JP2017106406A - Laser ignition device and internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ点火装置及び該レーザ点火装置を備えた内燃機関に関する。 The present invention relates to a laser ignition device and an internal combustion engine including the laser ignition device.
近年、高効率・低NOXを達成するコジェネレーションシステムの発電機用エンジンの開発が進められている。高効率での燃焼を発生させるには、燃焼速度が速く、かつ着火性に優れた点火装置が求められており、光励起によって発振するレーザ結晶を用いたレーザ点火装置が注目されている。
しかしながら、単一の点火位置で点火するのみでは、燃料濃度の低下による火炎核の成長速度の低下や、逆に高濃度燃料の流入などによって、初期火炎核が十分に成長できず、着火の安定性が得られないという懸念がある。
こうした問題を解決するために、例えば複数のレーザー光源や光学系を用いて、多点着火を行う方法が考えられている(例えば特許文献1、2等参照)。
In recent years, a generator engine for a cogeneration system that achieves high efficiency and low NOx has been developed. In order to generate combustion with high efficiency, an ignition device having a high combustion rate and excellent ignitability is required, and a laser ignition device using a laser crystal that oscillates by photoexcitation has attracted attention.
However, if only a single ignition position is ignited, the initial flame kernel cannot grow sufficiently due to a decrease in the growth rate of the flame kernel due to a decrease in the fuel concentration or the inflow of high-concentration fuel. There is a concern that sex cannot be obtained.
In order to solve such a problem, for example, a method of performing multi-point ignition using a plurality of laser light sources and optical systems has been considered (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、複数の光源や光学系を用いる構成では、各々の光学系の調整等が煩雑であるという問題があった。 However, the configuration using a plurality of light sources and optical systems has a problem that adjustment of each optical system is complicated.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成を用いて複数点での着火を行うレーザ点火装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser ignition device that performs ignition at a plurality of points using a simple configuration.
上述した課題を解決するため、本発明のレーザ点火装置は、光を射出する1つの光源と、前記光源から射出された光を伝送する光伝送部材と、前記光の光路上に配置された光学素子と、前記光学素子を通過した前記光が入力される共振器と、前記共振器から射出された前記光の波長を第1の波長と第2の波長とに変換する少なくとも1つの波長変換素子と、
前記波長変換素子を透過した前記光を集光する集光光学系と、を有し、前記集光光学系による集光位置は、前記光の光軸上であって、前記波長変換素子の数nに対しn+1箇所形成される。
In order to solve the above-described problems, a laser ignition device according to the present invention includes a light source that emits light, a light transmission member that transmits light emitted from the light source, and an optical element disposed on an optical path of the light. An element, a resonator to which the light passing through the optical element is input, and at least one wavelength conversion element that converts the wavelength of the light emitted from the resonator into a first wavelength and a second wavelength When,
A condensing optical system for condensing the light transmitted through the wavelength conversion element, and a condensing position by the condensing optical system is on the optical axis of the light, and the number of the wavelength conversion elements n + 1 locations are formed for n.
本発明のレーザ点火装置によれば、簡易な構成を用いて複数点での着火が行われる。 According to the laser ignition device of the present invention, ignition at a plurality of points is performed using a simple configuration.
以下、本発明の実施形態の一例を図面を用いて説明する。
図1には、本発明の第1の実施形態に係るレーザ点火装置301を用いた内燃機関としてのエンジン300が示されている。
エンジン300は、燃焼室304と、燃料と空気とを混合した可燃性の混合気を燃焼室304へと噴出する燃料噴出機構302と、レーザ光Lを集光させて混合気に着火するレーザ点火装置301と、を有している。
エンジン300は、混合気が燃焼することで図1中下方へと押圧されるピストン305と、燃焼後の残留ガスを排気するための排気機構303と、を有している。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an
The
The
エンジン300の動作について説明する。
初期状態において、ピストン305は上昇しきった上死点を占めた状態であり、燃焼室304内部は排気された状態すなわち排気状態であるとする。
排気状態から、まず、燃料噴出機構302が、燃料と空気の混合気を燃焼室304へと噴出するとともに、ピストン305が下降する(吸気工程)。
次に、ピストン305が上昇し、混合気を圧縮する(圧縮工程)。
レーザ点火装置301がレーザ光束たるレーザ光Lを射出して、レーザ光Lの照射点たる集光位置の近傍において、混合気の一部がプラズマ化して火炎核が発生する。これによって混合気が着火された着火状態となる(着火工程)。
The operation of
In the initial state, it is assumed that the piston 305 occupies the fully raised top dead center, and the
From the exhaust state, first, the
Next, the piston 305 rises and compresses the air-fuel mixture (compression process).
The
混合気の燃焼が進むと、混合気が燃焼ガスへと変化する過程で体積が増大してピストン305を下方へと押圧する(燃焼工程)。
ピストン305は下死点まで下がった後、慣性によって再び上昇し、それとともに排気機構303は燃焼後の残留ガスを燃焼室304の外部へと排気して(排気工程)、排気状態へと復帰する。
As the combustion of the air-fuel mixture proceeds, the volume increases in the process of changing the air-fuel mixture into combustion gas and presses the piston 305 downward (combustion step).
After the piston 305 is lowered to the bottom dead center, the piston 305 rises again due to inertia. At the same time, the
以上の吸気工程〜排気工程までを繰り返されることで、エンジン300はピストン305の上下動に応じて運動エネルギーを得る。
燃料としては例えば天然ガス、ガソリンなどが用いられる。
なお、本実施形態では、エンジン300は可燃性の混合気を用いた4ストロークエンジンとして説明したが、その他の内燃機関であっても良い。
The
For example, natural gas or gasoline is used as the fuel.
In the present embodiment, the
レーザ点火装置301は、図2に示すように、励起光L’を射出する光源たる面発光レーザ201と、面発光レーザ201から出射された励起光L’が入射する入射側集光光学系203と、を有している。
レーザ点火装置301は、入射側集光光学系203を介してレーザ共振器206へと伝送する光伝送部材204を有している。
レーザ点火装置301は、光伝送部材204の出射面側に配置された第1レンズ205aと、第2レンズ205bと、励起光L’によって励起されてレーザ光Lを射出する共振器たるレーザ共振器206と、を有している。
レーザ点火装置301は、レーザ共振器206から出射されたレーザ光Lの波長を変更する波長変換素子たる第1波長変換素子207a及び第2波長変換素子207bと、集光光学系たる第3レンズ205cと、を有している。
なお、以降特に必要のある場合には、レーザ光Lの光軸方向をZ軸、Z軸に垂直な方向のうち、図2紙面上方をX軸、X軸とZ軸とに直交する方向をY軸とする。
As shown in FIG. 2, the
The
The
The
In the following, if there is a particular need, the optical axis direction of the laser beam L is the Z axis, and among the directions perpendicular to the Z axis, the upper direction in FIG. 2 is the X axis, and the direction perpendicular to the X axis and the Z axis is The Y axis is assumed.
面発光レーザ201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201は、励起用光源であり、入射側集光光学系203の有効径内、(本実施形態では直径9mm)に配置された複数の発光部を有している。
複数の発光部は、本実施形態では同時に発光されるので、面発光レーザ201は、1つの励起光L’を出射するための単一の光源としての機能を有している。
このように、有効半径内に複数の発光部を配置させることで、単一の発光源として動作させながらも、光出力を大きくすることができる。
具体的には、面発光レーザ201は、約200Wの光出力を有する波長808nmの励起光L’を射出する光源としての機能を有している。
The surface-emitting
The
Since the plurality of light emitting units emit light at the same time in this embodiment, the
Thus, by arranging a plurality of light emitting units within the effective radius, it is possible to increase the light output while operating as a single light emitting source.
Specifically, the
入射側集光光学系203は、面発光レーザ201から射出された励起光L’を伝送部材204の入射面204aに向けて集光する、少なくとも1つのレンズを含んだ光学系である。
光伝送部材204は、入射側集光光学系203の焦点付近にコアの入射面204aが位置するように配置された光ファイバである。
光伝送部材204は、コア径1.5mm、NAが0.4の光ファイバを用いている。
The incident side condensing
The
The
光伝送部材204を設けることで、面発光レーザ201とレーザ共振器206との距離dを伝送部材204の長さ分だけ長くして、エンジン300周辺の高温領域や振動領域から面発光レーザ201を遠ざける。
このように面発光レーザ201を、エンジン300から離れた場所に置くことにより、熱による不具合などが生じることを抑制して、レーザ点火装置301の信頼性が向上する。
By providing the
By placing the surface-emitting
光伝送部材204に入射した励起光L’は、コア内を伝播し、光伝送部材204の出射側の端面たる出射面204bから射出される。
The excitation light L ′ that has entered the
第1レンズ205aは、焦点距離8mmのコリメートレンズであり、光伝送部材204から射出された励起光L’を略平行光として透過させる。
第2レンズ205bは、焦点距離6mmの凸レンズであり、第1レンズ205aを透過して略平行光となった励起光L’を焦点へ集光する。
The
The second lens 205b is a convex lens having a focal length of 6 mm, and condenses the excitation light L ′ that has passed through the
なお、第1レンズ205aと第2レンズ205bとは、複数枚のレンズを組み合わせて所望の光学的条件を達成するレンズ光学系であっても良い。
The
レーザ共振器206は、励起光L’を入射されることで内部のレーザ媒質206aと可飽和吸収体206bとがQスイッチレーザ発振器としてはたらいてレーザ光Lを射出するQスイッチレーザ共振器である。
レーザ共振器206は、図3に示すように、レーザ媒質206aと、可飽和吸収体206bと、−Z方向端部に形成された第1誘電体多層膜206c1と、+Z方向端部に形成された第2誘電体多層膜206c2と、を有している。
レーザ共振器206は、レーザ媒質206aと可飽和吸収体206bとが接合され、一体に形成されたコンポジット結晶であり、入射側にレーザ媒質206aが、出射側に可飽和吸収体206bが、それぞれ配置されている。
レーザ媒質206aの入射側、すなわち図3における−Z方向側の端部と、可飽和吸収体206bの+Z方向側の端部と、は光学研磨され、さらに第1誘電体多層膜206c1と第2誘電体多層膜206c2とがそれぞれ成膜されている。
かかる構成により、レーザ共振器206の±Z方向の両端部は、内部で励起されたレーザ光Lを対向して反射するミラー面としての機能を有している。
The
As shown in FIG. 3, the
The
The incident side of the
With this configuration, both end portions in the ± Z direction of the
レーザ媒質206aは、Ndが1.1%ドープされたNd:YAG結晶である。
可飽和吸収体206bは、Cr:YAG結晶であり、初期透過率は30%程度である。
第1誘電体多層膜206c1は、励起光L’の波長808nmに対して高い透過性を示し、レーザ媒質206aの射出するレーザ光Lの波長1064nmに対しては高い反射率を示すコーティングである。
また、第2誘電体多層膜206c2は、波長1064nmのレーザ光Lに対して30〜80%の反射率を示すコーティングである。
このように±Z方向の両端に異なる誘電体多層膜を成膜する構成により、レーザ共振器206は、より効率よく内部で励起されたレーザ光Lを対向して反射する。
The
The
The first dielectric multilayer film 206c1 is a coating that exhibits high transparency with respect to the wavelength 808 nm of the excitation light L ′ and high reflectivity with respect to the wavelength 1064 nm of the laser light L emitted from the
The second dielectric multilayer film 206c2 is a coating that exhibits a reflectance of 30 to 80% with respect to the laser light L having a wavelength of 1064 nm.
As described above, by forming different dielectric multilayer films on both ends in the ± Z directions, the
励起光L’は、レーザ媒質206aに入射するとともに励起して、反転状態を作り出す。
可飽和吸収体206bは、受動的Qスイッチとしての機能を有している。すなわち、レーザ光Lの光量が所定値未満の時には吸収体としてはたらき、所定値以上になったときにレーザ光Lを透過する。
かかる構成により、レーザ共振器206内に入射した励起光L’によって、レーザ光Lが共振して増幅される。なお、本実施形態でのレーザ共振器206の共振器長は5〜10mmである。
The excitation light L ′ enters the
The
With this configuration, the laser light L is resonated and amplified by the excitation light L ′ incident in the
面発光レーザ201は、パルス幅が0.1ms〜10ms程度の駆動条件で動作しており、レーザ共振器206から射出されるレーザ光Lの強度は数mJ〜十数mJ程度である。
また、面発光レーザ201の励起光L’の強度たる光出力に応じてQスイッチの動作回数、すなわちパルス数が決まっている。本実施形態では、パルス数は数回〜十数回になるように設計されることが望ましい。
かかる規定のパルス数に応じて、レーザ光Lの光強度が十分に強くなると、レーザ光Lは可飽和吸収体206bを透過して+Z方向へと射出される。
さらに、レーザ共振器206から発振されるレーザ光Lは、後述する波長変換素子の波長変換時の光量の低下を抑制するために、直線偏光であることが望ましい。
The
Further, the number of operations of the Q switch, that is, the number of pulses is determined according to the light output as the intensity of the excitation light L ′ of the
When the light intensity of the laser light L becomes sufficiently strong according to the prescribed number of pulses, the laser light L passes through the
Furthermore, it is desirable that the laser light L oscillated from the
第1波長変換素子207aと、第2波長変換素子207bとは、図4に示すように、レーザ共振器206から出射されたレーザ光Lの波長を変更する。
第1波長変換素子207aはLBO結晶であり、波長1064nmのレーザ光Lが入射すると、基本波長1064nmの基本光L1と、波長532nmの第2高調波L2とが出射される。
The first
The first
すなわち、第1波長変換素子207aは、第1の波長たる波長1064nmのレーザ光Lを基本光L1として透過するとともに一部を第2の波長たる波長532nmの第2高調波L2として波長変換する。
同様に、第2波長変換素子207bは、LBO結晶であり、波長1064nmの基本光L1を基本光L1として透過するとともに、第2高調波L2の一部を波長355nmの第3高調波L3として出射する。
That is, the first
Similarly, the second
かかる構成により、レーザ光Lは、第1波長変換素子207aと、第2波長変換素子207bとによって、波長1064nmの基本光L1と、波長532nmの第2高調波L2と、波長355nmの第3高調波L3と、を含んだ状態に波長変換される。
また、基本光L1と、第2高調波L2と、第3高調波L3と、の各光の強度比は、例えば第1波長変換素子207aと第2波長変換素子207bとの厚みや、吸収率などの光学特性で調整されるとしても良い。あるいは、バンドパスフィルタなどを用いて光量を制御するとしても良い。
With this configuration, the laser beam L, a first
Also, the basic light L 1, and the second harmonic wave L 2, a third harmonic L 3, the intensity ratio of each light of, for example, Ya thickness of the first
かかる基本光L1と、第2高調波L2と、第3高調波L3と、は何れも光軸を共通とし、パルスタイミング等も同期した一連の光である。 The fundamental light L 1 , the second harmonic L 2 , and the third harmonic L 3 are all a series of lights having the same optical axis and synchronized pulse timing and the like.
基本光L1と、第2高調波L2と、第3高調波L3と、は、集光光学系たる第3レンズ205cによって、燃焼室304の内部に向けて集光される。
第3レンズ205cはここでは焦点距離11mm、アッベ数50の凸レンズである。
A fundamental light L 1, and the second harmonic wave L 2, a third harmonic L 3, is the
Here, the
第1波長変換素子207aと、第2波長変換素子207bと、のうち少なくとも1方は、波長変換効率の向上のために、レーザ発振器206よりも+Z方向側において、レーザ光Lが最も収束されている点の近傍に配置されることが望ましい。
なお、本明細書でいう「近傍」とは光学的設計を変更せずに済む範囲内で略一致していることを示す。
At least one of the first
Note that “near” in the present specification indicates that the optical design is substantially matched within a range where the optical design is not changed.
ところで、レンズには一般的に色収差と言われる、波長ごとにレンズの屈折率が異なるために、焦点が波長によってずれる特性が知られている。 By the way, the lens is generally known as chromatic aberration, and since the refractive index of the lens is different for each wavelength, the characteristic that the focal point shifts depending on the wavelength is known.
かかる特性を利用して、比較例として図5に示すように、異なる2系統の光源501a、501bからの2系統の波長を持つレーザ光La、Lbを用いて、点火位置Oa、Obを複数にするレーザ点火装置500を用いて燃焼室304に点火する構成が考えられる。
なお、本比較例において、特に第1の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
Utilizing such characteristics, as shown in FIG. 5 as a comparative example, using the laser beams L a and L b having two wavelengths from two
Note that, in this comparative example, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the first embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
光源501aは例えば波長1064nmのYAGレーザー発射装置であり、光源501bは例えば波長600nmのルビーレーザー発射装置である。
しかしながら、このように単に2系統のレーザ光源を搭載するのみでは、さらに多数の点火位置を確保しようとしたときには、追加でレーザ光源が必要となって高コスト化、構造の複雑化が避けられない。
また、2つの異なる光源のレーザー光を、同一光軸上に集光させるには、光学設計上の制限が大きい。
The
However, simply mounting two systems of laser light sources in this way inevitably increases the cost and complexity of the structure because an additional laser light source is required to secure a larger number of ignition positions. .
In addition, in order to condense laser beams from two different light sources on the same optical axis, there is a great limitation in optical design.
さらにまた、このような2系統の光源501a、501bを有するレーザ点火装置500は、エンジン300の点火タイミングを制御するために、光源501aと光源501bとの2つの系統のレーザー光を同期して制御する必要がある。
例えば、毎分3000回転する程度のエンジンでは、クランク回転角度が20°異なると点火時の特性が大きく変わってしまうので、点火位置Oa、Ob間での点火のタイミングのずれは、数十〜数百μsでの制御が必要である。
このように、μsオーダーでのレーザ光発振制御を行うための制御機構も必要となってしまうため、高コスト化、構造の複雑化が避けられないという課題もあった。
Furthermore, in order to control the ignition timing of the
For example, in an engine that rotates at 3000 rpm, if the crank rotation angle is different by 20 °, the characteristics at the time of ignition change greatly. Therefore, the difference in ignition timing between the ignition positions O a and O b is several tens of times. It is necessary to control in a few hundred μs.
As described above, since a control mechanism for performing laser light oscillation control on the order of μs is also required, there is a problem that the cost is increased and the structure is inevitably complicated.
そこで本実施形態における第3レンズ205cは、かかる色収差を利用して、基本光L1と、第2高調波L2と、第3高調波L3と、の各光の集光位置を変化させる。
具体的には、基本光L1の集光位置O1と第2高調波L2の集光位置O2とでは、約0.3mmのずれがZ軸方向に生じ、集光位置O1と第3高調波L3の集光位置O3とでは約0.8mmのずれがZ軸方向に生じる。
Therefore the
Specifically, the focusing position O 1 of the fundamental beam L1 at the focusing position O 2 of the second harmonic L 2, resulting in displacement Z-axis direction of about 0.3 mm, the focusing position O 1 second 3 focusing position O 3 and the deviation of approximately 0.8mm at the harmonic L 3 is generated in the Z-axis direction.
本実施形態では、第3レンズ205cとレーザ共振器206との間に配置された2つの波長変換素子207a、207bを用いることで、集光位置O1、O2、O3の3個の集光位置へ集光させる。
すなわち、第3レンズ205cは、波長変換素子の数nに対して、n+1箇所の集光位置を形成する。
かかる構成により、同一光軸上に複数の集光位置を容易に作成できるから、レーザ点火装置301は、簡易な構成を用いて複数点での着火を行い、着火時の安定性が向上する。
In this embodiment, the
That is, the
With this configuration, since a plurality of condensing positions can be easily created on the same optical axis, the
また、本実施形態では、励起光L’の光源としてVCSELレーザたる面発光レーザ201を有している。
かかる構成により、熱負荷による基本光L1と、第2高調波L2と、第3高調波L3と、の各波長の温度依存性を低減するから、燃焼室304内における集光位置が熱による影響を受けづらく、点火時の安定性が向上する。
In the present embodiment, a
With this configuration, the temperature dependency of each wavelength of the fundamental light L 1 , the second harmonic L 2 , and the third harmonic L 3 due to the thermal load is reduced. It is difficult to be affected by heat, and stability during ignition is improved.
また、本実施形態では、Qスイッチレーザ共振器であるレーザ共振器206を有している。
かかる構成により、励起光L’がパルスレーザであっても、受動的Qスイッチに従ってレーザ光Lが射出されるから、レーザ光Lの出力が安定して点火時の安定性が向上する。
Moreover, in this embodiment, it has the
With this configuration, even if the excitation light L ′ is a pulse laser, the laser light L is emitted according to the passive Q switch, so that the output of the laser light L is stabilized and the stability at the time of ignition is improved.
また、本実施形態では、レーザ共振器206は、NdがドープされたYAG結晶であるレーザ媒質206aと、CrがドープされたYAG結晶である可飽和吸収体206bと、が接合されたコンポジット結晶が用いられている。
かかる構成により、可飽和吸収体とレーザ媒質との間の界面が分離していないために、単一の結晶と同様に、熱負荷がかかった際にも界面での反射や剥離などが生じないので、光学的特性や機械的強度の面で有利である。
したがって、レーザ共振器の安定性が向上して、レーザ点火装置301の点火時の安定性が向上する。
In this embodiment, the
With this configuration, since the interface between the saturable absorber and the laser medium is not separated, reflection or peeling at the interface does not occur even when a thermal load is applied, as with a single crystal. Therefore, it is advantageous in terms of optical characteristics and mechanical strength.
Therefore, the stability of the laser resonator is improved, and the stability of the
また、図6に変形例として示すように、レーザ点火装置301は、レーザ共振器206と、第1波長変換素子207aと、第2波長変換素子207bと、の位置、または互いの光学部材間の間隔zを調整するための調整機構208を有している。
調整機構208は、図7に示すように、レーザー光Lの通過する部分に中空の開口部208aが形成された円環状のスペーサーである。
なお、かかる調整機構208は、互いの光学部材間の間隔zを調整するものであればよく、かかる構成に限定されない。
かかる構成により、レーザ共振器206と第1波長変換素子207aと、第2波長変換素子207bとの位置関係を調整して、レーザ光Lの出力される効率を向上してレーザ点火装置301の着火時の安定性が向上する。
As shown in FIG. 6 as a modified example, the
As shown in FIG. 7, the
The
With this configuration, the positional relationship among the
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and the present invention described in the claims is not specifically limited by the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the above.
例えば、上記実施形態において、内燃機関は、ロータリーエンジンやガスタービンエンジンやジェットエンジンであっても良い。
また、内燃機関以外にも、排熱を利用して動力や温熱、冷熱を取り出してエネルギー効率を高めるためのコジェネレーションシステムに用いても良い。
また、レーザ点火装置以外にも、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などにレーザ光を供給するレーザ射出装置としても良い。
For example, in the above embodiment, the internal combustion engine may be a rotary engine, a gas turbine engine, or a jet engine.
In addition to the internal combustion engine, it may be used in a cogeneration system that uses exhaust heat to extract power, heat, and cold to increase energy efficiency.
In addition to the laser ignition device, a laser emission device that supplies laser light to a laser processing machine, a laser peening device, a terahertz generator, or the like may be used.
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 The effects described in the embodiments of the present invention are only the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.
201 光源
204 光伝送部材
205a、205b 光学素子(第1レンズ、第2レンズ)
206 共振器
207a、207b 波長変換素子
205c 集光光学系
301 レーザ点火装置
O1、O2、O3 集光位置
L 光(レーザ光)
L’ 光(励起光)
L1、L2、L3 波長変換素子を透過した光(基本光、第2高調波、第3高調波)
Z 光軸
201
206
L 'light (excitation light)
Light transmitted through the L 1 , L 2 , and L 3 wavelength conversion elements (fundamental light, second harmonic, and third harmonic)
Z optical axis
Claims (9)
前記光源から射出された光を伝送する光伝送部材と、
前記光の光路上に配置された光学素子と、
前記光学素子を通過した前記光が入力される共振器と、
前記共振器から射出された前記光の波長を第1の波長と第2の波長とに変換する少なくとも1つの波長変換素子と、
前記波長変換素子を透過した前記光を集光する集光光学系と、
を有し、
前記集光光学系による集光位置は、前記光の光軸上であって、前記波長変換素子の数nに対しn+1箇所形成されるレーザ点火装置。 One light source that emits light;
An optical transmission member for transmitting light emitted from the light source;
An optical element disposed on the optical path of the light;
A resonator to which the light that has passed through the optical element is input;
At least one wavelength conversion element that converts the wavelength of the light emitted from the resonator into a first wavelength and a second wavelength;
A condensing optical system for condensing the light transmitted through the wavelength conversion element;
Have
A laser igniter in which a condensing position by the condensing optical system is formed on the optical axis of the light, and n + 1 places with respect to the number n of the wavelength conversion elements.
前記調整機構は、前記共振器と前記波長変換素子との間隔を調整することを特徴とするレーザ点火装置。 The laser ignition device according to claim 2, wherein
The laser igniter characterized in that the adjustment mechanism adjusts an interval between the resonator and the wavelength conversion element.
前記調整機構は前記光が透過する部分に開口部を備えるスペーサーであることを特徴とするレーザ点火装置。 In the laser ignition device according to claim 2 or 3,
The laser igniter characterized in that the adjustment mechanism is a spacer having an opening in a portion through which the light is transmitted.
前記燃料に点火するための請求項1乃至8の何れか1つに記載の点火装置を備えていることを特徴とする内燃機関。 In an internal combustion engine that generates combustion gas by burning fuel,
An internal combustion engine comprising the ignition device according to any one of claims 1 to 8 for igniting the fuel.
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