(57)【要約】【課題】耐久性を損なうことなく性能を向上させる。【解決手段】レーザ装置１は、光源から射出される励起光１０を受光し、パルス状のレーザ光２１を出力する共振器１１と、共振器１１から出力されたレーザ光２１が照射されレーザ光２１を拡散させる凹面４１を有する拡散光学系１２と、凹面４１により拡散されたレーザ光２１を集光する集光光学系１３とを備える。共振器１１と凹面４１との間の距離は、凹面４１の曲率半径より大きい。【選択図】図１
2018073882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出される光を受光しレーザ光を出力する共振器と、
前記共振器から出力された前記レーザ光が照射され前記レーザ光を拡散させる凹面を有する拡散光学系と、
前記凹面により拡散された前記レーザ光を集光する集光光学系と、
を備え、
前記共振器と前記凹面との間の距離は、前記凹面の曲率半径より大きい、
レーザ装置。
【請求項２】
前記距離は、前記曲率半径の２倍より大きい、
請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記共振器を保持する第１の保持部材と、
前記拡散光学系を保持する第２の保持部材と、
を更に備え、
前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とは、直接接触していない、
請求項１又は２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記第２の保持部材の熱伝導率は、前記第１の保持部材の熱伝導率より低い、
請求項３に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とを保持する第３の保持部材、
を更に備え、
前記第３の保持部材の熱伝導率は、前記第１の保持部材の熱伝導率より低い、
請求項４に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とを保持する第３の保持部材、
を更に備え、
前記第３の保持部材の熱伝導率は、前記第２の保持部材の熱伝導率より低い、
請求項４に記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記第１の保持部材の一部は、前記第２の保持部材の外部に露出している、
請求項５又は６に記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記光源は、垂直共振器面発光レーザである、
請求項１〜７のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のレーザ装置を備え、
前記集光光学系により集光された前記レーザ光を可燃性ガスに照射することにより前記可燃性ガスを燃焼させる、
点火装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の点火装置を備え、
前記可燃性ガスの燃焼により発生する熱エネルギーを機械エネルギーに変換する、
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ装置、点火装置、及び内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
可燃性ガス等の所定の点火対象に点火する１つの方式として、レーザ点火方式がある。レーザ点火方式は点火対象中でパルスレーザを集光し、ブレイクダウン（絶縁破壊）によるプラズマを発生させることにより、点火対象に点火する方式である。レーザ点火方式は電極間の放電現象を利用するプラグ点火方式等に替わる点火方式として研究開発が進められている。
【０００３】
例えば、光の共振によりパルス状のレーザ光を出力する共振器と共振器から出力されたレーザ光を集光する凸レンズとの間に、共振器から出力されたレーザ光を拡散させる凹レンズが配置されたレーザ着火装置が開示されている（特許文献１）。凹レンズの光拡散作用により、集光側のＮＡ（Numerical  Aperture：開口数）が増加し、ブレイクダウンの強度が向上する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように点火性能を向上させるように作用する凹レンズの入射側（共振器に対面する側）の凹面には、通常、レーザ光の反射を防止するコーティングが施される。しかし、凹レンズは共振器から出力された高出力のパルスレーザ光が直接照射される位置に配置されるため、凹面に施されたコーティングは劣化しやすい状態に置かれざるを得ない。コーティングが劣化すると、凹面に照射されたレーザ光は共振器側に反射し、反射したレーザ光は凹面より共振器側の位置で集光する。反射したレーザ光の集光位置に共振器等の構成要素が存在する場合、反射したレーザ光のエネルギーにより構成要素に損傷が生じる可能性がある。この損傷の可能性はコーティングの劣化が進行するほど大きくなる。このように、共振器と凸レンズとの間に凹レンズを配置することにより、点火性能の向上が期待される反面、耐久性の問題が懸念される。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、耐久性を損なうことなく性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一形態であるレーザ装置は、光源から射出される光を受光しレーザ光を出力する共振器と、前記共振器から出力された前記レーザ光が照射され前記レーザ光を拡散させる凹面を有する拡散光学系と、前記凹面により拡散された前記レーザ光を集光する集光光学系と、を備え、前記共振器と前記凹面との間の距離は、前記凹面の曲率半径より大きい、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、耐久性を損なうことなく性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係るレーザ装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態に係る共振器の構成例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態に係る共振器と凹面との間の距離と反射光の反射焦点との関係の例を示す図である。
【図４】図４は、第１の比較例に係る共振器と凹面との間の距離と反射光の反射焦点との関係の例を示す図である。
【図５】図５は、第２の比較例に係る共振器と凹面との間の距離と反射光の反射焦点との関係の例を示す図である。
【図６】図６は、第２の実施の形態に係るレーザ装置の構成例を示す図である。
【図７】図７は、第３の実施の形態に係る点火装置の構成例を示す図である。
【図８】図８は、第４の実施の形態に係る内燃機関の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、レーザ装置、点火装置、及び内燃機関の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るレーザ装置１の構成例を示す図である。レーザ装置１は共振器１１、拡散光学系１２、集光光学系１３、及び窓部１５を含む。
【００１１】
共振器１１は光源が射出する励起光１０を受光し、内部で光を共振させることにより、高出力のパルス状のレーザ光２１を出力するデバイスである。共振器１１の構成は特に限定されるべきものではないが、例えばＱスイッチ法を利用した構成等であり得る。
【００１２】
図２は、第１の実施の形態に係る共振器１１の構成例を示す図である。本例に係る共振器１１はレーザ媒質６１及び可飽和吸収体６２を含む。レーザ媒質６１の材質は例えばＮｄ：ＹＡＧ結晶等であり得る。可飽和吸収体６２の材質は例えばＣｒ：ＹＡＧ結晶等であり得る。レーザ媒質６１及び可飽和吸収体６２は接合された、いわゆるコンポジット結晶を構成するものであり得る。レーザ媒質６１は励起光１０により励起される。励起光１０の波長はＹＡＧ結晶において最も吸収効率が高い波長であることが好ましい。レーザ媒質６１の入射側の面及び可飽和吸収体６２の射出側の面は光学研磨処理がなされた面であり、ミラーの役割を果たす。レーザ媒質６１の入射側の面及び可飽和吸収体６２の射出側の面には励起光１０の波長及び共振器１１から出力されるレーザ光２１の波長に応じた誘電体膜が形成されている。これにより、共振器１１内で光が共振し増幅される。
【００１３】
拡散光学系１２は共振器１１から出力されたレーザ光２１を拡散する光学系である。本例に係る拡散光学系１２は１つの両凹レンズであり、入射側の凹面４１及び射出側の凹面４２を有する。入射側の凹面４１にはレーザ光２１の反射を防止するコーティングが施されている。共振器１１から出力されたレーザ光２１は入射側の凹面４１に直接照射される。なお、本例においては、拡散光学系１２として１つの両凹レンズを用いているが、拡散光学系１２の構成はこれに限られるものではなく、例えば射出側が平面である平凹レンズ等を利用するものであってもよい。
【００１４】
集光光学系１３は拡散光学系１２により拡散されたレーザ光２１を集光する光学系である。本例に係る集光光学系１３は第１の平凸レンズ１３Ａ及び第２の平凸レンズ１３Ｂを含む。第１の平凸レンズ１３Ａは射出側に配置される凸面５１及び入射側に配置される平面５２を有する。第２の平凸レンズ１３Ｂは入射側に配置される凸面５３及び射出側に配置される平面５４を有する。第１の平凸レンズ１３Ａ及び第２の平凸レンズ１３Ｂを通過したレーザ光２１は焦点２５において集光する。なお、本例においては、集光光学系１３として２つの平凸レンズ１３Ａ，１３Ｂを用いているが、集光光学系１３の構成はこれに限られるものではなく、例えば両凸レンズ等を利用するものであってもよい。
【００１５】
上記のように、共振器１１から出力されたレーザ光２１は拡散光学系１２により拡散した後に集光光学系１３により集光する。このような拡散光学系１２の作用により、集光光学系１３のＮＡが増加し、焦点２５におけるブレイクダウンの強度が向上する。拡散光学系１２及び集光光学系１３の曲率半径等を調整することにより、ブレイクダウンの強度を調整することができる。必要とされるブレイクダウンの強度は使用状況に応じて適宜設計されるべきものであるが、例えばガソリン、天然ガス等の所定の燃料の混合気に確実に点火可能な強度であることが好ましい。
【００１６】
窓部１５は第２の平凸レンズ１３Ｂと焦点２５との間に配置される透明の材料からなる部材であり、主に防塵等の役割を果たす。窓部１５の材質は例えばサファイアガラス等であり得る。
【００１７】
共振器１１、拡散光学系１２、及び集光光学系１３は共振器１１の共振方向に垂直な断面の中心、拡散光学系１２の中心（最も薄い部分）、及び集光光学系１３の中心（最も厚い部分）が１つの中心軸２７上に位置するように配置されている。
【００１８】
図３は、第１の実施の形態に係る共振器１１と凹面４１との間の距離Ｄと反射光７１の反射焦点７２との関係の例を示す図である。本例に係る距離Ｄは共振器１１の拡散光学系１２側の端部３１から凹面４１の中央部までの距離である。距離Ｄは凹面４１の曲率半径Ｒより大きい。より好ましくは、距離Ｄは曲率半径Ｒの２倍より大きい。例えば、曲率半径が５．３４ｍｍである場合、距離Ｄは５．３４ｍｍより大きく、より好ましくは１０．６８ｍｍより大きい。
【００１９】
上記のように、Ｄ＞Ｒの関係が成り立つことにより、拡散光学系１２の入射側の凹面４１により反射した反射光７１の反射焦点７２は共振器１１と拡散光学系１２との間の空間に位置することとなる。これにより、反射光７１のエネルギーが最も高くなる反射焦点７２が共振器１１内に位置することを避けることができる。これにより、凹面４１のコーティングが劣化してレーザ光２１が凹面４１に反射するようになった場合でも、反射光７１のエネルギーによる共振器１１へのダメージを軽減することができる。距離Ｄを曲率半径Ｒの２倍より大きくすることにより、共振器１１の端部３１に照射される反射光７１のビーム径は十分に大きくなるため、反射光７１のエネルギーによる共振器１１へのダメージをより軽減することができる。
【００２０】
図４は、第１の比較例に係る共振器１１と凹面４１との間の距離Ｄと反射光７１の反射焦点７２との関係の例を示す図である。第１の比較例に係る距離Ｄは凹面４１の曲率半径Ｒと一致している。このように、Ｄ＝Ｒの関係が成り立つとき、反射焦点７２は共振器１１の端部３１に位置することとなる。これにより、凹面４１のコーティングが劣化すると、反射光７１のエネルギーにより共振器１１の端部、例えば射出側のミラーとして機能する可飽和吸収体６２の表面（光学研磨処理面）等に損傷が生じる可能性が高くなる。
【００２１】
図５は、第２の比較例に係る共振器１１と凹面４１との間の距離Ｄと反射光７１の反射焦点７２との関係の例を示す図である。第２の比較例に係る距離Ｄは凹面４１の曲率半径Ｒより小さい。このように、Ｄ＜Ｒの関係が成り立つとき、反射焦点７２は共振器１１内に位置することとなる。これにより、凹面４１のコーティングが劣化すると、反射光７１のエネルギーにより共振器１１の内部、例えばレーザ媒質６１、可飽和吸収体６２等に損傷が生じる可能性が高くなる。
【００２２】
下記表１は両凹レンズ（拡散光学系１２）、第１の平凸レンズ１３Ａ（集光光学系１３の一部）、第２の平凸レンズ１３Ｂ（集光光学系１３の一部）、及び窓部１５の形状の具体例を示している。
【００２３】
【表１】
2018073882.tif 000003
【００２４】
下記表２はレーザ装置１の各構成要素の間隔の具体例を示している。図１に示すように、Ｌ１は共振器１１の射出側の端部３１から拡散光学系１２の入射側の凹面４１の中心（最も薄い部分）までの長さである。Ｌ２は拡散光学系１２の射出側の凹面４２の中心（最も薄い部分）から第１の平凸レンズ１３Ａの入射側の平面５２までの長さである。Ｌ３は第１の平凸レンズ１３Ａの射出側の凸面５１の中心（最も厚い部分）から第２の平凸レンズ１３Ｂの入射側の凸面５３の中心（最も厚い部分）までの長さである。Ｌ４は第２の平凸レンズ１３Ｂの射出側の平面５４から窓部１５の入射側の平面までの長さである。Ｌ５は窓部１５の射出側の平面から焦点２５までの長さである。
【００２５】
【表２】
2018073882.tif 000004
【００２６】
上記第１の実施の形態によれば、共振器１１と拡散光学系１２の凹面４１との間の距離Ｄと凹面４１の曲率半径Ｒとの間にＤ＞Ｒの関係が成り立つことにより、凹面４１により反射した反射光７１の反射焦点７２は共振器１１と拡散光学系１２との間の空間に位置することとなる。これにより、凹面４１のコーティングが劣化してレーザ光２１が凹面４１に反射するようになった場合でも、反射光７１による共振器１１へのダメージを軽減することができる。これにより、レーザ装置１の性能（焦点２５におけるブレイクダウンの確実性）の向上と耐久性の確保とを両立させることが可能となる。
【００２７】
以下に、他の実施の形態について図面を参照して説明するが、上記第１の実施の形態と同一又は同様の作用効果を奏する箇所については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
【００２８】
（第２の実施の形態）
図６は、第２の実施の形態に係るレーザ装置１０１の構成例を示す図である。レーザ装置１０１は共振器１１、拡散光学系１２、集光光学系１３、窓部１５、光源１１１、光ファイバ１１２、外部集光光学系１１３、第１の光学系保持部材１２１、共振器保持部材１２２（第１の保持部材）、第２の光学系保持部材１２３（第２の保持部材）、及びプラグ筐体１２４（第３の保持部材）を含む。
【００２９】
光源１１１は励起光１０を射出するデバイスである。光源１１１の構成は特に限定されるべきものではないが、例えば半導体レーザ等であり得る。半導体レーザとして端面発光レーザ（ＥＥＬ：Edge  Emitting  Laser）、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical  Cavity  Surface  Emitting  Laser）等が挙げられる。
【００３０】
ＥＥＬとＶＣＳＥＬとの比較において、同等のエネルギーの励起光１０を射出する場合、一般的にはＶＣＳＥＬから射出される励起光１０のビーム径はＥＥＬから射出される励起光１０のビーム径より大きくなる。例えば、ＥＥＬによる励起光１０のビーム径が０．６ｍｍ程度である場合、ＶＣＳＥＬによる励起光１０のビーム径は１．５ｍｍ程度となる場合が多い。共振器１１から出力されるレーザ光２１のビーム径は共振器１１に入射される励起光１０のビーム径が大きいほど大きくなる。そのため、共振器１１から出力され拡散光学系１２の入射側の凹面４１に照射されるレーザ光２１のビーム径は、ＥＥＬを用いた場合よりＶＣＳＥＬを用いた場合の方が大きくなる。凹面４１に照射されるレーザ光２１のビーム径が大きいほど、単位面積あたりのエネルギーが小さくなるため、凹面４１に施されたコーティングの劣化が遅くなる。従って、光源１１１としてＶＣＳＥＬを用いることが好ましい。
【００３１】
光ファイバ１１２は光源１１１から射出された励起光１０をレーザ装置１０１の本体（共振器１１、各種光学系１２，１３，１１３等を含む筐体）内に伝送する。光ファイバ１１２を利用することにより、光源１１１と本体との位置関係の設計の自由度を向上させることができる。
【００３２】
外部集光光学系１１３は光ファイバ１１２により伝送された励起光１０を集光して共振器１１に照射する光学系である。本例に係る外部集光光学系１１３は第３の平凸レンズ１１３Ａ及び第４の平凸レンズ１１３Ｂを含む。第３の平凸レンズ１１３Ａは射出側に配置される凸面１３１及び入射側に配置される平面１３２を有する。第４の平凸レンズ１１３Ｂは入射側に配置される凸面１３３及び射出側に配置される平面１３４を有する。光ファイバ１１２から射出した励起光１０は第３の平凸レンズ１１３Ａ及び第４の平凸レンズ１１３Ｂにより共振器１１の入射側の端部３２において所定の径となるように集光される。なお、本例においては、外部集光光学系１１３として２つの平凸レンズ１１３Ａ，１１３Ｂを用いているが、外部集光光学系１１３の構成はこれに限られるものではなく、例えば両凸レンズ、コリメートレンズ等を利用するものであってもよい。
【００３３】
第１の光学系保持部材１２１は外部集光光学系１１３を保持する部材である。第１の光学系保持部材１２１は第３の平凸レンズ１１３Ａ及び第４の平凸レンズ１１３Ｂをそれらの中心（最も厚い部分）が中心軸２７上に位置するように保持する。
【００３４】
共振器保持部材１２２は共振器１１及び第１の光学系保持部材１２１を保持する部材である。共振器保持部材１２２は共振器１１を共振器１１の共振方向に垂直な方向の断面の中心が中心軸２７上に位置するように保持する。
【００３５】
第２の光学系保持部材１２３は拡散光学系１２及び集光光学系１３を保持する部材である。第２の光学系保持部材１２３は拡散光学系１２及び集光光学系１３をそれらの中心（拡散光学系１２においては最も薄い部分、集光光学系１３においては最も厚い部分）が中心軸２７上に位置するように保持する。第２の光学系保持部材１２３は共振器保持部材１２２と直接接触していない。第２の光学系保持部材１２３の熱伝導率は共振器保持部材１２２の熱伝導率より低い。
【００３６】
プラグ筐体１２４は共振器保持部材１２２、第２の光学系保持部材１２３、及び窓部１５を保持する部材である。プラグ筐体１２４は共振器保持部材１２２及び第２の光学系保持部材１２３をそれらが直接接触しないように保持する。共振器保持部材１２２はその一部がプラグ筐体１２４の外部に露出するように保持されている。これにより、共振器１１の熱が外部に放出されやすい構造となっている。プラグ筐体１２４の熱伝導率は共振器保持部材１２２の熱伝導率より低い。より好ましくは、プラグ筐体１２４の熱伝導率は第２の光学系保持部材１２３の熱伝導率より低い。
【００３７】
共振器１１はレーザ装置１０１の稼働時における光の共振増幅作用により高温になる。拡散光学系１２の凹面４１に施されたコーティングは高温によりその劣化が促進される。従って、共振器１１の放熱性を確保しつつ、共振器１１の熱が拡散光学系１２へ伝導することを避ける構造が必要となる。
【００３８】
そこで、本実施の形態においては、共振器保持部材１２２と第２の光学系保持部材１２３とがそれぞれ個別の部材から構成され、直接接触していない。第２の光学系保持部材１２３の熱伝導率は共振器保持部材１２２の熱伝導率より低くなっている。プラグ筐体１２４の熱伝導率は共振器保持部材１２２の熱伝導率より低く、より好ましくは第２の光学系保持部材１２３の熱伝導率より低くなっている。共振器保持部材１２２の一部はプラグ筐体１２４の外部に露出している。
【００３９】
下記表３は共振器保持部材１２２、第２の光学系保持部材１２３、及びプラグ筐体１２４の具体的材質及び熱伝導率の例を示している。
【００４０】
【表３】
2018073882.tif 000005
【００４１】
表３は例示であり、共振器保持部材１２２、第２の光学系保持部材１２３、及びプラグ筐体１２４の材質及び熱伝導率は上記に限られるものではない。共振器保持部材１２２には高い熱伝導率等が求められる。ここでは共振器保持部材１２２に適する材質としてアルミが例示されているが、例えば銅、マグネシウム等の他の高熱伝導率の材質であってもよい。第２の光学系保持部材１２３には低い熱伝導率、高い剛性等が求められる。ここでは第２の光学系保持部材１２３に適する材質としてＳＵＳ３０４が例示されているが、例えばインコネル６２５等の材質であってもよい。プラグ筐体１２４には低い熱伝導率、高い剛性等が求められる。ここではプラグ筐体１２４に適する材質としてインコネル６２５が例示されているが、例えばコバール、ＳＵＳ３０４等の材質であってもよい。
【００４２】
上記のような構成により、共振器保持部材１２２を比較的熱伝導率が高い材料により構成しても、共振器１１の熱が拡散光学系１２に伝導し難くなる。すなわち、本実施の形態によれば、共振器１１の放熱性を確保しつつ、拡散光学系１２の高温化を避けることが可能となる。これにより、凹面４１のコーティングの劣化を抑制し、凹面４１による反射光７１によるダメージを抑制することが可能となる。これにより、レーザ装置１０１の性能の向上と耐久性の確保とをより高いレベルで両立させることが可能となる。
【００４３】
（第３の実施の形態）
図７は、第３の実施の形態に係る点火装置２０１の構成例を示す図である。点火装置２０１は内燃機関の燃焼室に充填された燃料の混合気に点火する装置である。点火装置２０１は第２の実施の形態に係るレーザ装置１０１、駆動装置２１１、及び制御装置２１２を含む。
【００４４】
駆動装置２１１は内燃機関を制御する制御装置２１２からの制御信号に基づいてＶＣＳＥＬ等の光源１１１を駆動する。駆動装置２１１及び制御装置２１２はプログラムに制御されるＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）等を利用して構成され得るユニットである。駆動装置２１１は光源１１１から出力される励起光１０の光量及び出力タイミングを、内燃機関の燃焼工程における点火のタイミングでレーザ光２１が焦点２５に集光するように制御する。
【００４５】
上記のように、ブレイクダウンの強度と耐久性とが両立された点火装置２０１を燃焼工程における点火に利用することにより、内燃機関の性能を向上させることが可能となる。
【００４６】
（第４の実施の形態）
図８は、第４の実施の形態に係る内燃機関３０１の構成例を示す図である。図８において、内燃機関３０１の主要部の構成が模式的に示されている。内燃機関３０１は点火装置２０１、燃料噴出機構３１１、排気機構３１２、燃焼室３１３、及びピストン３１４を含む。
【００４７】
内燃機関３０１の動作の概略は以下のとおりである。
（１）燃料噴出機構３１１が燃料及び空気の混合気を燃焼室３１３内に噴出する（吸気工程）。
（２）ピストン３１４が上昇し、混合気を圧縮する（圧縮工程）。
（３）点火装置２０１が燃焼室３１３内においてブレイクダウンが発生するようにレーザ光２１を射出する。これにより、混合気に点火され、燃焼ガスが膨張し、ピストン３１４が降下する（燃焼工程）。
（４）ピストン３１４が慣性力により上昇し、排気機構３１２が燃焼ガスを燃焼室３１３外へ排気する（排気工程）。
【００４８】
このように、吸気、圧縮、燃焼、及び排気からなる一連の工程が繰り返される。燃焼室３１３内の気体の体積変化に対応してピストン３１４が運動し、機械エネルギーを生じさせる。燃料には例えばガソリン、天然ガス等が用いられる。
【００４９】
上記のように、ブレイクダウンの強度と耐久性とが両立された点火装置２０１を燃焼工程における点火に利用することにより、高性能な内燃機関３０１を提供することが可能となる。
【００５０】
なお、本実施の形態においては混合気の燃焼によりピストン３１４を運動させるピストンエンジンについて説明したが、点火装置２０１（レーザ装置１，１０１）を利用した内燃機関の構成はこれに限定されるものではない。点火装置２０１は可燃性ガスを燃焼させて燃焼ガスを生成させるあらゆる構成の内燃機関に採用され得るものであり、例えばロータリーエンジン、ガスタービンエンジン、ジェットエンジン等にも適用され得る。また、点火装置２０１は、排熱を利用して動力、温熱、冷熱等を取り出し、総合的にエネルギー効率を高めるシステムであるコジェネレーションに用いられてもよい。
【００５１】
また、レーザ装置１，１０１は内燃機関以外にも適用され得るものであり、例えばレーザ加工機、レーザピーニング装置、テラヘルツ発生装置等に利用されてもよい。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記実施の形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図するものではない。この新規な実施の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省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施の形態及びその変形は発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【００５３】
１，１０１  レーザ装置
１０  励起光
１１  共振器
１２  拡散光学系
１３  集光光学系
１３Ａ  第１の平凸レンズ
１３Ｂ  第２の平凸レンズ
１５  窓部
２１  レーザ光
２５  焦点
２７  中心軸
３１，３２  端部
４１，４２  凹面
５１，５３，１３１，１３３  凸面
５２，５４，１３２，１３４  平面
６１  レーザ媒質
６２  可飽和吸収体
７１  反射光
７２  反射焦点
１１１  光源
１１２  光ファイバ
１１３  外部集光光学系
１１３Ａ  第３の平凸レンズ
１１３Ｂ  第４の平凸レンズ
１２１  第１の光学系保持部材
１２２  共振器保持部材（第１の保持部材）
１２３  第２の光学系保持部材（第２の保持部材）
１２４  プラグ筐体（第３の保持部材）
２０１  点火装置
２１１  駆動装置
２１２  制御装置
３０１  内燃機関
３１１  燃料噴出機構
３１２  排気機構
３１３  燃焼室
３１４  ピストン
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開２０１０−１４０３０号公報
【図１】
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【図２】
2018073882.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2018073882.tif 000013