JP6904747B2 - ゲイン増幅レーザーのためのレーザーゲイン媒体のプラズマ閉じ込め - Google Patents

Description

本開示はレーザーの分野に関し、具体的にはレーザーを利用したプラズマ閉じ込めのための高密度ゲイン媒体の提供に関する。

レーザーは、電磁放射線の誘導放射を利用して、光学的増幅のプロセスによって光を放射するデバイスである。「レーザー（ｌａｓｅｒ）」という用語はこのプロセスに基づく頭字語で、「励起誘導放射による光増幅（ｌｉｇｈｔ ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｂｙ ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）」を意味する。最初のレーザーは１９６０年代に作られた。レーザーはコヒーレント光を放射するという点で他の光源とは異なる。コヒーレント光とは、同一の波長と位相を有する光子のビームである。

レーザーは、レーザーゲイン媒体と称されるものを利用して、光を増幅する。レーザーゲイン媒体は、ポンピングと称されるプロセスによって、媒体を縦断する光に光学エネルギーを付与する。ポンピングは、電流（電気ポンピングと称される）又は光入力（光ポンピングと称される）利用して光子を生成しうる。いずれの場合でも、レーザーゲイン媒体は励起状態にポンピングされ、次に静止状態に遷移して、光子を放射する。レーザーゲイン媒体に増幅又はゲイン機能をもたらすのがこの状態遷移である。

レーザーが生み出す光出力の大きさは、使用するレーザーゲイン媒体の種類に基づく幾つかの要因によって制限されることがある。結晶レーザーの場合には、出力の大きさは結晶の熱密度によって制限されうる。ガスレーザーの場合には、出力の大きさはガスの励起状態の低エネルギー密度によって制限されうる。

ある種の応用に対しては、レーザーが高出力で動作することは望ましいが、結晶レーザーとガスレーザーのそれぞれに対して、熱密度限界及び／又はエネルギー密度限界の所定の制約を実現することは困難になりうる。そのため、このような制約が課せられたレーザーの出力は更に改善することが望ましい。

本明細書に記載の実施形態は、ガスレーザーゲイン媒体のプラズマ閉じ込めを利用して、高出力のレーザー出力を提供する。ガスレーザーゲイン媒体は、プラズマピンチ又はｚ−ピンチと呼ばれる自己強化磁場を利用して、コンパクトなプラズマの中に圧縮される。ピンチ領域では、ガスレーザーゲイン媒体は高い密度に圧縮され、これにより媒体のゲインを改善する。コヒーレント光はプラズマピンチを通って伝送され、プラズマピンチによって増幅される。

一実施形態は、プラズマ閉じ込めデバイスとレーザーを含む装置を備える。プラズマ閉じ込めデバイスは、レーザーゲイン媒体を含む少なくとも１つのガスのプラズマピンチを生成する。レーザーは、プラズマピンチを通ってコヒーレント光を伝送し、プラズマピンチ内で圧縮されたレーザーゲイン媒体を利用してコヒーレント光を増幅する。

別の実施形態は、プラズマピンチを利用してコヒーレント光を増幅する方法を含む。本方法は、レーザーゲイン媒体を含む少なくとも１つのガスのプラズマピンチを生成することを含む。本方法は更に、プラズマピンチ内に圧縮されたレーザーゲイン媒体を利用してコヒーレント光を増幅するため、プラズマピンチを通ってコヒーレント光を伝送することを含む。

別の実施形態は、開口部付きの端部を有する中空円筒の形態にある外側電極を含む装置を備える。本装置は更に、外側電極の内部の中心に配置される中空円筒の形態にある内側電極を含む。本装置は更に、内部にレーザーゲイン媒体を提供する少なくとも１つのガス供給源と電源を含む。電源は外側電極と内側電極に電気的に連結され、外側電極と内側電極との間に電気アークを生成する。電気アークは外側電極の内面に沿って開口部へ向かって進み、内側電極と開口部との間にプラズマピンチを形成する。本装置は更に、プラズマピンチ内に圧縮されたレーザーゲイン媒体を利用してコヒーレント光を増幅するため、プラズマピンチを通ってコヒーレント光を伝送するレーザーを含む。

上記要約は、本明細書の幾つかの態様の基本的な理解をもたらす。この要約は、本明細書の広範な概要ではない。この要約は、本明細書の主要な又は重要な要素を特定すること、或いは本明細書の特定の実施形態の任意の範囲又は任意の特許請求の範囲を記述することを意図していない。この要約の唯一の目的は、これ以降で示されるより詳細な説明に対する前置きとして、単純な形で本明細書の幾つかの概念を示すことにある。

添付図面を参照し、幾つかの実施形態を例示としてのみ説明する。すべての図面において、同じ参照番号は同じ要素又は同じタイプの要素を表わす。

例示的な実施形態による、レーザーゲイン増幅のためのプラズマ閉じ込めを利用するシステムを示している。 例示的な実施形態による、プラズマピンチを利用してレーザーゲイン増幅を提供する方法のフロー図である。 例示的な実施形態による、図１のプラズマ閉じ込めデバイスの付加的な詳細を示している。 例示的な実施形態による、図３に示されたプラズマ閉じ込めデバイスについて、外側電極と内側電極との間に形成される電気アークを示している。 例示的な実施形態による、外側電極の内面に沿って進む電気アークを示している。 例示的な実施形態による、プラズマピンチの初期構造を示している。 例示的な実施形態による、プラズマピンチの最終構造を示している。 例示的な実施形態による、レーザーゲイン増幅のためのプラズマ閉じ込めを利用する別のシステムの断面図である。

図面及び下記の記載により、特定の例示的な実施形態が示される。従って、当業者は、本明細書に明示的に記載又は図示されていない様々な装置を考案して、実施形態の原理を具現化することができるが、それらは実施形態の範囲に含まれることを理解されたい。更に、本明細書に記載のいかなる実施例も、実施形態の原理の理解を助けるためのものであって、それらの具体的に記載された実施例や諸条件を限定しないものとして理解されるべきである。結果として、本発明の概念は、以下の具体的な実施形態又は実施例には限定されず、特許請求項の範囲及びその均等物によってのみ限定される。

図１は、例示的な実施形態における、レーザーゲイン増幅のためのプラズマ閉じ込めを利用するシステム１００を示す。この実施形態では、システム１００はレーザー１０２及びプラズマ閉じ込めデバイス１０４を含む。レーザー１０２は、コヒーレント光１０６を出力することができる任意のコンポーネント、システム、又はデバイスを備える。レーザー１０２は、設計上の選択として、結晶レーザーゲイン媒体、ガスレーザーゲイン媒体、バンドギャップ半導体レーザーゲイン媒体などを利用しうる。コヒーレント光１０６は、実質的に同様な位相と波長を共有する光子を含む。レーザー１０２によって出力されるコヒーレント光１０６は、プラズマ閉じ込めデバイス１０４によって生成されるプラズマピンチ１０８によって増幅される。例えば、レーザー１０２によって出力されるコヒーレント光１０６は、プラズマ閉じ込めデバイス１０４の入口１１２に入り、プラズマピンチ１０８を縦断し、プラズマピンチ１０８によって増幅され、プラズマ閉じ込めデバイス１１４の出口１１４から出ることができる。その際、プラズマ閉じ込めデバイス１１４は、プラズマピンチ１０８を生成することができる任意のコンポーネント、システム、又はデバイスを含む。

プラズマピンチ１０８は、一又は複数のガスを含むレーザーゲイン媒体１１０の高圧縮領域である。レーザーゲイン媒体１１０の幾つかの例には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素、ヨウ素、及びこれらの組み合わせが含まれる。幾つかの実施形態では、レーザーゲイン媒体１１０用に選択されるガスは、コヒーレント光１０６の波長に対応する波長の光を増幅する。レーザーゲイン媒体１１０はまた、幾つかの実施形態で、高出力のエキシマレーザーを形成しうる。エキシマレーザーは典型的に、希ガス（例えば、アルゴン、クリプトン、又はキセノン）と反応性ガス（例えば、フッ素又は塩素）の組み合わせを使用する。電気刺激及び高圧下で、エキシマ（又は、希ガスハロゲン化物の場合にはエキシプレックス）と呼ばれる擬似分子が形成される。エキシマ又はエキシプレックスは励起状態で存在し、（例えば、紫外線領域の）レーザー光を生み出すことができる。

プラズマピンチ１０８はまた、幾つかの実施形態で、せん断フロー安定化ｚ−ピンチ（ｓｈｅａｒｅｄ−ｆｌｏｗ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｚ−ｐｉｎｃｈ）を形成しうる。せん断フロー安定化は、ぴったりと適合する壁や軸方向磁場のない、概して不安定なｚ−ピンチを安定化するために使用することができる。せん断フロー安定化は、ｚ−ピンチに近接する一又は複数のガスを利用して、プラズマピンチ１０８が安定している時間を増大させる。

システム１００はいつでも動作するように配置されているものとする。図２は、例示的な実施形態における、プラズマピンチを利用したレーザーゲイン増幅を提供する方法２００のフロー図である。方法２００のステップは、システム１００に関して議論されるが、方法２００は示されていない他のシステムにも当てはまりうる。方法２００は、示されていない他のステップを含むことがあり、また、これらのステップは別の順で実行されてもよい。

システム１００の動作中、プラズマ閉じ込めデバイス１０４は、レーザーゲイン媒体１１０を高密度の状態に圧迫又は圧縮するように動作して、プラズマピンチ１０８を生成する（ステップ２０２を参照）。このようにするため、プラズマ閉じ込めデバイス１０４は磁場又は他の機構を利用して、レーザーゲイン媒体１１０をこの状態まで圧縮してもよい。例えば、プラズマ閉じ込めデバイス１０４は、レーザーゲイン媒体１１０をプラズマに変換しうるが、プラズマは電流を通すことができる。プラズマを流れる電流は、レーザーゲイン媒体１１０を圧迫又は圧縮するプラズマ閉じ込めデバイス１０４内に磁場を生成し、プラズマピンチ１０８を形成する。このプラズマ閉じ込めの形態では、プラズマピンチ１０８は自己強化型であってもよく、プラズマピンチ１０８を通って流れる電流は磁場を生成し、その磁場は次にプラズマピンチ１０８の領域内でレーザーゲイン媒体１１０から形成されるプラズマを更に圧縮する。一般的に、プラズマピンチ１０８内でレーザーゲイン媒体１１０から形成されるプラズマの密度は電流によって変動し、プラズマピンチ１０８を通る電流が増大すると、強度が増す磁場を生成することができる。

レーザー１０２はプラズマピンチ１０８を通ってコヒーレント光１０６を伝送し、プラズマピンチ１０８を利用してコヒーレント光１０６を増幅する（ステップ２０４を参照）。既に説明したように、プラズマピンチ１０８の領域内のレーザーゲイン媒体１１０は高い密度まで圧縮される。その結果、より多数のガス原子が励起状態に加わることができ、これにより、レーザーゲイン媒体１１０によって提供される光学ゲインが高まる。例えば、レーザーゲイン媒体１１０の密度が高まるにつれて、光学ゲインも高まることが期待される。したがって、プラズマ閉じ込めデバイス１０４に利用できる光学ゲインは、プラズマピンチ１０８内にレーザーゲイン媒体１１０の高圧縮状態を作り出すことができる能力だけに限定されうる。

更に、システム１００は、一般的に高出力レーザーシステムに関連する幾つかの欠点を引き起こすことはない。例えば、結晶レーザーは一般的に光ポンピング中にエネルギーを吸収するが、これは結晶内に熱を発生させる。これは、結晶に適用できる光ポンピングの量を制限し、次には結晶レーザーの光出力を制限する。ガスレーザーは一般的に、電気的にポンピングされる低圧力ガスを含む。しかしながら、圧力が低いため、励起状態に加わることができるガス分子は圧倒的に少なく、その結果、典型的なガスレーザーでは低エネルギー密度となる。プラズマピンチ１０８内のレーザーゲイン媒体１１０の高圧縮領域によって、システム１００は高い光学ゲインを提供することができる。

図３は、例示的な実施形態における、図１のプラズマ閉じ込めデバイスの更なる詳細を示している。この実施形態では、プラズマ閉じ込めデバイス１０４は、中空円筒を備える外側電極３０２を含む。プラズマ閉じ込めデバイス１０４は更に、外側電極３０２内にある内側電極３０４、及び外側電極３０２と内側電極３０４の両方に電気的に連結される電源３０６を含む。電源３０６は、レーザーゲイン媒体１１０を通って電気アークを生成するため、外側電極３０２から内側電極３０４に高い電圧差を提供することができる任意のコンポーネント、システム、又はデバイスを備える。幾つかの実施形態では、外側電極３０２は真空チャンバ３１０によって取り囲まれうる。真空源３１２は、真空チャンバ３１０上で真空引きを行うことができる。真空チャンバ３１０は、外側電極３０２の内部に大気が入り込むのを防止するために使用されてもよい。内側電極３０４は、幾つかの実施形態では、外側電極３０２のほぼ中心に配置されうる。

図３はまた、幾つかの実施形態における、レーザーゲイン媒体１１０を外側電極３０２の内部に提供しうるガス供給源３０８を示している。幾つかの実施形態では、ガス供給源３０８は、制御信号に応答して、外側電極３０２の内部にレーザーゲイン媒体１１０を提供しうる。例えば、ガス供給源３０８は、電源３０６が電圧差を生成するのとほぼ同時に、外側電極３０２の内部に提供されうる。

外側電極３０２から内側電極３０４に高い電圧差を印加する電源３０６に応答して、レーザーゲイン媒体１１０を通って電気アークが形成される。図４は、例示的な実施形態における、外側電極３０２と内側電極３０４との間に形成される電気アーク４０２を示している。電気アーク４０２は、電源３０６によって供給される電流（Ｉ）に対応する。電気アーク４０２を通って流れる電流は磁場４０４を生成する。ローレンツ力（Ｆ）は、図４の矢印で示される方向に電気アーク４０２を押圧する。電気アーク４０２は、外側電極３０２の内面（この図では示していない）に沿って、力の方向に進む。図５は、例示的な実施形態における、外側電極３０２の内面５０２に沿って進む電気アーク４０２を示している。電気アーク４０２は、外側電極３０２の端部５０４に向かって進むように示されている。

図６は、例示的な実施形態における、プラズマピンチ１０８の初期形成を示している。磁場４０４は、内側電極３０４と外側電極３０２の端部５０４の開口部６０２との間の領域で、レーザーゲイン媒体１１０から形成されたプラズマを圧縮する。圧縮されたプラズマは高温かつ高密度になる。プラズマピンチ１０８を通る電流が増大するにつれて、磁場４０４の強度は増大する。圧縮は自己強化的になる。

図７は、例示的な実施形態における、プラズマピンチ１０８の最終形成を示している。プラズマピンチ１０８は、高圧縮されたレーザーゲイン媒体１１０から形成され、コヒーレント光１０６に光学的増幅を提供することができる。レーザーゲイン媒体１１０は、それ自体がレーザーを放射するイオン化ガスを含んでもよく、プラズマ−エキシマペアを形成してもよい。エキシマは、レーザー１０２によって励起されると光子を提供する。他の実施形態では、高圧縮されたレーザーゲイン媒体１１０はまた、励起状態に向けて、衝突によってコンポーネントガスを圧縮及び励起しうる。例えば、レーザーゲイン媒体１１０がヘリウムとネオンの混合物を含む場合、ヘリウムは励起され、エネルギーはネオンに移される。中性ガス７０２はプラズマピンチ１０８を取り囲み、プラズマピンチ１０８にフロー安定化をもたらす。例えば、プラズマピンチ１０８がｚ−ピンチの場合、ｚ−ピンチは、ｚ−ピンチを取り囲む中性ガス７０２のせん断フローを利用して、安定化されうる。

一般的に、レーザー１０２は、プラズマピンチ１０８を通って、開口部６０２からコヒーレント光１０６を伝送することができる。例えば、レーザー１０２は内側電極３０４に近接して配置されうる。

実施例
図８は、例示的な実子形態における、レーザーゲイン増幅のためのプラズマ閉じ込めを利用する別のシステム８００の断面図である。当業者であれば、システム８００は可能な実装の１つにすぎず、他のシステムが存在することを認識するであろう。したがって、図８に示した具体例は、係属中の請求項の範囲を限定することを意図していない。

図８は、真空チャンバ８０４上で真空引きすることができる真空源８０２を示している。真空チャンバ内には、開口部８０８を含む外側電極８０６がある。この実施形態では、開口部８０８は、真空チャンバ８０４の壁に配置された部分反射鏡８１０と一列に並んでいる。システム８００は更に、外側電極８０６の中心に配置された内側電極８１２を含む。レーザー８１４は内側電極８１２内に配置され、部分反射鏡８１０と光学的に位置合わせされている。レーザー８１４の出口には別の部分反射鏡８１６が配置されている。ガス供給源８１８は、内側電極８１２に近接したレーザーゲイン媒体８２０を提供することができる。電源８２８を利用して、外側電極８０６と内側電極８１２に電圧差が印加されると、電気アーク（図示せず）が形成される。電流は外側電極８０６の開口部８０８から内側電極８１２へ戻るように流れるため、電気アークは外側電極８０６の中心での磁場８２２の形成に加わる。磁場８２２はレーザーゲイン媒体８２０のイオンを圧縮し、プラズマピンチ８２４内に高密度のプラズマを形成する。中性ガス８３０はプラズマピンチ８２４を取り囲み、プラズマピンチ８２４にフロー安定化をもたらす。例えば、プラズマピンチ８２４がｚ−ピンチの場合、ｚ−ピンチは、ｚ−ピンチを取り囲む中性ガス８３０のせん断フローを利用して、安定化されうる。

レーザー８１４は、部分反射鏡８１６、プラズマピンチ８２４を通って進み、部分反射鏡８１０に当たるコヒーレント光８２６を生成する。コヒーレント光は、部分反射鏡８１０と部分反射鏡８１６との間で前後に反射し、これにより、プラズマピンチ８２４は、光出力が閾値に達するまで、コヒーレント光８２６の増幅を続けることができる。光出力が閾値に達すると、コヒーレント光８２６は部分反射鏡８１０と真空チャンバ８０４を抜け出る。プラズマピンチ８２４の形成とコヒーレント光８２６の光学的増幅は、希望に従い、過渡的に行われてもよく、連続的に行われてもよい。

本明細書に記載の図面に示す様々な要素のうちの任意のものが、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの何らかの組み合わせとして実装されうる。例えば、ある要素は専用ハードウェアとして実装されうる。専用ハードウェア要素は、「プロセッサ」、「コントローラ」、又は同様の何らかの専門用語で称されうる。プロセッサによって提供される場合、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、又はそのうちの幾つかが共有となりうる複数の個別のプロセッサによって機能が提供されうる。更に、「プロセッサ」又は「コントローラ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアの実行が可能なハードウェアのみを表わすと解釈されるべきでなく、限定するものではないが、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、もしくは他の回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェア記憶用のリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性ストレージ、ロジックもしくは何らかの他の物理的ハードウェアコンポーネントもしくはモジュールなどを黙示的に含みうる。

また、ある要素は、その要素の機能を実施するためにプロセッサ又はコンピュータによって実行可能な命令として実装されうる。命令の幾つかの例は、ソフトウェア、プログラムコード、及びファームウェアである。命令は、その要素の機能を実施するようにプロセッサに指示するためにプロセッサによって実行されるときに動作可能である。命令は、プロセッサが読むことができるストレージデバイスに記憶されうる。ストレージデバイスの幾つかの例は、デジタルもしくはソリッドステートメモリ、磁気ディスク及び磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、又は光学式可読デジタルデータ記憶媒体である。

具体的な実施形態が本明細書に記載されたが、本開示の範囲はそれらの具体的な実施形態によって限定されるものではない。本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲及びそのすべての均等物によって規定される。

Claims (16)

1. レーザーゲイン媒体を含む少なくとも１つのガスのプラズマピンチを生成するように構成されたプラズマ閉じ込めデバイスと、
   前記プラズマピンチ内で圧縮された前記レーザーゲイン媒体を利用してコヒーレント光を増幅するため、前記プラズマピンチを通って前記コヒーレント光を伝送するように構成されたレーザーと
   を備え、
   前記プラズマ閉じ込めデバイスは、
   中空円筒の形態にある外側電極と、
   前記外側電極の内部にある内側電極と、
   前記外側電極と前記内側電極に電気的に連結される電源であって、前記レーザーゲイン媒体を通って、前記外側電極と前記内側電極との間に電気アークを生成するように構成される電源とを備え、
   前記電気アークは、前記外側電極の内面に沿って進み前記外側電極の端部まで到達し、結果として前記プラズマピンチを生成する、装置。
2. 前記内部に前記レーザーゲイン媒体を供給するように構成されたガス供給源を更に含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記外側電極を取り囲む真空チャンバと、
   前記真空チャンバ内に真空を生成するように構成された真空源と
   を更に含む、請求項１に記載の装置。
4. 前記内側電極は前記内部の中心に配置され、
   前記プラズマピンチは、前記内側電極と前記外側電極の前記端部を通る開口部との間の前記内部の中心に生成される、請求項１に記載の装置。
5. 前記レーザーは前記内側電極に近接し、前記開口部に向かって前記コヒーレント光を伝送するように構成される、請求項４に記載の装置。
6. 前記内側電極に近接し、前記レーザーに光学的に連結されている第１の部分反射鏡と、
   前記開口部に近接し、前記コヒーレント光を前記プラズマピンチを通って前記第１の部分反射鏡へ反射させるように構成された第２の部分反射鏡と
   を更に備える請求項５に記載の装置。
7. レーザーゲイン媒体を含む少なくとも１つのガスのプラズマピンチを生成すること、及び
   前記プラズマピンチ内に圧縮された前記レーザーゲイン媒体を利用してコヒーレント光を増幅するため、前記プラズマピンチを通って前記コヒーレント光を伝送すること
   を含み、
   前記プラズマピンチを生成することは、
   前記レーザーゲイン媒体を通って、中空円筒の形態にある外側電極と前記外側電極の内部にある内側電極との間に電気アークを生成することを更に含み、前記電気アークは、前記外側電極の内面に沿って進み前記外側電極の端部に到達し、結果として前記プラズマピンチを生成する、方法。
8. 前記レーザーゲイン媒体を前記外側電極の前記内部へ供給することを更に含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記外側電極を取り囲む真空チャンバ内に真空を生成することを更に含む、請求項７に記載の方法。
10. 前記内側電極は前記内部の中心に配置され、
    前記プラズマピンチを生成することは更に、
    前記内側電極と前記外側電極の前記端部を通る開口部との間の前記内部の中心に前記プラズマピンチを生成することを含む、請求項７に記載の方法。
11. 前記コヒーレント光を伝送することは更に、
    レーザーを利用して前記開口部へ向けて前記コヒーレント光を伝送することを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記内側電極に近接する第１の部分反射鏡を、前記レーザーに光学的に連結すること、及び、
    前記開口部に近接する第２の部分反射鏡を利用して、前記コヒーレント光を前記プラズマピンチを通って前記第１の部分反射鏡へ反射させること
    を更に含む、請求項１１に記載の方法。
13. 開口部を備える端部を有する中空円筒の形態にある外側電極と、
    前記外側電極の内部の中心に配置される中空円筒の形態にある内側電極と、
    前記内部にレーザーゲイン媒体を提供するように構成された少なくとも１つのガス供給源と、
    前記外側電極と前記内側電極に電気的に連結され、前記外側電極と前記内側電極との間に電気アークを生成するように構成される電源であって、前記電気アークは、前記外側電極の内面に沿って進み前記開口部へ到達し、結果として前記内側電極と前記開口部との間にプラズマピンチを生成する電源と、
    前記プラズマピンチ内で圧縮された前記レーザーゲイン媒体を利用してコヒーレント光を増幅するため、前記プラズマピンチを通って前記コヒーレント光を伝送するように構成されたレーザーと
    を備える装置。
14. 前記外側電極を取り囲む真空チャンバと、
    前記真空チャンバ内に真空を生成するように構成された真空源と
    を更に含む、請求項１３に記載の装置。
15. 前記レーザーは前記内側電極内に配置される、請求項１３に記載の装置。
16. 前記電源は、前記内側電極に対して、前記外側電極上に正の電圧を生成するように構成されている、請求項１３に記載の装置。

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