JP2018073882A - レーザ装置、点火装置、及び内燃機関 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
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。
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。
(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)。
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
Claims (10)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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