(57)【要約】      （修正有）【課題】点火に用いられるレーザ光の効率を向上させること。【解決手段】  レーザ光発生装置１を備える次のような内燃機関１５に関する。すなわちこの内燃機関の場合、レーザ光発生装置１が、時間によって変化する横モード構造を持つレーザ光１６を放出するに適するものに形成されている。【選択図】図１
2007085350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光発生装置（１）が、時間によって変化する横モード構造を持つレーザ光（１６）を放出するに適した設計がされていることを特徴とする、レーザ光発生装置を備える内燃機関。
【請求項２】
レーザ光発生装置（１）が、ＴＥＭ００‐モード構造と、横モード次数がより高いモード構造とを時間的順序で持つレーザ光（１６）を放出するのに適した設計がされ、
この場合において、ＴＥＭ００‐モード構造を持つレーザ光（１６）は、レーザ誘起されたプラズマを燃料／空気混合気中に生成するために適用され、また横モード次数がより高いモード構造を持つレーザ光（１６）は、プラズマを追加加熱するために適用されることを特徴とし、燃焼室を備えてそこに燃料／空気混合気を送り込むことができる、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
レーザ光発生装置（１）がレーザ共振器（２）を備え、そのレーザ共振器は、放出されるレーザ光（１６）の横モード次数を異にする少なくとも２つのモードに関して、安定に動作可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
レーザ共振器（２）に送り込まれた光ビームのビーム直径が変化可能であるように、レーザ共振器（２）の光学的表面が形成され、相互に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
レーザ共振器（２）内に、レーザ媒質（４）と受動的な可飽和吸収器（５）とが配置されていることを特徴とする、請求項３または４に記載の内燃機関。
【請求項６】
レーザ媒質（４）と吸収器（５）の各１個の表面（６、７）は、レーザ共振器（２）のミラーを形成するように構成、配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
レーザ共振器（２）の光学的表面が、レーザ媒質（４）および吸収器（５）の表面（６、７、８、９）によって形成されることを特徴とする、請求項５または６に記載の内燃機関。
【請求項８】
可飽和吸収器（５）は、横方向（ｒ）において多様な飽和強度を持つものとして形成されていることを特徴とする、請求項５乃至７のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項９】
可飽和吸収器（５）は、横方向（ｒ）において飽和強度を異にする少なくとも２つの領域を持つものとして形成されていることを特徴とする、請求項８に記載の内燃機関。
【請求項１０】
可飽和吸収器（５）は、横方向（ｒ）において多様な光路長を持つことを特徴とする、請求項８に記載の内燃機関。
【請求項１１】
可飽和吸収器（５）は、横方向（ｒ）において多様なドーピングを持つことを特徴とする、請求項８または１０に記載の内燃機関。
【請求項１２】
レーザ光発生装置が、好ましくは補正光学系（２８）によって、強度分布が横方向に不均一なカップリングポンプレーザ光線（２５）をレーザ共振器（２）に入射するのに適していることを特徴とする、請求項３乃至１１のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１３】
レーザ共振器（２）が、反射率が横方向に不均一なミラー（６、７）、好ましくは出力ミラー（７）を備えることを特徴とする、請求項３乃至１１のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１４】
レーザ光発生装置（１）が、異なる横モード構造を持つ少なくとも２つのレーザ光パルスを放出するのに適しており、その際連続する２つのレーザ光パルスの間（好ましくは第１と第２のレーザ光パルスの間）に、１０ｎｓ〜２００ｎｓの時間間隔（好ましくは２０ｎｓ〜７０ｎｓの時間間隔）を設けることを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載の内燃機関のためのレーザ発生装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５に記載の内燃機関の燃焼室内に存在する燃料／空気混合気に、レーザ光発生装置から放出されたレーザ光によって点火する方法であって、レーザ光（１６）の横モード構造が時間によって変化することを特徴とする、燃料／空気混合気に点火する方法。
【請求項１７】
燃料／空気混合気中にプラズマを生成するため、ＴＥＭ００‐モード構造を持つレーザ光（１６）を燃焼室（２１）に送り込み、つづいてプラズマを追加加熱するため、横モード次数がより高いモード構造のレーザ光（１６）を、燃焼室（２１）に送り込むことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ光発生装置を備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のレーザ点火分野で用いられる従来型のレーザ光発生装置は、通常次のようなレーザ共振器を備える。すなわちその共振器は、そこから放出されるレーザ光が、ガウス分布のプロファイル（ＴＥＭ００‐モード構造）を持つように形成されていて、その強度分布は、横方向に指数的なプロセスをもって減少する。そのほか、特にパルスレーザの場合、不安定なレーザ共振器を持つレーザ光発生装置もしばしば用いられる。この共振器の概念もまた、ビーム断面にわたって横方向に多様な強度分布を含んでいる。
【０００３】
レーザ点火式内燃機関が広く用いられるのに重大な障害となっているのは、燃料／空気混合気に確実に点火するためにプラズマが加熱されるが、このプラズマ体積に送り込まれるレーザ光の効率が小さいことである。この損失の原因は、１つには、レーザによるプラズマブレークダウンに先だって点火体積を通過するレーザ光の、伝送損失である。２つには、効力のあるプラズマサイズが極めて小さいため、または集束ジオメトリが横方向に広がりすぎているため、レーザ光がプラズマ体積を外れて通過することによって生じる損失である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、この種の内燃機関をさらに発展させて、点火に用いられるレーザ光の効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１の特徴を備える内燃機関によって解決される。この種の内燃機関の場合、ＴＥＭ００‐モード構造を持つレーザ光を採用することによって、燃焼室に導入してプラズマコアの生成に必要なエネルギーを最小にすることができる。このレーザ光は、理想的な集束特性を持つ。
【０００６】
さらには、点火能力ある火焔コアを生成するのに必要な総エネルギーが燃焼室に導入されて、その結果エネルギーのより高いレーザー光であって、横モード次数がより高いモード構造のレーザ光が形成される。これは、十分大きなプラズマ体積が形成されて初めて起こるので、時間的には先に、空間的にはプラズマの横を通過するレーザ光の損失を最小限に抑えられることになる。
【０００７】
この明細書にいう意味では、横モード構造とは、ビームの伝播方向に対して垂直な平面における、電磁的ビームの強度パターンをいう。レーザ共振器によって生成可能なモード構造は、横方向の電磁的タイプ（ＴＥＭ＝transverse electromagnetic type）である。
【０００８】
レーザ共振器の対称形に応じて、このＴＥＭモードの構造が異なる。ＴＥＭ００‐モードは、ガウス分布のプロファイルを持つ基本モードである。好ましくは、ＴＥＭ００‐モード構造を持つレーザ光も、横モード次数がより高いモード構造を持つレーザ光も、パルスの形で放出される。
【０００９】
また、好ましくは、ＴＥＭ００‐モード構造を持つレーザ光も、横モード次数がより高いモード構造を持つレーザ光も、同一のレーザ光発生装置によって生成される。このためレーザ光発生装置は、次のようなレーザ共振器を備える。すなわちこのレーザ共振器を、放出されたレーザ光の横モード次数が異なる少なくとも２つのモードにおいて、安定して動作可能なものに設計される必要がある。本発明の場合、好ましくはファブリ・ペロータイプ（Fabry-Perot type）のレーザ共振器を用いる。
【００１０】
“横方向（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ）”という表現は、レーザ共振器の光軸に垂直ないずれの方向をもいう。
【００１１】
文献から知られているように、可飽和吸収器による受動特性スイッチングを有するレーザシステムの場合、異なるモード構造形成の連続的な（sequential）系列を生じさせることができる（Ｒ．Ｗｕ，Ｔ．Ｌ．Ｃｈｅｎ，Ｊ．Ｄ．Ｍｙｅｒｓ，Ｍ．Ｊ．Ｍｙｅｒｓ，Ｃ．Ｈａｒｄｙ，Ｍｕｌｔｉ−Ｐｕｌｓｅｓ  Ｂｅｈａｖｉｏｒ  ｉｎ  ａ  Ｅｒｂｉｕｍ  Ｇｌａｓｓ  Ｌａｓｅｒ  Ｑ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ｂｙ  Ｃｏｂａｌｔ  Ｓｐｉｎａｌ，  ＡｅｒｏＳｅｎｓｅ  ２００３，  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．５０８６，Ｏｒｌａｎｄｏ，Ｆｌｏｒｉｄａ，Ａｐｒｉｌ  ２１−２５，２００３）。
【００１２】
しかしこれは、異なるモード構造において、かつ意図しない時間的継続をともなって生じる、計画外の効果を含む。それだけでなくこの効果の影響は、レーザ誘起された点火能力のあるプラズマの生成と追加加熱の点で、最適化されていない。
【００１３】
本発明の好ましい具体例としては、レーザ共振器の構成が、光学的表面を適切に形成することにより、レーザ共振器の安定条件を変化可能とされたレーザ光発生装置を開示する。レーザ共振器に送り込まれる光ビームのビーム直径が変化可能であるように、レーザ共振器の光学的表面を形成し、相互に配置する。このようなレーザ共振器は、“テレスコープ共振器”という名で知られている。
【００１４】
この種のレーザ光発生装置のレーザ共振器には、レーザ媒質と受動的な可飽和吸収器（a passive saturatable absorber）が配置され、この場合、好ましくはレーザ媒質と吸収器の各１個の表面を形成、配置するに当たり、それぞれがレーザ共振器のミラーを形成するようにする。一般的には、レーザ共振器の光学的表面が、レーザ媒質と吸収器の表面で形成されるものとすることができる。
【００１５】
別な方法として、別個の光学系、とくに別個のミラーを設けることも、もちろん可能である。
【００１６】
好ましい具体例として、能動的なレーザ媒質および／または受動的な可飽和吸収器の表面の形成は、１つには、モード形成のジオメトリ的可変性を決定する機能を持つ。この可変性は、レーザ共振器の安定性調節に必要とされるものである。
【００１７】
また、１つには、受動的な可飽和吸収器の横方向の可変性が、ＴＥＭ００‐モードの確実な形成が最初の段階で起こるという効果を保証する。それによりプラズマコアの時間的成長に対応する時間遅延とともに、横モード次数がより高いモード構造を持つ、より高いエネルギービームを生成することができる。その目的は、レーザ光のカップリングを効率的に行い、時間的または空間的な光路損失を防止することによって、燃料／空気混合気の確実な点火に必要な温度へのプラズマの加熱を増進するためである。
【００１８】
異なるモードを発振すること、またそこから生じる可飽和吸収器の異なる時間的挙動による連続的なパルスの形成は、とくに次のことを目的とする。最初に、理想的な集束性に必要なＴＥＭ００‐モードを形成させ、励起させる。これはレーザ焦点にプラズマ形成を確実にするためである。その後、すでに形成されたプラズマをさらに加熱するため、より高い次数のモードが、ゆっくりと励起される。この場合、横モード次数がより高いモードの形成によって、能動的なレーザ媒質の総体積を効率的に活用できるようになる。
【００１９】
後続のパルスのレーザエネルギを最適に活用するため、パルス間の時間的間隔（Ｄｅｌａｙ）（先行パルスの終了時と後続パルスの開始時の間で測ったもの）は、１０ｎｓ〜２００ｎｓ（ナノ秒）、好ましくは３０ｎｓ〜７０ｎｓとする。この時間的間隔に、後続パルスのビームは、みずからは、プラズマ形成に必要な高い強度閾値に達する必要はなく、先行パルスによる励起プラズマに、効率的に結合する。したがって次数がより高いが集束性の低い横モードもまた、プラズマ加熱に役立つことができる。時間的間隔が長くなって２００ｎｓ以上になると、プラズマの温度が下がり、レーザビームはもはや結合しなくなり、そこに生じる高温のガス体積を通過するが、プラズマを形成することはない。この場合、プラズマ形成に必要な強度閾値は、通常の場合よりも高くなる。
【００２０】
好ましい具体例（テレスコープ共振器）において、目的とするＴＥＭ００‐モードの形成は、下記のような設計上の措置で達成することができる。
【００２１】
レーザ媒質と可飽和吸収器に湾曲した表面を形成する利点は、レーザ共振器内を循環するビームの安定条件を変化させるに適した光路が形成されることである。これは、テレスコープを形成する光学的表面の湾曲および間隔の数値を、適切に選択することによって得られる。この場合レーザ共振器の安定性は、より高次の横モードのビーム形成は抑制されないよう、しかし半球形状による安定した共振器というレーザ共振器の原理的構成は、ＴＥＭ００‐モードの形成を許容するように調整することに注意する。
【００２２】
横モード次数がより高いモード構造を形成する前にＴＥＭ００‐モードを得るためには、レーザ媒質（利得の変調：modulation of amplification）、および／または可飽和吸収器（損失の変調：modulation of the losses）に対して修正を行うことができる。
【００２３】
１つの具体例では、レーザ媒質を次のように形成する。すなわち、レーザ活性物質の濃度のバリエーションによって、ポンプビームの吸収が１つの励起エネルギー分布を形成するが、その際、ＴＥＭ００‐基本モードだけでなく、横モード次数がより高いモードについても、その励起が得られるように形成する。したがってレーザ共振器のジオメトリは、ＴＥＭ００‐基本モードだけでなく、横モード次数がより高いモードについても、その励起が得られるようなものを設計する。
【００２４】
もう１つの具体例では、可飽和吸収器を次のように形成する。すなわち当初透過率は、ＴＥＭ００‐モードによって掃引される領域における方が、横モード次数の高いモードが形成される際に通過される領域におけるよりも、高く維持されるようにする。これらの空間領域における当初透過率の増加は、可飽和吸収器の特殊なデザインによって得られる。そのためには、たとえば可飽和吸収器における光路長を減少させる。または可飽和吸収器の機能に必要なドーピングイオンの濃度を減少させる。これらの減少は、勾配プロファイルの形で行う。これにより、吸収器の横方向に変化を持つ飽和強度が得られる。
【００２５】
吸収器における作用断面を半径座標にそって―すなわち横方向に―変化させる簡単な方法は、ドーピングを異にする可飽和吸収器の嵌め合わせによって得られる（段階型プロファイル）。吸収器外側領域に広がるレーザモードはこの場合、飽和強度を異にする空間領域を通過し、したがって時間変位（time-displaced）をともなって振動が開始する。
【００２６】
モード構造を異にするレーザ光放出の遅延時間、好ましくはパルス間の遅延時間を、確実な点火に必要な間隔に設定するためには、横モード次数がより高いモードの発振にして、時間に関して明確に制御することが必要な場合がある。したがってＴＥＭ００‐モードを、より高次のモードと比較してあまりにも早く振動開始する場合、利得変調又は損失変調による横モード次数がより高いモードの形成を、ＴＥＭ００‐モードに関連して容易な方向で可能としなければならない。レーザ媒質におけるポンプジオメトリ（pump geometry）と励起エネルギー分布に応じて、可飽和吸収器における損失メカニズムをＴＥＭ００‐モードに対して増加することが必要な場合がある。これは、可飽和吸収器における光路が長くなることによって、あるいはジオメトリが一定でも中心における吸収体イオン濃度が高くなることによって、生じる。
【００２７】
横モード構造を異にし、時間変位されたレーザビームの形成を、定められた通りに励起するもう１つの方法は、出力ミラー（coupling-out mirror）の反射率の相違（とくに半径方向ないし横方向の相違）を利用することである。このようなミラーは、実験室レーザの場合、いわゆる不安定な共振器とともに用いられている。このミラーは、半径方向に変化を持つ反射率を持ち、光軸にそってレーザの発振を促進する。このバリエーションとして、反射率の推移を異にし、安定した共振器として設計された湾曲面上にあるミラーは、原理的に多重パルスの生成に適している。そして上述の技術によれば、結晶のドーピング特性を不均一にするよりも容易に製造できる。
【００２８】
均一にドーピングされたレーザ結晶と、厚さが均一な可飽和吸収器、それに反射率一定に均一にコーティングされた出力ミラーが存在する場合、分布が不均一なポンプ光によっても、多重パルスの形成が可能である。安定した共振器による受動特性スイッチングを有するレーザは、ＴＥＭ００‐モードだけを形成する傾向、あるいは複数の横モードを同時に発振する傾向がある。時間変位された、より次数の高いモードの形成を得るためには、ポンプ光分布を、次のような不均一なものに形成することができる。すなわち、適切な光学的エレメントをポンプレーザの光路に用いることにより、ＴＥＭ００‐モードの発振に必要なエネルギーを光軸にそって入射するようにし、一方、ポンプエネルギの増大した部分がより高次の横モードの体積に供給されるよう形成する。この追加的な光学系によって、ポンプエネルギのコントロールされた分布も原理的に得られ、パルスの時間的間隔をコントロールする可能性が開かれる。不均一な光分布は、別な方法として、輝度の異なる複数のポンプ光源またはポンプ光ファイバによっても、供給できる。時間によって変化する横モード構造を持つレーザ光の生成には、上記の各措置からさまざまなものを組み合わせて用いることが理解されよう。
【００２９】
レーザ光発生装置のバリエーションに、レーザ光をパルス状態で放出するものがあるが、その大きな利点は、次の点にある。第１には、多重パルス形成によって、レーザエネルギの利用効率がいちじるしく向上する（レーザのエネルギー含有を高めるため、あるいは少なくともより長時間維持するために、レーザ生成のための短くて集束性のよいパルスに第二パルスが続く）。第２には、レーザモードの形成または伝播を空間的に異なるものとすることによって、プラズマの体積をいちじるしく拡大される。このことは、とくに内燃機関の点火に場合に有利である。
【００３０】
またこの種のレーザは、ウィンドウにおけるエネルギー密度が、２つ以上のパルスに区分されるため、使用される燃焼室ウィンドウにおける望ましくない堆積物に対して、良い影響を与えることができる。
【００３１】
たとえばＴＥＭ００‐モード構造とＴＥＭｐ＝０、ｌ＝８‐モード構造を持つレーザ光を、内燃機関の燃焼室に送り込むこともできる。ＴＥＭｐ＝０、ｌ＝８‐モード構造を持つ光はほぼ中空円筒の構造を持ち、接線方向の複数の零点が存在する。
【００３２】
レーザ光発生装置から放出されたレーザ光によって、内燃機関、とくに請求項１乃至１１のいずれかに記載の内燃機関において、その燃焼室内に存在する燃料／空気混合気を点火する方法についても、権利範囲に含む。この場合レーザ光の横モード構造は、時間によって変化する。
【００３３】
この種の方法の場合たとえば、まず燃料／空気混合気内にプラズマを生成するため、ＴＥＭ００‐モード構造を持つレーザ光を燃焼室に送り込み、つづいてプラズマを追加加熱するため、横モード次数がより高いモード構造を持つレーザ光を、燃焼室に送り込む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の利点と詳細を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。
【００３５】
図１ａは、本発明によるレーザ光発生装置１の１つの実施例を示す。この装置は、長さＬのレーザ共振器２と、図１には図示しないポンプレーザのビームのための入射光学系３とを備える。レーザ共振器２は、レーザ媒質４と、受動的な可飽和吸収器５とを備える。レーザ共振器２の光学的表面は、レーザ媒質４および吸収器５の表面によって形成される。こうして表面６および７は、レーザ共振器２のミラーを形成する。表面８および９の形状は、テレスコープの光路として、図１ａにビーム直径の減少部をともなう光路、図１ｂにビーム直径の拡大部をともなう光路が得られるような形状とする。
【００３６】
図１ａではレーザ媒質４が、入射光学系３から入射されたビームによって、均一にポンピングされる。受動的な可飽和吸収器５は、均一にドーピングされている。この場合吸収器５は、光軸１０からの間隔が増大するとともに光路長も増大するという、横方向の形状を有する。換言するならば、光軸１０からの間隔が増大するとともに、受動的な可飽和吸収器５はその含む物質が増大する。その結果、光軸１０の領域、すなわちＴＥＭ００‐モードが生じている同領域では、第１に、ブレークダウンが早期に生じるようになる。これに対して、可飽和吸収器５の外側領域では、横モード次数がより高いモードが生じており、そこではブレークダウンを生じるのが遅くなる。全体的にその結果として、レーザ光発生装置１から、ＴＥＭ００‐モードを持つ第１のパルスと、横モード次数がより高いモード構造を持つ第２のパルスとが、時間的順序で放出されることになる。
【００３７】
図１ｂに示したレーザ光発生装置１は、図１ａのレーザ光発生装置１と、次の点で異なる。すなわち、第１に表面８および９の形状は、ビーム直径の拡大を生じる形状であり、第２に受動的な可飽和吸収器５の形状は、光軸１０からの間隔が増大するとともに、光路長が減少する形状である。換言すれば、光軸１０からの間隔が増大するとともに、受動的な可飽和吸収器５の含む物質が減少する。この装置の目的は、ＴＥＭ００‐モードの発振に時間的遅延を生じて、ＴＥＭ００‐モード構造を持つ第１のパルスと、横モード次数がより高いモード構造を持つ第２のパルスとの間の時間的間隔を、減少させることである。
【００３８】
図１ａおよび１ｂと異なる方法として、均一にドーピングされた受動的な吸収器５を選択するという手段の場合、ドーピングが横方向に変化を持つ吸収体５を用いることもできる。この種の吸収器を図２ａおよび３ａに示した。
【００３９】
図２ａで、間隔ｒが増大するとともに、可飽和吸収器５のイオン濃度は、第１の実施形態では降下し（図２ｂの曲線１１）、第２の実施形態（図２ｂの曲線１２）では上昇する。それによって生じる放出されたレーザビームの強度ないし空間的形状を、図２ｃおよび２ｄに示した。
【００４０】
図３ａでは、可飽和吸収器５のイオン濃度として、段階的プロファイルを選択している。均一にドーピングされた２つの材料が、いわば嵌め合わされている。この場合第１の実施形態では、吸収器５の中心により高いイオン濃度が選択されている（図３ｂの曲線１３）。それと反対に第２の実施形態では、より低いイオン濃度が選択されている（図３ｂの曲線１４）。それによって生じる放出されたレーザビームの強度ないし空間的形状を、図３ｃおよび３ｄに示した。
【００４１】
図４はポンプ光入射の１つのバリエーションを示す。この場合、追加的な研磨面２６を持つレンズないし補正光学系２８が、ポンプ光分布２５を次のように変化させる。すなわち典型的な強度ピークは中心にあるが、この例では減少する。これは、半径方向よりさらに外側に位置する部分、すなわちより高次の横モードの空間領域に入射される部分のためである。この場合、補正光学系にはさまざまな異なる変形が可能である。図示の場合レンズ２８は、中心領域２９ではビーム拡大の、周縁領域３０では集束性の作用をする。その結果として、ポンプ光２５がレーザ媒質４の外側領域により集中するという効果を生じる。
【００４２】
図５ａに示すように、レーザ光発生装置１の出力ミラー７のコーティング２７は、反射率に変化を持たせて、共振器の空間的に異なる領域における、異なるレーザ閾値を選択することができる。
【００４３】
図５ｂに示すように、ポンプ光の強度分布に応じて反射率（Ｒｅｆ）を、周縁（−ｒ、＋ｒ）では光軸（０）におけるよりも減少させ（点線）、あるいは増加させる（実線）必要が生じる可能性がある。これは、時間変位されたレーザの発振を可能とするためである。出力ミラー７の半径方向に変化を持つ反射率（Ｒｅｆ）は、コーティング２７は別として、当然ほかの方法でも実現することができる。
【００４４】
図６は、本発明によるレーザ光発生装置１を備える内燃機関１５を示す。レーザ光発生装置１から放出されたレーザ光１６は、光導波管１７、レンズ１８および１９によって形成された拡大光学系、燃焼室ウィンドウ２０を経由して、シリンダー２２の燃焼室２１に送り込まれる。この燃焼室ウィンドウ２０は、レーザ光１６が、燃焼室２１で集束体積２３に集束するように、形成されている。
【００４５】
図７に示すバリエーションは、図６のバリエーションと次の点で異なる。図７では１つのポンプ光源２４が設けられ、このポンプ光源が、そこから生じたポンプ光ビーム２５を、光導波管１７を経由してレーザ共振器２に入射し、この共振器は、レーザ媒質４、吸収器５、ミラー６および７を備える。このレーザ共振器は、図１〜５ｂに挙げたものの設計に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１ａ、図１ｂはそれぞれ、本発明によるレーザ発生装置を示す概略図である。
【図２】図２ａは可飽和吸収器の概略を、図２ｂは可飽和吸収器内のイオン濃度の分布を、図２ｃ、図２ｄはレーザービームの強度、空間的形状を、それぞれ模式的に示した図である。
【図３】図３ａは他の可飽和吸収器の概略を、図３ｂは可飽和吸収器内のイオン濃度の分布を、図３ｃ、図３ｄはレーザービームの強度、空間的形状を、それぞれ模式的に示した図である。
【図４】図４はポンプ入射光の概略図である。
【図５】図５ａは他のポンプ入射光の概略、図５ｂはポンプ光強度分布を示した図である。
【図６】図６は本発明による内燃機関の概略図である。
【図７】図７は本発明による他の内燃機関の概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
１                レーザ発生装置
２                レーザ共振器
３                入射光学系
４                レーザ媒質
５                可飽和吸収器
７                出力ミラー
１０              光軸
１７              光導波管
１８，１９，２８  レンズ
２０              燃焼室ウインドウ
２１              燃焼室
２２              シリンダー
２４              ポンプ光源
【図１】
2007085350.tif 000003
【図２】
2007085350.tif 000004
【図３】
2007085350.tif 000005
【図４】
2007085350.tif 000006
【図５】
2007085350.tif 000007
【図６】
2007085350.tif 000008
【図７】
2007085350.tif 000009