画定している。第２包囲部分７２は、電極用開口７９、及び包囲空間７３の電極用開口７９側の一部を画定している。第１包囲部分７１は、電極用開口７８が第１保持部５の貫通孔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７１は第１保持部５に設けられている。第１包囲部分７１は、電極用開口７９が第２保持部６の貫通孔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、第２包囲部分７２は第２保持部６に設けられている。

【0068】

以上説明したように、発光封体１Ｅでは、包囲部７の第１包囲部分７１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７の第２包囲部分７２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、包囲部７を構成することができる。
［変形例］

【0069】

本発明は、上述した実施形態に限定されない。第１実施形態の発光封体１Ａでは、第２包囲部材７Ｂは板状の部材であったが、第２包囲部材７Ｂは光通過開口７５を画定していればよい。一例として、第２包囲部材７Ｂは略立方体状の部材であってもよい。第１実施形態の発光封体１Ａでは、第２包囲部材７Ｃは板状の部材であったが、第２包囲部材７Ｃは光通過開口７６を画定していればよい。一例として、第２包囲部材７Ｃは略立方体状の部材であってもよい。

【0070】

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４実施形態の発光封体１Ｄでは、包囲部７において、三つの光通過開口７４，７５，７６のうち少なくとも一つの開口が、包囲空間７３に対して狭められていればよい。第３実施形態の発光封体１Ｃ及び第５実施形態の発光封体１Ｅでは、包囲部７において、二つの光通過開口７４，７６のうち少なくとも一方が、包囲空間７３に対して狭められていればよい。これらの場合にも、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。

【0071】

第５実施形態の発光封体１Ｅでは、包囲部７の第１包囲部分７１が、第１電極３を保持している絶縁性の第１保持部５に設けられていたが、包囲部７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。

【0072】

第１実施形態の発光封体１Ａ、第２実施形態の発光封体１Ｂ、第３実施形態の発光封体１Ｃ、第４実施形態の発光封体１Ｄ、及び第５実施形態の発光封体１Ｅ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。

【0073】

第２実施形態の発光封体１Ｂでは、二つの光通過開口７４，７６が領域Ｓ１において開口していたが、二つの光通過開口７４，７６の少なくとも一方が領域Ｓ１において開口していればよい。

【0074】

第４実施形態の発光封体１Ｄでは、プラズマ光出射窓部１０Ｂの一部が光通過開口７５の内側に位置しており、プラズマ光出射窓部１０Ｃの一部が光通過開口７６の内側に位置していたが、レーザ光入射窓部１０Ａの一部が光通過開口７４の内側に位置していてもよい。

【符号の説明】

【0075】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…発光封体、２…筐体、７…包囲部、７Ａ…第１包囲部材、７ａ，７ｂ…内面、７Ｂ，７Ｃ…第２包囲部材、１０Ａ…レーザ光入射窓部（第１窓部）、１０Ｂ，１０Ｃ…プラズマ光出射窓部（第２窓部）、７３…包囲空間、７４ａ，７４ｂ，７５ａ，７５ｂ，７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂ…開口端、７４…光通過開口（第１開口）、７５，７６…光通過開口（第２開口）、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、Ｓ１，Ｓ２…領域。

【要約】

【課題】出力光の品質の向上を図ることができる発光封体を提供する。
【解決手段】発光封体１Ａは、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１０Ａ、及び、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１０Ｂを有する筐体２と、筐体２内においてプラズマ領域Ｒを含む包囲空間７３を画定しており、レーザ光入射窓部１０Ａに対応している光通過開口７４、及びプラズマ光出射窓部１０Ｂに対応している光通過開口７５を有する包囲部７と、を備える。レーザ光入射窓部１０Ａは、光通過開口７４における包囲空間７３側の開口端７４ａに対して包囲空間７３とは反対側に位置しており、プラズマ光出射窓部１０Ｂは、光通過開口７５における包囲空間７３側の開口端７５ａに対して包囲空間７３とは反対側に位置している。二つの光通過開口７４，７５は、包囲空間７３に対して狭められている。
【選択図】図１

【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】