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JP2019165087A - Laser device, ignition device, and internal combustion engine - Google Patents

Laser device, ignition device, and internal combustion engine Download PDF

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JP2019165087A
JP2019165087A JP2018051461A JP2018051461A JP2019165087A JP 2019165087 A JP2019165087 A JP 2019165087A JP 2018051461 A JP2018051461 A JP 2018051461A JP 2018051461 A JP2018051461 A JP 2018051461A JP 2019165087 A JP2019165087 A JP 2019165087A
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Japan
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housing
laser
optical window
optical
window
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Application number
JP2018051461A
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Japanese (ja)
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健太郎 萩田
Kentaro Hagita
健太郎 萩田
軸谷 直人
Naoto Jikutani
直人 軸谷
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

To allow easy replacement of optical windows.SOLUTION: The laser device includes: a light source that emits a laser beam; an optical element through which the laser beam passes; a first housing that houses the optical element; and an optical window, held in a second housing, through which light that has passed through the optical element passes.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、レーザ装置、点火装置および内燃機関に関する。   The present invention relates to a laser device, an ignition device, and an internal combustion engine.

半導体レーザを励起用光源として用いたレーザ装置は、点火装置、レーザ加工機、医療用機器など様々な分野への応用が期待されている。特に、このようなレーザ装置を自動車などの内燃機関における点火装置として用いる方法が検討されている。   A laser device using a semiconductor laser as an excitation light source is expected to be applied to various fields such as an ignition device, a laser processing machine, and a medical device. In particular, a method of using such a laser device as an ignition device in an internal combustion engine such as an automobile has been studied.

このような点火装置では、半導体レーザから発振されたレーザ光(励起光)をQスイッチ式のレーザ共振器に照射して、エネルギー密度の高いパルスレーザ光を発振する。発振されたパルスレーザ光は、集光用レンズおよび入射用の透明な燃焼室窓(光学窓)を通して、燃焼室内に導入された混合気中に集光させる。これにより、燃焼室内にプラズマが発生し、燃焼室内に噴射された燃料を着火させる(例えば、特許文献1参照)。   In such an ignition device, a laser beam (excitation light) oscillated from a semiconductor laser is irradiated to a Q-switch type laser resonator to oscillate a pulsed laser beam having a high energy density. The oscillated pulse laser beam is condensed into the air-fuel mixture introduced into the combustion chamber through a condensing lens and an incident transparent combustion chamber window (optical window). Thereby, plasma is generated in the combustion chamber, and the fuel injected into the combustion chamber is ignited (see, for example, Patent Document 1).

ただし、上記従来の点火装置では、光学窓の汚れが問題となっていた。そこで、例えば特許文献1には、光学窓の表面に、超親水性粒子と熱励起触媒粒子を含有する超親水膜を設ける手法が開示されている。   However, in the conventional ignition device, the contamination of the optical window has been a problem. Thus, for example, Patent Document 1 discloses a method of providing a superhydrophilic film containing superhydrophilic particles and thermally excited catalyst particles on the surface of an optical window.

しかしながら、内燃機関内で発生するゴミや不純物が光学窓に付着するのを完全に抑えるのは非常に難しく、使用するうちにいずれは汚れてしまい、その結果、レーザ光のパワーが低下して燃焼性能が悪化するという課題が存在する。   However, it is very difficult to completely prevent the dust and impurities generated in the internal combustion engine from adhering to the optical window, and it will eventually become dirty during use, resulting in a decrease in the power of the laser light and combustion. There is a problem that performance deteriorates.

そこで本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光学窓を容易に交換することを可能にするレーザ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a laser apparatus that enables easy replacement of an optical window.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るレーザ装置は、レーザ光を射出する光源と、前記レーザ光が通過する光学素子と、前記光学素子が収容される第1の筐体と、第2の筐体に保持され、前記光学素子を通過した光が通過する光学窓とを有する。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a laser apparatus according to the present invention includes a light source that emits laser light, an optical element through which the laser light passes, and a first element that houses the optical element. A housing and an optical window that is held by the second housing and through which the light that has passed through the optical element passes.

本発明によれば、光学窓を容易に交換することを可能にするレーザ装置を実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laser apparatus which makes it possible to replace | exchange an optical window easily is realizable.

図1は、第1の実施形態に係る点火装置としてのレーザ装置を備える内燃機関の主要部を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a main part of an internal combustion engine including a laser device as an ignition device according to a first embodiment. 図2は、第1の実施形態に係るレーザ装置の概略構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration example of the laser apparatus according to the first embodiment. 図3は、図2に示すレーザ装置の一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of the laser apparatus shown in FIG. 図4は、第2の実施形態に係るレーザ装置の概略構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration example of the laser apparatus according to the second embodiment. 図5は、第3の実施形態に係るレーザ装置の概略構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a laser apparatus according to the third embodiment.

以下に添付図面を参照して、レーザ装置、点火装置および内燃機関の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of a laser device, an ignition device, and an internal combustion engine will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[第1の実施形態]
第1の実施形態に係るレーザ装置、点火装置および内燃機関について、図面を参照して説明する。本実施形態では、内燃機関としてエンジンを用いた場合について説明する。
[First Embodiment]
A laser device, an ignition device, and an internal combustion engine according to a first embodiment will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a case where an engine is used as the internal combustion engine will be described.

<内燃機関>
図1は、第1の実施形態に係る点火装置としてのレーザ装置を備える内燃機関の主要部を模式的に示す図である。図1に示すように、エンジン10は、レーザ装置11、燃料噴出機構12、排気機構13、燃焼室14、およびピストン15を有する。
<Internal combustion engine>
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a main part of an internal combustion engine including a laser device as an ignition device according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, the engine 10 includes a laser device 11, a fuel ejection mechanism 12, an exhaust mechanism 13, a combustion chamber 14, and a piston 15.

エンジン10の動作について簡単に説明する。燃料噴出機構12が、燃料と空気とを含む可燃性混合気を燃焼室14内に噴出させる(吸気)。その後、ピストン15が上昇して、可燃性混合気が圧縮される(圧縮)。レーザ装置11は、燃焼室14内の圧縮された混合気中にレーザ光を集光させ、プラズマを発生させる。発生したプラズマにより、混合気中の燃料に点火させる(着火)。点火により混合気が燃焼することで、燃焼室14内で燃焼ガスが膨張する。これにより、ピストン15が降下する(燃焼)。その後、排気機構13が、燃焼ガスを燃焼室14外へ排気する(排気)。   The operation of the engine 10 will be briefly described. The fuel ejection mechanism 12 ejects a combustible air-fuel mixture containing fuel and air into the combustion chamber 14 (intake air). Thereafter, the piston 15 rises and the combustible air-fuel mixture is compressed (compression). The laser device 11 condenses laser light in the compressed air-fuel mixture in the combustion chamber 14 to generate plasma. The generated plasma ignites the fuel in the mixture (ignition). When the air-fuel mixture burns by ignition, the combustion gas expands in the combustion chamber 14. As a result, the piston 15 descends (combustion). Thereafter, the exhaust mechanism 13 exhausts the combustion gas to the outside of the combustion chamber 14 (exhaust).

このように、エンジン10では、吸気、圧縮、着火、燃焼、および排気からなる一連の工程が繰り返される。そして、燃焼室14内の気体の体積変化に対応してピストン15が運動し、運動エネルギーを生じさせる。燃料には、例えば、天然ガスやガソリンなどが用いられる。   Thus, in the engine 10, a series of steps consisting of intake, compression, ignition, combustion, and exhaust are repeated. Then, the piston 15 moves corresponding to the volume change of the gas in the combustion chamber 14 to generate kinetic energy. For example, natural gas or gasoline is used as the fuel.

なお、レーザ装置11は、エンジン10の外部に設けられている駆動装置16と電気的に接続されており、レーザ装置11におけるレーザ光の出射は、エンジン制御装置17の指示に基づいて駆動装置16により制御される。   The laser device 11 is electrically connected to a driving device 16 provided outside the engine 10, and the laser device 11 emits laser light based on an instruction from the engine control device 17. Controlled by

<レーザ装置>
レーザ装置11について説明する。レーザ装置11の構成の一例を図2に示す。図2に示すように、レーザ装置11は、面発光レーザ(光源)21、第1集光光学系22、光ファイバ(伝送部材)23、第2集光光学系24、レーザ共振器25、第3集光光学系26、窓部材27A、および筐体(ハウジング)28を有する。なお、図2中、レーザ光は、二点鎖線で示す。本明細書では、3軸方向(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向)の3次元直交座標系を用い、面発光レーザ21からのレーザ光の出射方向を+Z方向とし、レーザ光の光軸に直交する面において、互いに直交する2つの方向のうち一方をX軸方向とし、他方をY軸方向として説明する。
<Laser device>
The laser device 11 will be described. An example of the configuration of the laser device 11 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the laser device 11 includes a surface emitting laser (light source) 21, a first condensing optical system 22, an optical fiber (transmission member) 23, a second condensing optical system 24, a laser resonator 25, a first 3 has a condensing optical system 26, a window member 27 </ b> A, and a housing (housing) 28. In FIG. 2, the laser beam is indicated by a two-dot chain line. In this specification, a three-dimensional orthogonal coordinate system in the three-axis directions (X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction) is used, and the emission direction of the laser light from the surface-emitting laser 21 is defined as the + Z direction. In the plane orthogonal to the axis, one of the two directions orthogonal to each other will be described as the X-axis direction and the other as the Y-axis direction.

面発光レーザ21は、励起用光源であり、複数の発光部を有している。各発光部は、垂直共振器型の面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)である。面発光レーザ21から出射されるレーザ光の波長は、例えば、約808nmである。   The surface emitting laser 21 is an excitation light source and has a plurality of light emitting units. Each of the light emitting units is a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser). The wavelength of the laser light emitted from the surface emitting laser 21 is, for example, about 808 nm.

面発光レーザ21は、駆動装置16と電気的に接続されており、エンジン制御装置17の指示に基づいて、駆動装置16が面発光レーザ21を駆動して、面発光レーザ21からレーザ光が出射される。本実施形態では、出射されるレーザ光の波長の温度依存性が低いことから、面発光レーザを光源に用いているが、レーザの温度依存性が問題にならない場合は、端面発光レーザを光源に用いることもできる。   The surface emitting laser 21 is electrically connected to the driving device 16, and the driving device 16 drives the surface emitting laser 21 and emits laser light from the surface emitting laser 21 based on an instruction from the engine control device 17. Is done. In this embodiment, since the temperature dependence of the wavelength of the emitted laser light is low, the surface emitting laser is used as the light source. However, when the temperature dependence of the laser is not a problem, the edge emitting laser is used as the light source. It can also be used.

第1集光光学系22は、面発光レーザ21から出射されたレーザ光を光ファイバ23の−Z側端面の中心部に集光する。第1集光光学系22は、少なくとも1つの集光レンズを有する。本実施形態では、第1集光光学系22は、マイクロレンズ221、および集光レンズ系222を有している。   The first condensing optical system 22 condenses the laser beam emitted from the surface emitting laser 21 at the center of the −Z side end surface of the optical fiber 23. The first condensing optical system 22 has at least one condensing lens. In the present embodiment, the first condensing optical system 22 includes a microlens 221 and a condensing lens system 222.

マイクロレンズ221は、面発光レーザ21から出射されたレーザ光の光路上に配置されている。マイクロレンズ221は、面発光レーザ21の複数の発光部に対応する複数のレンズを有する。各レンズは、対応する発光部から出射されたレーザ光を略平行光とする。すなわち、マイクロレンズ221は、面発光レーザ21から出射されたレーザ光をコリメートする。   The microlens 221 is disposed on the optical path of the laser light emitted from the surface emitting laser 21. The microlens 221 has a plurality of lenses corresponding to a plurality of light emitting units of the surface emitting laser 21. Each lens makes the laser light emitted from the corresponding light emitting portion substantially parallel light. In other words, the microlens 221 collimates the laser light emitted from the surface emitting laser 21.

集光レンズ系222は、マイクロレンズ221を介したレーザ光を集光する。   The condensing lens system 222 condenses the laser light via the microlens 221.

なお、第1集光光学系22は、少なくとも1つの集光レンズを有していればよく、複数の光学素子で構成されていてもよい。   In addition, the 1st condensing optical system 22 should just have at least 1 condensing lens, and may be comprised by the some optical element.

光ファイバ23は、第1集光光学系22によってレーザ光が集光される位置にコアの−Z側端面の中心が位置するように配置されている。光ファイバ23に入射したレーザ光は、コア内を伝播し、コアの+Z側端面から出射する。   The optical fiber 23 is disposed so that the center of the end surface on the −Z side of the core is located at a position where the laser light is condensed by the first condensing optical system 22. The laser light incident on the optical fiber 23 propagates through the core and exits from the + Z side end face of the core.

第2集光光学系24は、光ファイバ23から出射されたレーザ光の光路上に配置され、光ファイバ23から出射された光を集光する。第2集光光学系24で集光されたレーザ光は、レーザ共振器25に入射する。本実施形態では、第2集光光学系24は、第1レンズ241、および第2レンズ242を有している。   The second condensing optical system 24 is disposed on the optical path of the laser light emitted from the optical fiber 23 and condenses the light emitted from the optical fiber 23. The laser beam condensed by the second condensing optical system 24 enters the laser resonator 25. In the present embodiment, the second condensing optical system 24 includes a first lens 241 and a second lens 242.

第1レンズ241は、コリメートレンズであり、光ファイバ23から出射されたレーザ光を略平行光とする。   The first lens 241 is a collimating lens, and makes the laser light emitted from the optical fiber 23 substantially parallel light.

第2レンズ242は、集光レンズであり、第1レンズ241によって略平行光とされたレーザ光を集光する。   The second lens 242 is a condensing lens, and condenses the laser light that has been made substantially parallel light by the first lens 241.

なお、第2集光光学系24は、集光レンズを有していれば、1つの光学素子で構成されていてもよいし、3つ以上のレンズを有していてもよい。   As long as the second condensing optical system 24 has a condensing lens, the second condensing optical system 24 may be constituted by one optical element or may have three or more lenses.

レーザ共振器25は、Qスイッチ式のレーザ共振器である。本実施形態では、レーザ共振器25は、レーザ媒質251、および可飽和吸収体252を有している。レーザ共振器25では、入射されたレーザ光のエネルギー密度が高められて、波長が例えば約1064nmのレーザ光が短いパルス幅で出射される。   The laser resonator 25 is a Q-switch type laser resonator. In the present embodiment, the laser resonator 25 includes a laser medium 251 and a saturable absorber 252. In the laser resonator 25, the energy density of incident laser light is increased, and laser light having a wavelength of, for example, about 1064 nm is emitted with a short pulse width.

レーザ媒質251は、略直方体形状のNd:YAG結晶であり、Ndが1.1%ドープされている。   The laser medium 251 is a substantially rectangular parallelepiped Nd: YAG crystal, and Nd is doped by 1.1%.

可飽和吸収体252は、略直方体形状のCr:YAG結晶である。可飽和吸収体252は、レーザ光の吸収量によって透過率が変化するものであり、初期透過率は約0.50(50%)である。レーザ光の吸収量が小さい時は吸収体として機能し、レーザ光の吸収量が飽和すると透明になる。可飽和吸収体252が透明になることで、Qスイッチ発振が発生する。   The saturable absorber 252 is a substantially rectangular parallelepiped Cr: YAG crystal. The saturable absorber 252 has a transmittance that varies depending on the amount of laser light absorbed, and the initial transmittance is approximately 0.50 (50%). When the amount of absorption of laser light is small, it functions as an absorber, and becomes transparent when the amount of absorption of laser light is saturated. When the saturable absorber 252 becomes transparent, Q-switch oscillation occurs.

第2集光光学系24で集光されたレーザ光がレーザ共振器25に入射すると、レーザ光はレーザ共振器25内で共振し増幅される。また、レーザ媒質251に入射したレーザ光によってレーザ媒質251が励起される。なお、面発光レーザ21から出射されるレーザ光の波長(例えば、808nm)は、YAG結晶において最も吸収効率の高い波長である。   When the laser light condensed by the second condensing optical system 24 enters the laser resonator 25, the laser light resonates and is amplified in the laser resonator 25. Further, the laser medium 251 is excited by the laser light incident on the laser medium 251. The wavelength of the laser light emitted from the surface emitting laser 21 (for example, 808 nm) is the wavelength with the highest absorption efficiency in the YAG crystal.

レーザ共振器25内でレーザ光が共振して増幅される。可飽和吸収体252においてレーザ光の吸収量が飽和すると、可飽和吸収体252においてQスイッチ発振が発生する。これにより、エネルギー密度の高いレーザ光がレーザ共振器25から短いパルス幅でエネルギーを集中させて出射される。レーザ媒質251としてNd:YAGを用いた場合、出射されるレーザ光の波長は、約1064nmである。   Laser light is resonated and amplified in the laser resonator 25. When the amount of laser light absorption is saturated in the saturable absorber 252, Q-switch oscillation occurs in the saturable absorber 252. As a result, laser light having a high energy density is emitted from the laser resonator 25 while concentrating energy with a short pulse width. When Nd: YAG is used as the laser medium 251, the wavelength of the emitted laser light is about 1064 nm.

レーザ共振器25から出射されたレーザ光は、第3集光光学系26に入射される。   The laser light emitted from the laser resonator 25 is incident on the third condensing optical system 26.

第3集光光学系26は、レーザ共振器25から出射されるレーザ光の光路上に配置されている。第3集光光学系26は、レーザ共振器25から出射されるレーザ光を集光させ、集光点で高いエネルギー密度を得る。集光されたレーザ光は、ある一定のエネルギー密度を超えると、燃焼室14内の可燃性混合気に含まれる気体を構成する分子が電離し、陽イオンと電子とに別れ、プラズマ化(ブレークダウン)する。   The third condensing optical system 26 is disposed on the optical path of the laser light emitted from the laser resonator 25. The third condensing optical system 26 condenses the laser light emitted from the laser resonator 25 and obtains a high energy density at the condensing point. When the condensed laser light exceeds a certain energy density, the molecules constituting the gas contained in the combustible gas mixture in the combustion chamber 14 are ionized, separated into cations and electrons, and converted into plasma (break). Down).

本実施形態では、第3集光光学系26は、第3レンズ261、第4レンズ262、および第5レンズ263で構成されている。   In the present embodiment, the third condensing optical system 26 includes a third lens 261, a fourth lens 262, and a fifth lens 263.

第3レンズ261は、レーザ共振器25から出射されるレーザ光の発散角度を大きくするための光学素子であり、本実施形態では、凹レンズが用いられている。   The third lens 261 is an optical element for increasing the divergence angle of the laser light emitted from the laser resonator 25, and a concave lens is used in this embodiment.

第4レンズ262は、第3レンズ261からの発散光をコリメートするための光学素子であり、本実施形態では、コリメートレンズが用いられている。   The fourth lens 262 is an optical element for collimating the diverging light from the third lens 261, and a collimating lens is used in this embodiment.

第5レンズ263は、第4レンズ262からのレーザ光を集光するための光学素子であり、本実施形態では、集光レンズが用いられている。   The fifth lens 263 is an optical element for condensing the laser light from the fourth lens 262, and a condensing lens is used in the present embodiment.

なお、第3集光光学系26は、3つのレンズで構成されているが、少なくとも1つのレンズで構成されていればよく、一つの光学素子で構成されていてもよいし、複数の光学素子で構成されていてもよい。   Note that the third condensing optical system 26 is configured by three lenses, but may be configured by at least one lens, and may be configured by one optical element or a plurality of optical elements. It may be comprised.

第3集光光学系26から出射されたレーザ光は、光学窓(第2光学窓)271を透過して、燃焼室14内で集光される。   The laser light emitted from the third condensing optical system 26 passes through the optical window (second optical window) 271 and is condensed in the combustion chamber 14.

窓部材27Aの構成について説明する前に、ハウジング28について説明する。ハウジング28は、第2集光光学系24、レーザ共振器25、第3集光光学系26等の光学素子を収容する第1ハウジング28−1と、窓部材27Aを収容する第2ハウジング28−2とで構成されている。   Before describing the configuration of the window member 27A, the housing 28 will be described. The housing 28 includes a first housing 28-1 that houses optical elements such as the second condensing optical system 24, a laser resonator 25, and a third condensing optical system 26, and a second housing 28- that houses a window member 27A. 2 and.

第2ハウジング28−2の先端(燃焼室側)には、第2ハウジング28−2内と燃焼室内との光学的な連続性を確保するため、窓部材27Aが設けられている。窓部材27Aは、第2光学窓271および光学窓保持部材272により構成され、光学窓保持部材272が第2光学窓271を保持している。第2光学窓271は、第3集光光学系26から出射されるレーザ光の光路上に配置され、入射するレーザ光に対して透明な材料で構成されている。第2光学窓271は、第2ハウジング28−2における燃焼室14側の面に形成された開口に位置するように配置される。   A window member 27A is provided at the tip (combustion chamber side) of the second housing 28-2 in order to ensure optical continuity between the second housing 28-2 and the combustion chamber. The window member 27 </ b> A includes a second optical window 271 and an optical window holding member 272, and the optical window holding member 272 holds the second optical window 271. The second optical window 271 is disposed on the optical path of the laser light emitted from the third condensing optical system 26 and is made of a material that is transparent to the incident laser light. The second optical window 271 is disposed so as to be positioned at an opening formed on the surface of the second housing 28-2 on the combustion chamber 14 side.

第2光学窓271は燃焼室に面して設けられるため、レーザ装置の使用に伴って第2光学窓271の出射面に汚れが付着する。本実施形態では、光学素子を収容する第1ハウジング28−1から第2ハウジング28−2を取り外して、汚れの付着した第2光学窓271のみを交換できるよう、第1ハウジング28−1と第2ハウジング28−2を別体として形成している。これにより、光学窓の交換を容易に行うことが可能となる。   Since the second optical window 271 is provided facing the combustion chamber, dirt adheres to the emission surface of the second optical window 271 as the laser device is used. In the present embodiment, the second housing 28-2 is removed from the first housing 28-1 that houses the optical element, and only the second optical window 271 that is contaminated can be replaced with the first housing 28-1. Two housings 28-2 are formed as separate bodies. As a result, the optical window can be easily replaced.

さらに、第1ハウジング28−1の先端(燃焼室側)に、第1ハウジング28−1内と第2ハウジング28−2内との光学的な連続性を確保するための第1光学窓208が設けられていてもよい。   Furthermore, a first optical window 208 for ensuring optical continuity between the first housing 28-1 and the second housing 28-2 is provided at the tip (combustion chamber side) of the first housing 28-1. It may be provided.

第1光学窓208は、第3集光光学系26から出射されるレーザ光の光路上に配置され、入射するレーザ光に対して透明な材料で構成されている。この第1光学窓208は、第2集光光学系24、レーザ共振器25、第3集光光学系26等の光学素子を第1ハウジング28−1の中に封止する。これにより、窓部材27Aの交換時に第2ハウジング28−2を取り外しても、第1ハウジング28−1内の光学素子が外気に晒されることがない。第1光学窓208により、空気中に浮遊しているゴミや不純物などから第1ハウジング28−1内の光学素子を保護することができる。このように、第1ハウジング28−1内を窓部材27Aから分離して密閉状態を保つことができる構成とすることで、レーザ装置11に使用されているレンズなどの光学素子を汚染してしまうことなく、第2光学窓271を交換することが可能となる。   The first optical window 208 is disposed on the optical path of the laser light emitted from the third condensing optical system 26 and is made of a material that is transparent to the incident laser light. The first optical window 208 seals optical elements such as the second condensing optical system 24, the laser resonator 25, and the third condensing optical system 26 in the first housing 28-1. Thereby, even if the second housing 28-2 is removed when the window member 27A is replaced, the optical element in the first housing 28-1 is not exposed to the outside air. The first optical window 208 can protect the optical elements in the first housing 28-1 from dust, impurities, etc. floating in the air. As described above, the first housing 28-1 is separated from the window member 27A and can be kept in a sealed state, thereby contaminating optical elements such as a lens used in the laser device 11. The second optical window 271 can be replaced without any change.

なお、従来技術の点火装置(例えば特許文献1)においては、集光レンズやレーザ共振器等の光学素子と光学窓とを同一の筐体に取り付けている。そのため、光学窓の交換を容易に行うことはできなかった。従来技術では、光学窓に汚れが付着した際には、ハウジングを取り外して洗浄するか、光学素子も含めてハウジングごと交換する必要があり、コストが増大していた。   In a conventional ignition device (for example, Patent Document 1), an optical element such as a condenser lens or a laser resonator and an optical window are attached to the same casing. Therefore, the optical window cannot be easily replaced. In the prior art, when dirt is attached to the optical window, it is necessary to remove and clean the housing or replace the entire housing including the optical element, which increases the cost.

第2ハウジング28−2の第1ハウジング28−1への固定は、ロウ付け、レーザ溶接、ねじ止め、焼きばめ、接着などを用いることが可能である。例えば、第2ハウジング28−2と第1ハウジング28−1との接触箇所に、互いに嵌合するねじ部を設け、このねじ部により、第2ハウジング28−2を第1ハウジング28−1へ固定してもよい。   For fixing the second housing 28-2 to the first housing 28-1, brazing, laser welding, screwing, shrink fitting, adhesion, or the like can be used. For example, a screw part that fits to each other is provided at a contact point between the second housing 28-2 and the first housing 28-1, and the second housing 28-2 is fixed to the first housing 28-1 by the screw part. May be.

また、第1ハウジング28−1は、第1光学窓208以外にも、外部からの不純物の侵入が考えられる可能性がある箇所には、Oリングやロウ付け、溶接、ガスケット、焼きばめ、接着などで封止しておく必要がある。例えば、図2には、第1ハウジング28−1と第2ハウジング28−2との接合部と、第1ハウジング28−1に対する光ファイバ23の取付部との2箇所に設けられた封止材291及び292により、外部からの不純物の侵入が防止されている。   In addition to the first optical window 208, the first housing 28-1 has an O-ring, brazing, welding, gasket, shrink fitting, It is necessary to seal with adhesion or the like. For example, in FIG. 2, the sealing material provided in two places, the joint part of the 1st housing 28-1 and the 2nd housing 28-2, and the attachment part of the optical fiber 23 with respect to the 1st housing 28-1. 291 and 292 prevent impurities from entering from the outside.

第1光学窓208は、第1ハウジング28−1に固定されるが、その固定方法には、ロウ付け、レーザ溶接、ねじ止め、焼きばめ、接着などを用いることが可能である。固定方法として、接着を用いる場合は、高温時にガスが発生しにくい材料の接着材を使用した方が良い。ガスが発生すると、それが光学素子に付着し、強度の高いレーザ光が照射すると焼きついてしまうなどの不具合が発生する可能性があるためである。   The first optical window 208 is fixed to the first housing 28-1. Brazing, laser welding, screwing, shrink fitting, adhesion, or the like can be used as the fixing method. When bonding is used as a fixing method, it is better to use an adhesive material that does not easily generate gas at high temperatures. This is because when the gas is generated, it adheres to the optical element and may cause a problem such as burning when irradiated with a high-intensity laser beam.

ハウジング28のうち少なくとも第2ハウジング28−2には、耐熱性の高い金属を用いるのが好ましい。例えば、鉄、Ni−Fe系合金、Ni−Cr−Fe系合金、Ni−Co−Fe系合金、ステンレスなどの耐熱性金属が用いられる。Ni−Cr−Fe系合金として、例えば、インコネルなどが挙げられる。Ni−Co−Fe系合金として、例えば、コバールなどが挙げられる。また、第1ハウジング28−1と第2ハウジング28−2を同じ材料で形成してもよい。   It is preferable to use a metal having high heat resistance for at least the second housing 28-2 of the housing 28. For example, heat-resistant metals such as iron, Ni—Fe alloy, Ni—Cr—Fe alloy, Ni—Co—Fe alloy, and stainless steel are used. Examples of the Ni—Cr—Fe alloy include inconel. Examples of the Ni—Co—Fe alloy include kovar. Moreover, you may form the 1st housing 28-1 and the 2nd housing 28-2 with the same material.

窓部材27Aは燃焼に晒されるため、接合箇所には、耐熱、耐圧の観点からロウ付けを用いるのが好ましい。本実施形態では、第2光学窓271は、光学窓保持部材272の内面にロウ材(接合材)を用いてロウ付けされている。また、窓部材27Aを第2ハウジング28−2に固定する際にもロウ付けを用いている。   Since the window member 27 </ b> A is exposed to combustion, it is preferable to use brazing at the joint portion from the viewpoint of heat resistance and pressure resistance. In the present embodiment, the second optical window 271 is brazed to the inner surface of the optical window holding member 272 using a brazing material (bonding material). Brazing is also used when fixing the window member 27A to the second housing 28-2.

第2光学窓271の平面視における形状は、特に限定されるものではなく、例えば、矩形状、円形状、楕円状、長方形状、多角形状などであってもよい。   The shape of the second optical window 271 in plan view is not particularly limited, and may be, for example, a rectangular shape, a circular shape, an elliptical shape, a rectangular shape, or a polygonal shape.

第2光学窓271の材料としては、例えば、光学ガラス、耐熱ガラス、石英ガラス、サファイアガラスなどを用いることができる。特に、第2光学窓271は、燃焼室14内に発生する燃焼圧力からハウジング28側の第1光学窓208などの光学部材を保護するため、十分な耐圧強度であることが望ましい。例えば、第2光学窓271は、600℃以上の耐熱性と、50MPa(メガパスカル)以上の耐圧性とを備えているとよい。そこで、第2光学窓271の厚みを厚くすることが考えられる。しかし、第2光学窓271の厚みが厚くなると、第2光学窓271の出射面で入射したレーザ光の一部が反射されて、第2光学窓271の内部で集光しやすくなる。そのため、第2光学窓271の内部での集光を抑制するためには、第3集光光学系26の焦点距離を長くする必要がある。   As a material of the second optical window 271, for example, optical glass, heat-resistant glass, quartz glass, sapphire glass, or the like can be used. In particular, it is desirable that the second optical window 271 has sufficient pressure resistance to protect optical members such as the first optical window 208 on the housing 28 side from the combustion pressure generated in the combustion chamber 14. For example, the second optical window 271 may have a heat resistance of 600 ° C. or higher and a pressure resistance of 50 MPa (megapascal) or higher. Therefore, it is conceivable to increase the thickness of the second optical window 271. However, when the thickness of the second optical window 271 is increased, a part of the laser light incident on the emission surface of the second optical window 271 is reflected and is easily collected inside the second optical window 271. Therefore, in order to suppress the condensing inside the second optical window 271, it is necessary to increase the focal length of the third condensing optical system 26.

光学窓保持部材272を形成する材料としては、例えば、鉄、ニッケル、Ni−Fe系合金、Ni−Cr−Fe系合金、Ni−Co−Fe系合金、ステンレスなどの耐熱性金属材料を用いることができる。Ni−Cr−Fe系合金として、例えば、インコネルなどが挙げられる。Ni−Co−Fe系合金として、例えば、コバールなどが挙げられる。中でも、本実施形態では、第2光学窓271は、サファイアで形成されることが好ましいことから、光学窓保持部材272を形成する材料は、サファイアと熱膨張係数の近いコバールを使用することが好ましい。   As a material for forming the optical window holding member 272, for example, a heat-resistant metal material such as iron, nickel, a Ni—Fe alloy, a Ni—Cr—Fe alloy, a Ni—Co—Fe alloy, or stainless steel is used. Can do. Examples of the Ni—Cr—Fe alloy include inconel. Examples of the Ni—Co—Fe alloy include kovar. Especially, in this embodiment, since the 2nd optical window 271 is preferably formed with sapphire, it is preferable that the material forming the optical window holding member 272 uses sapphire having a thermal expansion coefficient close to that of sapphire. .

以上のように、本実施形態によれば、第2光学窓271を容易に交換することが可能となる。さらに、第1光学窓を備えることで、第2光学窓の交換時に空気中のゴミや不純物などから第2集光光学系24などの光学素子を保護することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the second optical window 271 can be easily replaced. Furthermore, by providing the first optical window, it is possible to protect the optical element such as the second condensing optical system 24 from dust and impurities in the air when the second optical window is replaced.

なお、以上の構成において、第1光学窓208の面積は、レーザ光が第5レンズ263で集光され始めたところで通過するため、レーザ光のビーム径を考慮して決定されるとよい。また、第2光学窓271は、第1光学窓208よりも燃焼室側に位置している。そのため、図3に示すように、第2光学窓271の面積S2は、第1光学窓208の面積S1よりも小さくても良い。それにより、材料コストが削減でき、かつ、第2光学窓271にかかる圧力も低減することができる。その結果、信頼性を向上することが可能となる。   In the above configuration, the area of the first optical window 208 is determined in consideration of the beam diameter of the laser beam because the laser beam passes when the laser beam starts to be collected by the fifth lens 263. Further, the second optical window 271 is located closer to the combustion chamber than the first optical window 208. Therefore, as shown in FIG. 3, the area S <b> 2 of the second optical window 271 may be smaller than the area S <b> 1 of the first optical window 208. Thereby, the material cost can be reduced, and the pressure applied to the second optical window 271 can also be reduced. As a result, reliability can be improved.

第1光学窓208の材質は、レーザ光が通過すればよく、サファイア、ガラス、樹脂などであってよい。   The first optical window 208 may be made of sapphire, glass, resin, or the like as long as the laser beam passes therethrough.

第1光学窓208は、第2ハウジング28−2により外気から遮断されることで保護されているため、第2光学窓271ほどは圧力がかからない。そのため、その厚みは第2光学窓271よりも薄くてもよい。   Since the first optical window 208 is protected by being shielded from the outside air by the second housing 28-2, the pressure is not as high as that of the second optical window 271. Therefore, the thickness may be thinner than the second optical window 271.

レーザ光は、第5レンズ263により、第2光学窓271を通過したところに集光され、ブレイクダウン(点火)が発生する。このとき、燃焼室の壁近傍で点火するよりも燃焼室の中央に近い位置で点火する方が、形成された火炎を効率よく成長させる事ができる。そのため、第5レンズ263は燃焼室側に近い方が好ましい。そのことから、第1光学窓208の厚みは、気密性が保たれる範囲で、極力薄い方が良い。但し、第1ハウジング28−1に第1光学窓208を取付ける際、焼きばめなど、第1光学窓208に力がかかる場合は破損やリークが発生しない様な厚みを設定する必要がある。   The laser light is condensed by the fifth lens 263 where it has passed through the second optical window 271, and breakdown (ignition) occurs. At this time, it is possible to grow the formed flame more efficiently by igniting near the center of the combustion chamber than when igniting near the wall of the combustion chamber. Therefore, it is preferable that the fifth lens 263 is closer to the combustion chamber side. Therefore, it is preferable that the thickness of the first optical window 208 is as thin as possible as long as airtightness is maintained. However, when the first optical window 208 is attached to the first housing 28-1, it is necessary to set the thickness so that damage or leakage does not occur when force is applied to the first optical window 208 such as shrink fitting.

一方で、窓部材27Aは高温高圧環境に晒される。そのため、第2光学窓271は、サファイアなどの高耐久性材料を用いるのが好ましく、厚みについても、破損やリークしない様な厚みにする必要がある。第2光学窓271は、少なくとも第1光学窓208よりも厚く形成するのが好ましい。   On the other hand, the window member 27A is exposed to a high temperature and high pressure environment. For this reason, it is preferable to use a highly durable material such as sapphire for the second optical window 271, and the thickness needs to be set so as not to break or leak. The second optical window 271 is preferably formed to be at least thicker than the first optical window 208.

また、第2光学窓271から反射した光が、各種レンズやレーザ共振器25や第1光学窓208などの光学素子内で焦点を結ばない様にする必要がある。そこで、第2光学窓271のレーザ光が通過する入射面271aおよび出射面271bには、反射防止(AR:Anti Reflection)膜(AR膜)または反射防止構造を設けていてもよい。反射防止構造は、例えば、特開2017−111278に開示されているような複数の凸状微細構造体が入射光の波長よりも短いピッチ(頂点間隔)で形成された構造である。第2光学窓271の出射面は、燃焼室に面し、高温高圧に晒される。そのため、第2光学窓の出射面に設けるのは、反射防止膜よりも反射防止構造のほうが好ましい。一方、第1光学窓208は第2光学窓271により保護されているため、第1光学窓208の入射面208aおよび出射面208bに反射防止膜を設けることができる。なお、入射面208a/271aは、光学窓208/271の第3集光光学系26側の面であり、出射面208b/271bは、光学窓208/271の燃焼室14側の面である。   In addition, it is necessary to prevent the light reflected from the second optical window 271 from being focused in the optical elements such as various lenses, the laser resonator 25, and the first optical window 208. Therefore, an antireflection (AR) film (AR film) or an antireflection structure may be provided on the incident surface 271a and the exit surface 271b through which the laser light of the second optical window 271 passes. The antireflection structure is, for example, a structure in which a plurality of convex fine structures as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-111278 are formed with a pitch (vertical interval) shorter than the wavelength of incident light. The exit surface of the second optical window 271 faces the combustion chamber and is exposed to high temperature and pressure. For this reason, the antireflection structure is preferably provided on the exit surface of the second optical window rather than the antireflection film. On the other hand, since the first optical window 208 is protected by the second optical window 271, an antireflection film can be provided on the entrance surface 208 a and the exit surface 208 b of the first optical window 208. The incident surface 208a / 271a is the surface of the optical window 208/271 on the third condensing optical system 26 side, and the exit surface 208b / 271b is the surface of the optical window 208/271 on the combustion chamber 14 side.

さらに、第2光学窓271の出射面に、光や熱により触媒機能を発揮する触媒層が設けられていてもよい。触媒層としては、一例としてTiOを用いることができる。 Furthermore, a catalyst layer that exhibits a catalytic function by light or heat may be provided on the emission surface of the second optical window 271. For example, TiO 2 can be used as the catalyst layer.

[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態に係るレーザ装置、点火装置および内燃機関について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付すことで、その重複する説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a laser device, an ignition device, and an internal combustion engine according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.

本実施形態に係る内燃機関は、第1の実施形態において図1を用いて説明した内燃機関と同様であってよい。ただし、本実施形態では、レーザ装置11が図4に示すレーザ装置11Aに置き換えられる。   The internal combustion engine according to the present embodiment may be the same as the internal combustion engine described with reference to FIG. 1 in the first embodiment. However, in this embodiment, the laser apparatus 11 is replaced with a laser apparatus 11A shown in FIG.

<レーザ装置>
図4に示すように、本実施形態に係るレーザ装置11Aは、図2に示したレーザ装置11と同様の構成において、ハウジング28がハウジング28Aに置き換えられた構成を備える。
<Laser device>
As shown in FIG. 4, the laser device 11A according to the present embodiment has a configuration in which the housing 28 is replaced with a housing 28A in the same configuration as the laser device 11 shown in FIG.

ハウジング28Aでは、第1の実施形態における第1ハウジング28−1が、結晶を励起する励起側ハウジング28−1aと、レーザ光を集光する集光側ハウジング28−1bとの2つに分けられている。励起側ハウジング28−1aと集光側ハウジング28−1bとは、例えば、繋ぎ部分から不純物が侵入しないように封止材293で封止されていてもよい。集光側ハウジング28−1bの先端(燃焼室側)には、第1の実施形態と同様に、第1光学窓208が設けられている。そして、窓部材27Aを備える第2ハウジング28−2は、第1実施形態と同様に、励起側ハウジング28−1a及び集光側ハウジング28−1bで構成された第1ハウジングに対して固定される。これにより、例えば、集光側ハウジング28−1bが第2ハウジング28−2によりカバーされる。   In the housing 28A, the first housing 28-1 in the first embodiment is divided into an excitation side housing 28-1a that excites crystals and a condensing side housing 28-1b that condenses laser light. ing. For example, the excitation side housing 28-1a and the condensing side housing 28-1b may be sealed with a sealing material 293 so that impurities do not enter from the connecting portion. Similar to the first embodiment, a first optical window 208 is provided at the tip (combustion chamber side) of the condensing side housing 28-1b. And the 2nd housing 28-2 provided with the window member 27A is fixed with respect to the 1st housing comprised by the excitation side housing 28-1a and the condensing side housing 28-1b similarly to 1st Embodiment. . Thereby, for example, the condensing side housing 28-1b is covered by the second housing 28-2.

以上のような構成を備えることで、第1の実施形態と同様に、窓部材27Aの交換時に大気中に浮遊しているゴミや不純物などから第2集光光学系24等の光学素子を保護することが可能となるため、汚れた第2光学窓271を容易に、かつ、レーザ装置11に使用されているレンズなどの光学素子が空気中に触れて汚れることなく交換することが可能となる。   By providing the above configuration, as in the first embodiment, the optical elements such as the second condensing optical system 24 are protected from dust and impurities floating in the atmosphere when the window member 27A is replaced. Therefore, the dirty second optical window 271 can be easily replaced without being contaminated when the optical element such as a lens used in the laser device 11 is exposed to the air. .

なお、その他の構成、動作及び効果は、上述した第1の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。   Since other configurations, operations, and effects are the same as those of the first embodiment described above, detailed description thereof is omitted here.

[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態に係るレーザ装置、点火装置および内燃機関について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付すことで、その重複する説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a laser device, an ignition device, and an internal combustion engine according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.

本実施形態に係る内燃機関は、第1の実施形態において図1を用いて説明した内燃機関と同様であってよい。ただし、本実施形態では、レーザ装置11が図5に示すレーザ装置11Bに置き換えられる。   The internal combustion engine according to the present embodiment may be the same as the internal combustion engine described with reference to FIG. 1 in the first embodiment. However, in this embodiment, the laser apparatus 11 is replaced with a laser apparatus 11B shown in FIG.

<レーザ装置>
図5に示すように、本実施形態に係るレーザ装置11Bは、図2に示したレーザ装置11と同様の構成において、第2ハウジング28−2が、第1ハウジング28−1における第1光学窓208が取り付けられた面のみをカバーする第2ハウジング28−2aに置き換えられた構成を備える。第1ハウジング28−1と第2ハウジング28−2aとの接合部は、例えば封止材294で封止されることで、外部からの不純物の侵入が防止されている。
<Laser device>
As shown in FIG. 5, the laser device 11 </ b> B according to this embodiment has the same configuration as the laser device 11 shown in FIG. 2, and the second housing 28-2 is a first optical window in the first housing 28-1. The second housing 28-2a that covers only the surface to which 208 is attached is provided. The junction between the first housing 28-1 and the second housing 28-2a is sealed with, for example, a sealing material 294, thereby preventing impurities from entering from the outside.

このように、窓部材27Aを備える第2ハウジング28−2aが第1光学窓208が取り付けられた面のみをカバーする構成とすることで、第2ハウジング28−2aの取り外しを容易化して交換時の作業性を向上することが可能となる。また、交換部品である28−2aの小型化と形状の簡略化が可能であるため、製造コストを下げる事が可能である。なお、第2ハウジング28−2aの第1ハウジング28−1への取り付けは、例えばねじ締め固定などが好ましいが、これに限るものではない。   As described above, the second housing 28-2a including the window member 27A covers only the surface to which the first optical window 208 is attached, thereby facilitating the removal of the second housing 28-2a. It is possible to improve the workability. Further, since the replacement part 28-2a can be reduced in size and shape, the manufacturing cost can be reduced. Note that the attachment of the second housing 28-2a to the first housing 28-1 is preferably, for example, screw fastening, but is not limited thereto.

その他の構成、動作及び効果は、上述した第1の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。   Since other configurations, operations, and effects are the same as those of the first embodiment described above, detailed description thereof is omitted here.

また、上述した実施形態では、第2ハウジング28−2/28−2aに光学窓保持部材272を介して第2光学窓271を取り付けるよう構成したが、光学窓保持部材272を省略して第2ハウジング28−2/28−2aが第2光学窓271を保持するよう構成してもよい。   In the above-described embodiment, the second optical window 271 is attached to the second housing 28-2 / 28-2a via the optical window holding member 272, but the second optical window holding member 272 is omitted. The housing 28-2 / 28-2a may be configured to hold the second optical window 271.

また、上述した実施形態では、第2ハウジング28−2/28−2aを、燃焼室14の筐体など、エンジン10を構成する部材とは異なる部材とした場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、第2ハウジング28−2/28−2aの代わりに燃焼室14の筐体を使用し、燃焼室14の筐体に窓部材27Aを取り付け、窓部材27Aが取り付けられた燃焼室14の筐体に第1ハウジング28−1(28−1a及び28−1b)を取り付ける構成とすることも可能である。   In the above-described embodiment, the case where the second housing 28-2 / 28-2a is a member different from the members constituting the engine 10, such as the housing of the combustion chamber 14, is illustrated, but the present invention is not limited thereto. It is not something. For example, the housing of the combustion chamber 14 is used instead of the second housing 28-2 / 28-2a, the window member 27A is attached to the housing of the combustion chamber 14, and the housing of the combustion chamber 14 to which the window member 27A is attached. The first housing 28-1 (28-1a and 28-1b) may be attached to the body.

以上の通り、実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更などを行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   As described above, the embodiment has been described. However, the embodiment is presented as an example, and the present invention is not limited to the embodiment. The above-described embodiment can be implemented in various other forms, and various combinations, omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10 エンジン(内燃機関)
11,11A,11B レーザ装置
12 燃料噴出機構
13 排気機構
14 燃焼室
15 ピストン
16 駆動装置
17 エンジン制御装置
21 面発光レーザ
22 第1集光光学系
221 マイクロレンズ
222 集光レンズ系
23 光ファイバ
24 第2集光光学系
241 第1レンズ
242 第2レンズ
25 レーザ共振器
251 レーザ媒質
252 可飽和吸収体
26 第3集光光学系
261 第3レンズ
262 第4レンズ
263 第5レンズ
27A 窓部材
208 第1光学窓
271 第2光学窓
272 光学窓保持部材
28 ハウジング
28−1 第1ハウジング
28−1a 励起側ハウジング
28−1b 集光側ハウジング
28−2,28−2a 第2ハウジング
291,292,293,294 封止材
10 Engine (Internal combustion engine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 11A, 11B Laser apparatus 12 Fuel injection mechanism 13 Exhaust mechanism 14 Combustion chamber 15 Piston 16 Drive apparatus 17 Engine control apparatus 21 Surface emitting laser 22 1st condensing optical system 221 Microlens 222 Condensing lens system 23 Optical fiber 24 1st 2 condensing optical system 241 first lens 242 second lens 25 laser resonator 251 laser medium 252 saturable absorber 26 third condensing optical system 261 third lens 262 fourth lens 263 fifth lens 27A window member 208 first Optical window 271 Second optical window 272 Optical window holding member 28 Housing 28-1 First housing 28-1a Excitation side housing 28-1b Condensing side housing 28-2, 28-2a Second housing 291, 292, 293, 294 Sealing material

特開2016−109128号公報JP, 2006-109128, A 特開2015−1158号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-1158 特許5766280号公報Japanese Patent No. 5766280

Claims (11)

レーザ光を射出する光源と、
前記レーザ光が通過する光学素子と、
前記光学素子が収容される第1の筐体と、
第2の筐体に保持され、前記光学素子を通過した光が通過する光学窓と、
を有するレーザ装置。
A light source that emits laser light;
An optical element through which the laser beam passes;
A first housing that houses the optical element;
An optical window held by the second housing and through which the light having passed through the optical element passes;
A laser device.
前記第1の筐体と前記第2の筐体が結合されて一体化している
請求項1に記載のレーザ装置。
The laser device according to claim 1, wherein the first housing and the second housing are combined and integrated.
前記第2の筐体は、前記第1の筐体の少なくとも一部を覆っている請求項1または2に記載のレーザ装置。   The laser device according to claim 1, wherein the second housing covers at least a part of the first housing. 前記第1の筐体と前記第2の筐体は、互いに嵌合するねじ部をそれぞれ有する請求項1から3のいずれか一項に記載のレーザ装置。   4. The laser device according to claim 1, wherein the first housing and the second housing each have a threaded portion that fits into each other. 5. 前記第1の筐体と前記第2の筐体との結合部は、封止材で封止されている請求項1から4のいずれか一項に記載のレーザ装置。   5. The laser device according to claim 1, wherein a coupling portion between the first housing and the second housing is sealed with a sealing material. 前記第1の筐体に保持される光学窓をさらに有する、請求項1に記載のレーザ装置。   The laser apparatus according to claim 1, further comprising an optical window held by the first housing. 前記第2の筐体の光学窓は、前記第1の筐体の光学窓よりも厚い請求項6に記載のレーザ装置。   The laser apparatus according to claim 6, wherein the optical window of the second casing is thicker than the optical window of the first casing. 前記第2の筐体の光学窓の光通過面の面積は、前記第1の筐体の光学窓の光通過面の面積よりも小さい請求項6または7に記載のレーザ装置。   The laser device according to claim 6, wherein an area of a light passage surface of the optical window of the second casing is smaller than an area of a light passage surface of the optical window of the first casing. 前記第1の筐体の光学窓の入射面および出射面と前記第2の筐体の光学窓の入射面に反射防止膜が設けられている請求項6から8のいずれか一項に記載のレーザ装置。   The antireflection film according to any one of claims 6 to 8, wherein an antireflection film is provided on an entrance surface and an exit surface of the optical window of the first housing and an entrance surface of the optical window of the second housing. Laser device. 請求項1〜9のいずれか1項に記載のレーザ装置により燃料に点火することを特徴とする点火装置。   An ignition device characterized in that fuel is ignited by the laser device according to any one of claims 1 to 9. 請求項10に記載の点火装置を備える内燃機関。   An internal combustion engine comprising the ignition device according to claim 10.
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