JP2017212061A - レーザ駆動ランプ - Google Patents
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Abstract
【課題】イオン性媒体が封入されたプラズマ容器内にパルスレーザ光を集光照射して予備放電を生成し、該予備放電によって生成されたプラズマにCWレーザ光を集光照射することによってプラズマ容器内にプラズマを生成・維持するレーザ駆動ランプにおいて、パルスレーザ光によって生成されたプラズマ(火種)をCWレーザ光によって生成・維持する際に、前記パルスレーザ光によって該火種が消滅することのないようにした構造を提供しようとするものである。【解決手段】前記プラズマ容器内でのパルスレーザ光の焦点位置と、CWレーザ光の焦点位置とを離隔して、パルスレーザ光がCWレーザ光の焦点位置にあるプラズマに当たらないようにしたことを特徴とする。【選択図】 図1
Description
この発明は、レーザ駆動ランプに関するものであり、特に、プラズマ容器内にパルスレーザ光とCWレーザ光を集光照射してプラズマを生成するレーザ駆動ランプに係わるものである。
近年、半導体、液晶基板およびカラーフィルタ等の被処理物の製造工程においては、入力電力の大きな紫外線光源を使用されている。紫外線光源として用いられているのは、水銀蒸気或いは希ガスを封入したガラスプラズマ容器内で電極間にアーク放電を発生させるタイプの高圧放電ランプである。
上記製造工程においては、処理時間の一層の短縮化が要求されており、そのため、この用途に使用される高圧放電ランプには、より一層の放射輝度の向上が必要とされている。高圧放電ランプの放射輝度を向上させるためには、入力電力を増やすことが必要である。
しかし、この種の高圧放電ランプは、入力電力を増やすと、ガラスプラズマ容器内の電極がアーク放電に曝されて極めて高温になって徐々に蒸発したり、また、アーク放電によって生じる高速粒子でスパッタされたりして、電極が消耗することが避けられなかった。これら蒸発ないしスパッタで生じた電極を構成する金属、一般的にはタングステンはガラスプラズマ容器の内壁面に付着し、ガラスプラズマ容器の紫外線の透過率を低下させ、半導体等の被処理物の表面における放射照度を低下させてしまい、処理能力の低下を招き、ランプ寿命が短くなるという問題がある。
上記製造工程においては、処理時間の一層の短縮化が要求されており、そのため、この用途に使用される高圧放電ランプには、より一層の放射輝度の向上が必要とされている。高圧放電ランプの放射輝度を向上させるためには、入力電力を増やすことが必要である。
しかし、この種の高圧放電ランプは、入力電力を増やすと、ガラスプラズマ容器内の電極がアーク放電に曝されて極めて高温になって徐々に蒸発したり、また、アーク放電によって生じる高速粒子でスパッタされたりして、電極が消耗することが避けられなかった。これら蒸発ないしスパッタで生じた電極を構成する金属、一般的にはタングステンはガラスプラズマ容器の内壁面に付着し、ガラスプラズマ容器の紫外線の透過率を低下させ、半導体等の被処理物の表面における放射照度を低下させてしまい、処理能力の低下を招き、ランプ寿命が短くなるという問題がある。
このような高圧放電ランプの問題を解決するために、特表2009−532829号公報(特許文献1)には、チャンバ(プラズマ容器)内にイオン性媒体を封入し、該イオン性媒体を点火源によってイオン化し、該イオン化媒体に対して連続波(CW)レーザを照射して、実質的に連続したエネルギーを供給することにより高輝度光を生成する光源が提案されている(請求項17、30)。
そして、イオン性媒体をイオン化するための点火源として、パルスレーザ光を用いることも開示されている(請求項20、43)。
この光源は、点火源によってチャンバ内で放電を発生させてイオン性媒体に点火し、次いで、イオン化媒体に実質的に連続したエネルギーを供給して高輝度光を発生するプラズマを維持または生成するものであって、プラズマの温度は、放射および他のプロセスによってバランスされるまで上昇し、10000K〜20000Kという極めて高温になる。高温のプラズマから放射される短波長の紫外線エネルギーは極めて高いものである。
そして、イオン性媒体をイオン化するための点火源として、パルスレーザ光を用いることも開示されている(請求項20、43)。
この光源は、点火源によってチャンバ内で放電を発生させてイオン性媒体に点火し、次いで、イオン化媒体に実質的に連続したエネルギーを供給して高輝度光を発生するプラズマを維持または生成するものであって、プラズマの温度は、放射および他のプロセスによってバランスされるまで上昇し、10000K〜20000Kという極めて高温になる。高温のプラズマから放射される短波長の紫外線エネルギーは極めて高いものである。
しかしながら、該特許文献1においては、イオン性媒体をイオン化するための点火源としてのパルスレーザと、イオン化媒体に対して実質的に連続したエネルギーを供給するための連続波レーザとの具体的な構成、とりわけ、パルスレーザの焦点位置、及び、連続波レーザの焦点位置の関係については格別考慮されているわけではなく、図示されているわけでもない。しかして、当該従来技術における他の実施例等を参酌して、その記載から想定される構成を示すと以下のようになるものと思われる。
図9に示すように、レーザ駆動ランプ50においては、イオン性媒体が封入されたチャンバ(プラズマ容器)52に、該チャンバ52内で集光するパルスレーザ光53を照射し、該パルスレーザ光53の焦点に生成されたプラズマ(火種)55に対して、同様にチャンバ52内で前記パルスレーザ光53の焦点と同じ点に集光する連続状のレーザ光(CWレーザ光)54を照射するというものである。
図9に示すように、レーザ駆動ランプ50においては、イオン性媒体が封入されたチャンバ(プラズマ容器)52に、該チャンバ52内で集光するパルスレーザ光53を照射し、該パルスレーザ光53の焦点に生成されたプラズマ(火種)55に対して、同様にチャンバ52内で前記パルスレーザ光53の焦点と同じ点に集光する連続状のレーザ光(CWレーザ光)54を照射するというものである。
しかしながら、このように、点火源に用いるパルスレーザの焦点位置と、イオン化媒体にエネルギーを供給する連続波レーザの焦点位置とが一致する構成とする場合には、パルスレーザによって一旦生成したプラズマが消滅してしまうという問題があることが判明した。このプラズマが消滅するという現象について、図10および図11を用いて以下に説明する。
図10に示すように、プラズマ容器52内のイオン性媒体をイオン化するためのパルスレーザ光53と、該イオン化媒体のプラズマ55に照射される連続波レーザ光(以下、CWレーザ光という)54とは重畳して照射される。
つまり、期間t1において、図11(A)に示すように、パルスレーザ光53の予備放電によってイオン化媒体のプラズマ(火種)55を生成し、このプラズマ55に対してCWレーザ光54を照射して該プラズマ55を維持・生成しようとするものである。
ところが、続く期間t2においても、上記パルスレーザ光53による予備放電により生成され、CWレーザ光54によって生成・維持しようとするプラズマ55は、パルスレーザ光53にも晒されることになる。
つまり、期間t1において、図11(A)に示すように、パルスレーザ光53の予備放電によってイオン化媒体のプラズマ(火種)55を生成し、このプラズマ55に対してCWレーザ光54を照射して該プラズマ55を維持・生成しようとするものである。
ところが、続く期間t2においても、上記パルスレーザ光53による予備放電により生成され、CWレーザ光54によって生成・維持しようとするプラズマ55は、パルスレーザ光53にも晒されることになる。
図11(B)に示すように、該パルスレーザ光53に晒されるプラズマ55は、該パルスレーザ光53によって急激に加熱膨張し、プラズマ55内の荷電粒子が四方八方に飛散してプラズマが消滅されてしまう。この荷電粒子が消失した空間にCWレーザ光54は印加され続けるが、荷電粒子が消失した状態とは予備電離のない状態と同じであるので、プラズマが生成されることはない。
即ち、パルスレーザ光53による予備放電によって生成したプラズマ55をCWレーザ光54によって維持していこうとしても、同時に照射されるパルスレーザ光53によって該プラズマ55が消滅してしまうという問題がある。
即ち、パルスレーザ光53による予備放電によって生成したプラズマ55をCWレーザ光54によって維持していこうとしても、同時に照射されるパルスレーザ光53によって該プラズマ55が消滅してしまうという問題がある。
このように、パルスレーザ光は、その焦点付近の空間を急激に加熱膨張させてあたかも爆発のような現象を引き起こすことができるので、プラズマ容器内にイオン性媒体の予備放電を形成することに関しては有益である。しかしながら、一方では、CWレーザの焦点位置とパルスレーザの焦点位置とが一致していると、該パルスレーザにより生成しCWレーザ光によってせっかく生成・維持されたプラズマが、今度は当該パルスレーザ光によって消滅してしまうという二律背反的な問題がある。
上記した問題は、パルスレーザ光の照射時期とCWレーザ光の照射時期をずらすことによって解決は図れるものと考えられる。
しかしながら、パルスレーザ光による予備放電によって生成されるプラズマ(火種)は極めてその寿命が短く、パルスレーザ光の照射を停止した後にCWレーザ光を照射しても、その時点ではプラズマ(火種)は消滅していて、該プラズマの維持・生成はできず、どうしても一定期間はパルスレーザ光とCWレーザ光とを同時的に照射する必要があるので、根本的な解決とはなりえない。
しかしながら、パルスレーザ光による予備放電によって生成されるプラズマ(火種)は極めてその寿命が短く、パルスレーザ光の照射を停止した後にCWレーザ光を照射しても、その時点ではプラズマ(火種)は消滅していて、該プラズマの維持・生成はできず、どうしても一定期間はパルスレーザ光とCWレーザ光とを同時的に照射する必要があるので、根本的な解決とはなりえない。
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、イオン性媒体が封入されたプラズマ容器内にパルスレーザ光を集光照射して予備放電を生成し、該予備放電によって生成されたプラズマにCWレーザ光を集光照射することによってプラズマ容器内にプラズマを生成・維持するレーザ駆動ランプにおいて、CWレーザ光によって生成・維持されたプラズマがパルスレーザ光によって消滅することがないようにした構造を提供しようとするものである。
上記課題を解決するために、この発明に係わるレーザ駆動ランプは、プラズマ容器内での前記パルスレーザ光の焦点位置とCWレーザ光の焦点位置が離隔していることを特徴とする。
また、前記プラズマ容器は、管球形状であって、前記CWレーザ光の焦点位置が前記プラズマ容器のほぼ中心点に位置していることを特徴とする。
また、前記プラズマ容器が、凹面反射面を有する本体と、該本体の後方開口に設けられた入射窓と、該本体の前方開口に設けられた出射窓とからなり、前記本体と前記入射窓と前記出射窓によって密閉空間が形成されており、前記CWレーザ光の焦点位置が、前記本体の凹面反射面の焦点位置にあることを特徴とする。
また、前記パルスレーザ光の焦点位置が前記CWレーザ光の光軸上に位置することを特徴とする。
また、前記プラズマ容器は、管球形状であって、前記CWレーザ光の焦点位置が前記プラズマ容器のほぼ中心点に位置していることを特徴とする。
また、前記プラズマ容器が、凹面反射面を有する本体と、該本体の後方開口に設けられた入射窓と、該本体の前方開口に設けられた出射窓とからなり、前記本体と前記入射窓と前記出射窓によって密閉空間が形成されており、前記CWレーザ光の焦点位置が、前記本体の凹面反射面の焦点位置にあることを特徴とする。
また、前記パルスレーザ光の焦点位置が前記CWレーザ光の光軸上に位置することを特徴とする。
本発明によれば、パルスレーザ光の予備放電により生成されたプラズマが、CWレーザ光によって、パルスレーザ光の焦点位置とは離隔した位置のCWレーザ光の焦点位置に移動して、当該焦点位置に存続するので、このCWレーザ光によって生成・維持しようとするプラズマが、パルスレーザ光によって消滅されることがなく、安定的にプラズマが維持されるという効果を奏するものである。
また、プラズマ容器を管球形状として、CWレーザ光の焦点位置をプラズマ容器のほぼ中心点に位置させたので、高温のプラズマがプラズマ容器中心で存続するため、管壁への偏った熱的影響を防止できる。
また、プラズマ容器を、凹面反射面を有する本体と、該本体の後方開口に設けられた入射窓と、該本体の前方開口に設けられた出射窓とから構成することで、これら本体部や入射窓や出射窓に石英ガラス以外のセラミックスや金属を使用することができ、プラズマからの高出力のUV光やVUV光の照射を受けても、紫外線ひずみが生じることのないプラズマ容器を提供することができる。
また、凹面反射面とCWレーザ光の焦点が一致していることで、CWレーザ光により維持されるプラズマから発生する励起光を、集光光や平行光としてプラズマ容器から外部に出射させることができる。
また、パルスレーザ光の焦点位置を、CWレーザ光の光軸上に位置するようにすれば、パルスレーザ光によって生成されたプラズマがCWレーザ光の焦点位置に移行しやすいという効果がある。
更には、ダイクロイックミラーを用いてCWレーザ光とパルスレーザ光を同軸で同方向から入射させることで、プラズマ容器本体に設けられたレーザ光入射のための開口を1ヶ所にすることができ、CWレーザ光とパルスレーザ光用の入射開口をそれぞれに設ける場合と比較して凹面反射面の面積を拡張することができるため、外部に出射される励起光の光量を増加させることができる。
また、プラズマ容器を、凹面反射面を有する本体と、該本体の後方開口に設けられた入射窓と、該本体の前方開口に設けられた出射窓とから構成することで、これら本体部や入射窓や出射窓に石英ガラス以外のセラミックスや金属を使用することができ、プラズマからの高出力のUV光やVUV光の照射を受けても、紫外線ひずみが生じることのないプラズマ容器を提供することができる。
また、凹面反射面とCWレーザ光の焦点が一致していることで、CWレーザ光により維持されるプラズマから発生する励起光を、集光光や平行光としてプラズマ容器から外部に出射させることができる。
また、パルスレーザ光の焦点位置を、CWレーザ光の光軸上に位置するようにすれば、パルスレーザ光によって生成されたプラズマがCWレーザ光の焦点位置に移行しやすいという効果がある。
更には、ダイクロイックミラーを用いてCWレーザ光とパルスレーザ光を同軸で同方向から入射させることで、プラズマ容器本体に設けられたレーザ光入射のための開口を1ヶ所にすることができ、CWレーザ光とパルスレーザ光用の入射開口をそれぞれに設ける場合と比較して凹面反射面の面積を拡張することができるため、外部に出射される励起光の光量を増加させることができる。
図1に本発明の第1の実施例のレーザ駆動ランプ1が示されていて、プラズマ容器2内には希ガス、水銀等のイオン性の発光媒体が封入されている。このプラズマ容器2は、種々の形態を採用できるが、この実施例では、管球形状をしている。ここで、管球形状とは、ランプ技術における、略球形状や略楕円回転体形状などの発光管形状を意味する。
このプラズマ容器2には、図示しないパルスレーザ源からパルスレーザ光3が該プラズマ容器2内で焦点3aに集光するように照射されている。
一方で、同様に図示しないCWレーザ源からCWレーザ光4が、プラズマ容器2内に集光照射されていて、該CWレーザ光4の焦点4aは、前記パルスレーザ光3の焦点3aとは離隔した位置にある。
そして、この実施例では、前記パルスレーザ光3の焦点3aはCWレーザ光4の焦点4aに対して、該CWレーザ光4の光軸5上の前方側(CWレーザ光の進行方向の手前側)に位置しており、また、前記CWレーザ光4の焦点4aは前記プラズマ容器2のほぼ中心点に位置している。
このプラズマ容器2には、図示しないパルスレーザ源からパルスレーザ光3が該プラズマ容器2内で焦点3aに集光するように照射されている。
一方で、同様に図示しないCWレーザ源からCWレーザ光4が、プラズマ容器2内に集光照射されていて、該CWレーザ光4の焦点4aは、前記パルスレーザ光3の焦点3aとは離隔した位置にある。
そして、この実施例では、前記パルスレーザ光3の焦点3aはCWレーザ光4の焦点4aに対して、該CWレーザ光4の光軸5上の前方側(CWレーザ光の進行方向の手前側)に位置しており、また、前記CWレーザ光4の焦点4aは前記プラズマ容器2のほぼ中心点に位置している。
図2に他の実施例が示されており、この例ではパルスレーザ光3の焦点3aは、CWレーザ光4の焦点4aに対して光軸5上の後方側(CWレーザ光の進行方向の先方側)に位置していて、その他の構成については上記図1の実施例と同様である。
図3に更に他の実施例が示されていて、この例では、パルスレーザ光3の焦点3aがCWレーザ光4の光軸5上にはなく、光軸5とは所定距離だけ離れた位置にある。
上記構成において、図4(A)に示すように、パルスレーザ光3がプラズマ容器2内に集光照射されると、該プラズマ容器2内の焦点3aの付近に予備放電が生成され、火種7が生成される。そして、この状態でCWレーザ光4が前記火種7の近傍に集光照射されると、図4(B)に示すように、前記火種7が該CWレーザ光4の焦点4aに移動し、該CWレーザ光4の照射によりプラズマ8が生成され、その後、パルスレーザ光3の照射を停止するとともに、CWレーザ光4を継続的に照射することにより該プラズマ8は維持される。
なお、図1〜3の実施例は、パルスレーザ光とCWレーザ光が直交して入射するものであるが、その角度は任意のものであってよい。
なお、図1〜3の実施例は、パルスレーザ光とCWレーザ光が直交して入射するものであるが、その角度は任意のものであってよい。
図5〜8には、プラズマ容器2が管球形状以外の構造を持つ実施例が示されている。
図5は第4の実施例の断面図であり、プラズマ容器2は、円柱形状の本体10を有しており、その内面に凹面反射面11が形成されている。この凹面反射面11は、楕円形状、放物面形状等適宜に選択される。前記本体10には後方開口10aと前方開口10bが形成されていて、後方開口10aに対応して入射窓12が設けられ、前方開口10bに対応して出射窓13が設けられている。
そして、本体10の後方開口10aに対応した入射窓12は、金属製の窓枠部材14に装着されていて、この窓枠部材14が、金属筒体15によって本体10に取り付けられている。これら凹面反射面11を有する本体10と、入射窓12と、出射窓13とによって密閉空間が形成されており、この密閉空間内に発光元素が封入されていて、プラズマ容器2が構成されている。
図5は第4の実施例の断面図であり、プラズマ容器2は、円柱形状の本体10を有しており、その内面に凹面反射面11が形成されている。この凹面反射面11は、楕円形状、放物面形状等適宜に選択される。前記本体10には後方開口10aと前方開口10bが形成されていて、後方開口10aに対応して入射窓12が設けられ、前方開口10bに対応して出射窓13が設けられている。
そして、本体10の後方開口10aに対応した入射窓12は、金属製の窓枠部材14に装着されていて、この窓枠部材14が、金属筒体15によって本体10に取り付けられている。これら凹面反射面11を有する本体10と、入射窓12と、出射窓13とによって密閉空間が形成されており、この密閉空間内に発光元素が封入されていて、プラズマ容器2が構成されている。
上記構成のプラズマ容器2に対して、パルスレーザ光3とCWレーザ光4は、共に当該プラズマ容器2内で集光するが、その焦点3aと焦点4aとは離隔した位置にある。ただし、CWレーザ光4の焦点4aは、プラズマ容器2の凹面反射面11の焦点位置と一致している。そして、この実施例では、パルスレーザ光3の焦点3aは、CWレーザ光4の光軸5上においてその焦点4aから前方側(CWレーザ光の進行方向の手前側)に離隔している。
このような配置を実現する構成の一例が図5に示されていて、CWレーザ光4の光路中にダイクロイックミラー20が配置されている。このダイクロイックミラー20は、CWレーザ光4は透過して、パルスレーザ光3は反射するものである。
このような配置を実現する構成の一例が図5に示されていて、CWレーザ光4の光路中にダイクロイックミラー20が配置されている。このダイクロイックミラー20は、CWレーザ光4は透過して、パルスレーザ光3は反射するものである。
CWレーザ光4は、集光レンズ17によって集光されつつ、ダイクロイックミラー20を透過してプラズマ容器2の入射窓12から入射し、凹面反射面11の焦点位置Fに集光する。つまり、CWレーザ光4の焦点4aは、凹面反射面11の焦点Fと一致している。
一方、パルスレーザ光3は、集光レンズ18によって集光されつつ、ダイクロイックミラー20に対して、図5の下方から照射され、これにより反射されて光路を変えて入射窓12からプラズマ容器2内に入射する。
このパルスレーザ光3の焦点位置3aは、上記したように、CWレーザ光4の光軸5上においてその焦点4aの前方側に離隔している。
プラズマ容器2内でCWレーザ光4により生成・維持されるプラズマによって励起された励起光ELは、凹面反射面11によって反射されて出射窓13を介して外部に出射される。
一方、パルスレーザ光3は、集光レンズ18によって集光されつつ、ダイクロイックミラー20に対して、図5の下方から照射され、これにより反射されて光路を変えて入射窓12からプラズマ容器2内に入射する。
このパルスレーザ光3の焦点位置3aは、上記したように、CWレーザ光4の光軸5上においてその焦点4aの前方側に離隔している。
プラズマ容器2内でCWレーザ光4により生成・維持されるプラズマによって励起された励起光ELは、凹面反射面11によって反射されて出射窓13を介して外部に出射される。
図6に更に他の第5の実施例が示されていて、この例では、CWレーザ光はプラズマ容器の後方から入射し、パルスレーザ光は前方から入射する例である。
つまり、CWレーザ光4が、プラズマ容器2の入射窓12を介して入射するが、このCWレーザ光4の焦点4aは、凹面反射面11の焦点F位置に一致するように配置されていて、CWレーザ光4は、凹面反射面11の焦点F位置に集光する。
そして、プラズマ容器2の前方(出射側)には、ダイクロイックミラー20が配置されていて、このダイクロイックミラー20は、パルスレーザ光3を反射し、プラズマ容器2からの励起光ELを透過するものである。
つまり、CWレーザ光4が、プラズマ容器2の入射窓12を介して入射するが、このCWレーザ光4の焦点4aは、凹面反射面11の焦点F位置に一致するように配置されていて、CWレーザ光4は、凹面反射面11の焦点F位置に集光する。
そして、プラズマ容器2の前方(出射側)には、ダイクロイックミラー20が配置されていて、このダイクロイックミラー20は、パルスレーザ光3を反射し、プラズマ容器2からの励起光ELを透過するものである。
パルスレーザ光3は、集光レンズ18によって集光されつつ、ダイクロイックミラー20に対して、図6の上方から照射され、このダイクロイックミラー20で反射されて光路を変更し、プラズマ容器2の出射窓13から入射し、内部で集光する。このパルスレーザ光3の焦点3aは、CWレーザ光4の光軸5上において、CWレーザ光4の焦点4a(凹面反射面11の焦点F)に対して後方側(CWレーザ光の進行方向の先方側)に離隔している。
そして、CWレーザ光4により生成・維持されるプラズマによって励起された励起光ELは、凹面反射面11によって反射されて出射窓13を介して出射され、ダイクロイックミラー20を透過して外部に出射される。
そして、CWレーザ光4により生成・維持されるプラズマによって励起された励起光ELは、凹面反射面11によって反射されて出射窓13を介して出射され、ダイクロイックミラー20を透過して外部に出射される。
図7、図8には、CWレーザ光4がプラズマ容器2の前方から入射し、パルスレーザ光3が後方から入射する例が示されている。
図7に示す第6の実施例においては、プラズマ容器2の前方に、CWレーザ光4を反射し、励起光ELを透過するダイクロイックミラー20が配置されている。
パルスレーザ光3は、プラズマ容器2の入射窓12から入射して、焦点3aに集光する。この焦点3aは、プラズマ容器2の凹面反射面11の焦点Fとは異なる位置にある。
一方、CWレーザ光4は、集光レンズ17によって集光されつつ、ダイクロイックミラー20に照射されて、ここで反射され、光路を変更してプラズマ容器2の出射窓13からプラズマ容器2内に入射する。このとき、CWレーザ光4の焦点4aは、凹面反射面11の焦点F位置に一致するように配置されていて、CWレーザ光4は、凹面反射面11の焦点F位置に集光する。
そして、CWレーザ光4により生成・維持されるプラズマによって励起された励起光ELは、凹面反射面11によって反射されて出射窓13を介して出射され、ダイクロイックミラー20を透過して外部に出射される。
図7に示す第6の実施例においては、プラズマ容器2の前方に、CWレーザ光4を反射し、励起光ELを透過するダイクロイックミラー20が配置されている。
パルスレーザ光3は、プラズマ容器2の入射窓12から入射して、焦点3aに集光する。この焦点3aは、プラズマ容器2の凹面反射面11の焦点Fとは異なる位置にある。
一方、CWレーザ光4は、集光レンズ17によって集光されつつ、ダイクロイックミラー20に照射されて、ここで反射され、光路を変更してプラズマ容器2の出射窓13からプラズマ容器2内に入射する。このとき、CWレーザ光4の焦点4aは、凹面反射面11の焦点F位置に一致するように配置されていて、CWレーザ光4は、凹面反射面11の焦点F位置に集光する。
そして、CWレーザ光4により生成・維持されるプラズマによって励起された励起光ELは、凹面反射面11によって反射されて出射窓13を介して出射され、ダイクロイックミラー20を透過して外部に出射される。
図7の実施例はCWレーザ光4が集光されつつプラズマ容器2に入射するものであるのに対して、図8の第7の実施例では、CWレーザ光4は集光されることなく平行光としてプラズマ容器2に入射する例である。
ダイクロイックミラー20によって反射されて平行光としてプラズマ容器2に入射したCWレーザ光4は、凹面反射面11によって反射されて、その焦点Fに集光する。つまり、この場合も、CWレーザ光4の焦点4aと凹面反射面11の焦点Fとは一致していることになる。
その他の構成については上記図6の第5の実施例と同様である。
この実施例によれば、CWレーザ光4を集光する集光レンズ17を省略することができるという利点がある。
ダイクロイックミラー20によって反射されて平行光としてプラズマ容器2に入射したCWレーザ光4は、凹面反射面11によって反射されて、その焦点Fに集光する。つまり、この場合も、CWレーザ光4の焦点4aと凹面反射面11の焦点Fとは一致していることになる。
その他の構成については上記図6の第5の実施例と同様である。
この実施例によれば、CWレーザ光4を集光する集光レンズ17を省略することができるという利点がある。
上記のように、本発明においては、プラズマ容器内でのパルスレーザ光の焦点位置とCWレーザ光の焦点位置が離隔しているので、パルスレーザ光の焦点近傍に生成される予備電離に伴うプラズマの火種が、CWレーザ光の焦点位置に移動してプラズマを生成するため、パルスレーザ光がこのプラズマに当たることがなく、せっかく生成されたプラズマがパルスレーザ光によって消滅させられるようなことがなく、安定的にプラズマを生成・維持することができる。
1 レーザ駆動ランプ
2 プラズマ容器
3 パルスレーザ光
3a パルスレーザ光の焦点
4 CWレーザ光
4a CWレーザ光の焦点
5 CWレーザ光の光軸
7 プラズマ(火種)
8 プラズマ
10 本体
10a 後方開口
10b 前方開口
11 凹面反射面
12 入射窓
13 出射窓
14 窓枠部材
15 金属筒体
17 (CWレーザ光の)集光レンズ
18 (パルスレーザ光の)集光レンズ
20 ダイクロイックミラー
F 凹面反射面の焦点
EL 励起光
2 プラズマ容器
3 パルスレーザ光
3a パルスレーザ光の焦点
4 CWレーザ光
4a CWレーザ光の焦点
5 CWレーザ光の光軸
7 プラズマ(火種)
8 プラズマ
10 本体
10a 後方開口
10b 前方開口
11 凹面反射面
12 入射窓
13 出射窓
14 窓枠部材
15 金属筒体
17 (CWレーザ光の)集光レンズ
18 (パルスレーザ光の)集光レンズ
20 ダイクロイックミラー
F 凹面反射面の焦点
EL 励起光
Claims (4)
- イオン性媒体が封入されたプラズマ容器内にパルスレーザ光を集光照射して予備放電を生成し、該予備放電によって生成されたプラズマにCWレーザ光を集光照射することによってプラズマ容器内にプラズマを生成・維持するレーザ駆動ランプにおいて、
前記パルスレーザ光の焦点位置と前記CWレーザ光の焦点位置が離隔していることを特徴とするレーザ駆動ランプ。 - 前記プラズマ容器は、管球形状であって、前記CWレーザ光の焦点位置が前記プラズマ容器のほぼ中心点に位置していることを特徴とする請求項1に記載のレーザ駆動ランプ。
- 前記プラズマ容器が、凹面反射面を有する本体と、該本体の後方開口に設けられた入射窓と、該本体の前方開口に設けられた出射窓とからなり、前記本体と前記入射窓と前記出射窓によって密閉空間が形成されており、
前記CWレーザ光の焦点位置が、前記本体の凹面反射面の焦点位置にあることを特徴とする請求項1に記載のレーザ駆動ランプ。 - 前記パルスレーザ光の焦点位置が前記CWレーザ光の光軸上に位置することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレーザ駆動ランプ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016103203A JP2017212061A (ja) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | レーザ駆動ランプ |
PCT/JP2017/008457 WO2017203791A1 (ja) | 2016-05-24 | 2017-03-03 | レーザ駆動光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016103203A JP2017212061A (ja) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | レーザ駆動ランプ |
Publications (1)
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Citations (4)
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JP2009532829A (ja) * | 2006-03-31 | 2009-09-10 | エナジェティック・テクノロジー・インコーポレーテッド | レーザ駆動の光源 |
JP2010170994A (ja) * | 2008-12-27 | 2010-08-05 | Ushio Inc | 光源装置 |
JP2011035039A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Ushio Inc | 光源装置 |
WO2015175760A1 (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Excelitas Technologies Corp. | Laser driven sealed beam lamp |
-
2016
- 2016-05-24 JP JP2016103203A patent/JP2017212061A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009532829A (ja) * | 2006-03-31 | 2009-09-10 | エナジェティック・テクノロジー・インコーポレーテッド | レーザ駆動の光源 |
JP2010170994A (ja) * | 2008-12-27 | 2010-08-05 | Ushio Inc | 光源装置 |
JP2011035039A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Ushio Inc | 光源装置 |
WO2015175760A1 (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Excelitas Technologies Corp. | Laser driven sealed beam lamp |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A02 | Decision of refusal |
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