JP2023054443A - 発光封体及び光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寿命が向上された発光封体及び光源装置を提供する。
【解決手段】発光封体は、内部空間に発光ガスを収容する筐体と、筐体に設けられ、発光ガス中に発生したプラズマを維持するためのレーザ光である第１光が入射する第１窓部と、筐体に設けられ、プラズマからの光である第２光Ｌ２が出射する第２窓部３０と、を備える。第２窓部３０は、ダイヤモンドを含む材料からなる第２窓部材３１を有する。第２窓部材３１における少なくとも内部空間Ｓ１側の表面上には、無機材料からなる保護層８０が形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、発光封体及び光源装置に関する。

関連する技術として、例えば特許文献１に記載されたレーザ励起光源がある。レーザ励起光源では、発光ガス中に発生したプラズマがレーザ光の照射により維持され、プラズマからの光が出力光として出力される。

米国特許第７４３５９８２号公報

上述したようなレーザ励起光源において、窓部材をダイヤモンドにより形成することが考えられる。本発明者らは、そのようなレーザ励起光源を駆動し続けると、駆動条件によっては、窓部材が不透明化してしまう現象が発生することを見出した。レーザ励起光源の寿命の向上のためには、このような現象の発生を抑制することが求められる。

そこで、本発明は、寿命が向上された発光封体及び光源装置を提供することを目的とする。

本発明の発光封体は、内部空間に発光ガスを収容する筐体と、筐体に設けられ、発光ガス中に発生したプラズマを維持するためのレーザ光である第１光が入射する第１窓部と、筐体に設けられ、プラズマからの光である第２光が出射する第２窓部と、を備え、第１窓部及び第２窓部の少なくとも一方は、ダイヤモンドを含む材料からなる窓部材を有し、窓部材における少なくとも内部空間側の表面上には、無機材料からなる保護層が形成されている。

この発光封体では、第１窓部及び第２窓部の少なくとも一方の窓部材が、ダイヤモンドを含む材料からなる。この場合、上述した窓部材が不透明化してしまう現象（不透明化現象）が発生する可能性がある。この点、この発光封体では、窓部材における少なくとも内部空間側の表面上に、無機材料からなる保護層が形成されている。これにより、不透明化現象の発生を抑制することができ、発光封体の寿命を向上することができる。

保護層は、複数の層を含んでいてもよい。この場合、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

保護層は、紫外光に対する透過率がダイヤモンドよりも低い材料を含んでいてもよい。この場合、紫外光の影響により窓部材が不透明化してしまうことを抑制することができ、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

保護層は、紫外光に対する透過率がダイヤモンドよりも高い材料を含んでいてもよい。この場合、紫外光を含む第１光又は第２光を窓部から入射又は出射することができる。

保護層は、ＡＬＤ層を含んでいてもよい。この場合、ＡＬＤ層は均一且つ緻密な層であるため、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

保護層は、第１材料からなる第１ＡＬＤ層と、第１材料とは異なる第２材料からなる第２ＡＬＤ層と、を含んでいてもよい。この場合、保護層が複数の層を含むことで、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。また、ＡＬＤ層が均一且つ緻密な層であることによっても、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

保護層は、Ａｌ_２Ｏ_３からなる層を含んでいてもよい。この場合、Ａｌ_２Ｏ_３の紫外光に対する透過率はダイヤモンドよりも高いため、紫外光を含む第１光又は第２光を窓部から入射又は出射することができる。

保護層は、ＳｉＯ_２からなる層を含んでいてもよい。この場合、ＳｉＯ_２の紫外光に対する透過率はダイヤモンドよりも高いため、紫外光を含む第１光又は第２光を窓部から入射又は出射することができる。

保護層は、ＴｉＯ_２からなる層を含んでいてもよい。この場合、ＴｉＯ_２の紫外光に対する透過率はダイヤモンドよりも低いため、紫外光の影響により窓部材が不透明化してしまうことを抑制することができ、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

保護層は、Ａｌ_２Ｏ_３からなる層からなっていてもよい。この場合、紫外光を含む第１光又は第２光を窓部から入射又は出射することができる。

保護層は、Ａｌ_２Ｏ_３からなる第１層と、ＳｉＯ_２からなる第２層と、を含んでいてもよい。この場合、保護層が複数の層を含むことで、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。また、紫外光を含む第１光又は第２光を窓部から入射又は出射することができる。

保護層は、Ａｌ_２Ｏ_３からなる第１層と、ＴｉＯ_２からなる第２層と、を含んでいてもよい。この場合、保護層が複数の層を含むことで、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。また、紫外光の影響により窓部材が不透明化してしまうことを抑制することができ、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

保護層は、１又は複数のＡＬＤ層からなってもよい。この場合、ＡＬＤ層は均一且つ緻密な層であるため、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

筐体は、金属材料により形成されていてもよい。この場合、発光ガスの封入圧力を高めることができ、第２窓部から出射される第２光の強度を増加させることができる。

窓部材は、金属材料により形成された枠部材に固定されており、枠部材を介して筐体に固定されており、保護層は、窓部材上から枠部材上に至るように形成されていてもよい。この場合、枠部材から不純ガスが放出されることを抑制することができ、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

窓部材は、接合材により枠部材に固定されており、保護層は、接合材を覆っていてもよい。この場合、接合材から異物が放出されることを抑制することができる。

筐体における発光ガスの封入圧力は、３ＭＰａ以上であってもよい。この場合、第２窓部から出射される第２光の強度を増加させることができる一方で、不透明化現象が発生しやすくなるが、この発光封体によれば、そのような場合でも、不透明化現象の発生を抑制することができる。

本発明の光源装置は、上記発光封体と、第１光を第１窓部に入射させる光導入部と、を備える。この光源装置によれば、上述した理由により、寿命を向上することができる。

本発明によれば、寿命が向上された発光封体及び光源装置を提供することが可能となる。

第１実施形態に係る発光封体の斜視図である。 図１のII－II線に沿っての断面図である。 図１のIII－III線に沿っての断面図である。 第２窓部材及び第２枠部材の拡大図である。 保護層の構成を示す断面図である。 （ａ）は動作開始直後の第１サンプルを示す写真であり、（ｂ）は３２７時間経過後の第１サンプルを示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、動作開始直後の第２サンプルを示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、１６８時間経過後の第２サンプルを示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、５００時間経過後の第２サンプルを示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、１０５１時間経過後の第２サンプルを示す写真である。 （ａ）は、動作開始直後の第２サンプルを示す写真であり、（ｂ）は、６７０時間経過後の第２サンプルを示す写真である。 （ａ）は、１つのＡＬＤ層からなる保護層の例を示す断面図であり、（ｂ）は、第１ＡＬＤ層及び第２ＡＬＤ層からなる保護層の例を示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、動作開始直後の第３サンプルを示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、１６８時間経過後の第３サンプルを示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、５００時間経過後の第３サンプルを示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、１０００時間経過後の第３サンプルを示す写真である。 第１窓部材の近傍の拡大図である。 （ａ）及び（ｂ）は、窓部材上に異物が発生している例を示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、窓部材上に異物が発生している別の例を示す写真であり、（ａ）は動作開始直後の状態を示し、（ｂ）は４６時間経過後の状態を示している。 （ａ）は、動作開始直後の第４サンプルを示す写真であり、（ｂ）は、１４７時間経過後の第４サンプルを示す写真であり、（ｃ）は、７１２時間経過後の第４サンプルを示す写真である。 （ａ）は、動作開始直後の第５サンプルを示す写真であり、（ｂ）は、１４７時間経過後の第５サンプルを示す写真であり、（ｃ）は、７１２時間経過後の第５サンプルを示す写真である。 （ａ）は、動作開始直後の第６サンプルを示す写真であり、（ｂ）は、１６８時間経過後の第６サンプルを示す写真である。 （ａ）は、５０４時間経過後の第６サンプルを示す写真であり、（ｂ）は、１０５１時間経過後の第６サンプルを示す写真である。 （ａ）は、動作開始直後の第７サンプルを示す写真であり、（ｂ）は、１６８時間経過後の第７サンプルを示す写真である。 （ａ）は、５０４時間経過後の第７サンプルを示す写真であり、（ｂ）は、１０５１時間経過後の第７サンプルを示す写真である。 （ａ）は、動作開始直後の第８サンプルを示す写真であり、（ｂ）は、１６８時間経過後の第８サンプルを示す写真である。 （ａ）は、５０４時間経過後の第８サンプルを示す写真であり、（ｂ）は、１０５１時間経過後の第８サンプルを示す写真である。 封入管の第２端部の近傍の断面図である。 第２実施形態に係る発光封体の断面図である。 ゲッタ部の平面図である。 （ａ）は、ゲッタ部の正面図であり、（ｂ）は、ゲッタ部の側面図である。 第２実施形態に係る発光封体の別の断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、電極上に異物が発生している例を示す写真である。 （ａ）は、動作開始直後の第９サンプルを示す写真であり、（ｂ）は、２６０時間経過後の第９サンプルを示す写真であり、（ｃ）は、６７０時間経過後の第９サンプルを示す写真である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、動作開始直前の第１０サンプルを示す写真である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、動作開始直後の第１０サンプルを示す写真である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、１６５時間経過後の第１０サンプルを示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、動作開始直前の第１１サンプルを示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、動作開始直後の第１１サンプルを示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、１６５時間経過後の第１１サンプルを示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、動作開始直前の第１２サンプルを示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、動作開始直後の第１２サンプルを示す写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、１６５時間経過後の第１２サンプルを示す写真である。 （ａ）は、動作開始直後の第１３サンプルを示す写真であり、（ｂ）は、２６２時間経過後の第１３サンプルを示す写真である。 第５変形例に係る発光封体の断面図である。 第６変形例に係る発光封体の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］
［レーザ励起光源］

図１～図３に示されるように、発光封体１は、筐体１０を備えている。筐体１０には、発光ガスＧＳが封入されている。発光ガスＧＳは、例えばキセノンであり、この例では放電ガスである。発光封体１は、例えば、レーザ光である第１光Ｌ１を出力するレーザ光源と共にレーザ励起光源（光源装置）を構成する。レーザ励起光源では、発光ガスＧＳ中にプラズマが発生させられる。プラズマを維持するためのレーザ光である第１光Ｌ１が発光封体１に入射し、プラズマからの光である第２光Ｌ２が発光封体１から出力光として出射する。第１光は、例えば、近赤外域の光であり、例えば８００ｎｍ～１１００ｎｍ程度の波長を有する。第２光Ｌ２は、例えば、紫外域から中赤外域の光であり、例えば２２０ｎｍ～２０μｍ程度の波長を有する。

レーザ励起光源は、例えば、発光封体１及び上述したレーザ光源に加えてミラー及び光学系等を更に備えており、これらの要素がケース内に収容されて構成されている。レーザ光源は、例えばレーザダイオードである。ミラーは、レーザ光源からの第１光Ｌ１を光学系に向けて反射する。光学系は、一又は複数のレンズを含んで構成される。光学系は、ミラーからの第１光Ｌ１を集光しつつ発光封体１へ導光する。レーザ光源、ミラー及び光学系は、第１光Ｌ１を後述する第１窓部２０から筐体１０内に入射させる光導入部を構成する。或いは、レーザ励起光源自身にはレーザ光源を備えていなくてもよい。例えば、レーザ励起光源は、自身のレーザ光源に代えて、外部に配置されたレーザ光源からの光をミラーへ導光する光ファイバを備えていてもよい。この場合、光ファイバ、ミラー及び光学系により、第１光Ｌ１を第１窓部２０から筐体１０内に入射させる光導入部が構成される。
［発光封体］

発光封体１は、筐体１０に加えて、第１窓部２０と、２つの第２窓部３０と、第１電極４０と、第２電極５０と、を更に備えている。

筐体１０は、筐体本体１１を有している。筐体本体１１は、金属材料により略箱状に形成され、発光ガスＧＳを収容している。より具体的には、筐体本体１１内には、密閉された内部空間Ｓ１が形成されており、内部空間Ｓ１が発光ガスＧＳで満たされている。筐体本体１１を構成する金属材料の例としては、ステンレス鋼が挙げられる。この場合、筐体本体１１は、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２に対して遮光性を有する。すなわち、筐体本体１１は、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２を透過させない遮光性材料により形成されている。

筐体本体１１には、第１開口１２と、２つの第２開口１３と、が形成されている。第１開口１２には、第１光Ｌ１が第１光軸Ａ１に沿って入射する。第１開口１２は、例えば、第１光軸Ａ１に平行な方向（以下、Ｚ方向ともいう）から見た場合に、円形状に形成されている。この例では、第１光軸Ａ１は、Ｚ方向から見た場合に、第１開口１２の中心を通っている。第１開口１２は、内側部分１２ａと、中間部分１２ｂと、外側部分１２ｃと、を含んでいる。内側部分１２ａは、内部空間Ｓ１に開口している。外側部分１２ｃは、筐体本体１１の外部に開口している。中間部分１２ｂは、内側部分１２ａ及び外側部分１２ｃに接続されている。内側部分１２ａ、中間部分１２ｂ及び外側部分１２ｃの各々は、例えば円筒形状を有している。軸方向から見た場合に、中間部分１２ｂの外形は、内側部分１２ａの外形よりも大きく、外側部分１２ｃの外形は、中間部分１２ｂの外形よりも大きい。軸方向から見た場合における或る要素の「外形」とは、当該要素が円形状である場合には直径を意味し、当該要素が非円形状である場合には最大長さを意味する。

各第２開口１３からは、第２光Ｌ２が第２光軸Ａ２に沿って出射する。各第２開口１３は、例えば、第２光軸Ａ２に平行な方向（以下、Ｙ方向ともいう）から見た場合に、円形状に形成されている。この例では、第２光軸Ａ２は、Ｙ方向から見た場合に、第２開口１３の中心を通っている。各第２開口１３は、内側部分１３ａと、中間部分１３ｂと、外側部分１３ｃと、を含んでいる。内側部分１３ａは、内部空間Ｓ１に開口している。外側部分１３ｃは、筐体本体１１の外部に開口している。中間部分１３ｂは、内側部分１３ａ及び外側部分１３ｃに接続されている。内側部分１３ａ、中間部分１３ｂ及び外側部分１３ｃの各々は、例えば円筒形状を有している。軸方向から見た場合に、中間部分１３ｂの外形は、内側部分１３ａの外形よりも大きく、外側部分１３ｃの外形は、中間部分１３ｂの外形よりも大きい。

第１光軸Ａ１は、内部空間Ｓ１内において第２光軸Ａ２と交わっている。すなわち、第１開口１２及び第２開口１３は、第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２とが互いに交わるように配置されている。第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との交点Ｃは、内部空間Ｓ１内に位置している。この例では、第１光軸Ａ１は、第２光軸Ａ２と垂直に交わっているが、第１光軸Ａ１は、直角以外の角度で第２光軸Ａ２と交わっていてもよい。第１光軸Ａ１は、第２光軸Ａ２と平行ではない。第１光軸Ａ１は、第２開口１３を通っておらず、第２光軸Ａ２は、第１開口１２を通っていない。

第１窓部２０は、第１開口１２を気密に封止している。第１窓部２０は、第１窓部材２１を有している。第１窓部材２１は、例えば、第１光Ｌ１を透過させる透光性材料により、円形平板状に形成されている。この例では、第１窓部材２１は、サファイアにより形成されており、５μｍ以下の波長の光を透過させる。第１窓部材２１は、第１開口１２において第１光Ｌ１を透過させる。

第１窓部材２１は、第１枠部材６１に固定されており、第１枠部材６１を介して筐体本体１１に固定されている。以下、第１枠部材６１は筐体１０の一部であるとみなして説明する。この場合、筐体１０は、上述した筐体本体１１に加えて第１枠部材６１を有する。ただし、第１枠部材６１は第１窓部２０の一部であるとみなすこともできる。この場合、筐体１０は筐体本体１１のみからなる。

第１枠部材６１は、例えば、コバール金属等の金属材料により枠状に形成されている。第１枠部材６１は、全体として略円筒状に形成されている。第１枠部材６１は、円筒状の第１部分６２と、第１部分６２と一体的に形成された円筒状の第２部分６３と、を有している。第２部分６３の外形は、第１部分６２の外形よりも大きい。第１窓部材２１は、第１部分６２内に配置されて第１枠部材６１に固定されている。第１窓部材２１の第１枠部材６１への固定態様の詳細については後述する。

第２部分６３の外面には、径方向における外側に向けて突出した円形リング状のフランジ部６３ａが形成されている。第１枠部材６１は、フランジ部６３ａが第１開口１２の中間部分１２ｂ内に配置された状態で、筐体本体１１に固定されている。この状態においては、第１枠部材６１の第１部分６２の一部が第１開口１２から突出している。第１窓部材２１は、第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との交点Ｃと向かい合うように配置されている。第１枠部材６１は、例えば、レーザ溶接によりフランジ部６３ａにおいて筐体本体１１に気密に固定されている。

各第２窓部３０は、第２開口１３を気密に封止している。各第２窓部３０は、第２窓部材３１を有している。第２窓部材３１は、例えば、第２光Ｌ２を透過させる透光性材料により、円形平板状に形成されている。この例では、第２窓部材３１は、ダイヤモンドにより形成されており、２０μｍ以下の波長の光を透過させる。第２窓部材３１は、第２開口１３において第２光Ｌ２を透過させる。

第２窓部材３１は、第２枠部材７１に固定されており、第２枠部材７１を介して筐体本体１１に固定されている。以下、第２枠部材７１は筐体１０の一部であるとみなして説明する。この場合、筐体１０は、上述した筐体本体１１及び第１枠部材６１に加えて、第２枠部材７１を有する。ただし、第２枠部材７１は第２窓部３０の一部であるとみなすこともできる。この場合、筐体１０は筐体本体１１のみからなる。

第２枠部材７１は、例えば、コバール金属等の金属材料により枠状に形成されている。第２枠部材７１は、全体として略円筒状に形成されている。第２枠部材７１は、円筒状の第１部分７２と、第１部分７２と一体的に形成された円筒状の第２部分７３と、を有している。第２部分７３の外形は、第１部分７２の外形よりも大きい。第２窓部材３１は、第１部分７２内に配置されて第２枠部材７１に固定されている。第２窓部材３１の第２枠部材７１への固定態様の詳細については後述する。

第２部分７３の外面には、径方向における外側に向けて突出した円形リング状のフランジ部７３ａが形成されている。第２枠部材７１は、フランジ部７３ａが第２開口１３の中間部分１３ｂ内に配置された状態で、筐体１０に固定されている。この状態においては、第２枠部材７１の第１部分７２の一部が第２開口１３から突出している。第２窓部材３１は、第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との交点Ｃと向かい合うように配置されている。第２枠部材７１は、例えば、レーザ溶接によりフランジ部７３ａにおいて筐体本体１１に気密に固定されている。

第１電極４０は、Ｙ方向及びＺ方向の双方に垂直なＸ方向に沿って延在している。第１電極４０は、第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との交点Ｃを挟んで第２電極５０と向かい合っている。Ｘ方向において、交点Ｃと第１電極４０の先端との間の距離は、交点Ｃと第２電極５０の先端との間の距離に等しい。第１電極４０は、例えばタングステン等の金属材料により形成されている。第１電極４０は、全体として略棒状に形成されている。第１電極４０は、基端側の第１支持部４１と、第１支持部４１よりも第２電極５０の近くの先端側に位置する第１放電部４２と、を有している。第１電極４０は、第１支持部４１において絶縁部材３を介して筐体本体１１に固定されており、筐体１０から電気的に分離されている。第１放電部４２は、第１支持部４１よりも小径で、かつ尖頭形状を有している。第１放電部４２は、筐体１０内（内部空間Ｓ１内）に配置されている。

絶縁部材３は、本体部３ａと、筒状部３ｂと、を有している。絶縁部材３は、例えばアルミナ（酸化アルミニウム）又はセラミック等の絶縁性材料により形成されている。本体部３ａは、例えば円柱状に形成され、第１電極４０の第１支持部４１を保持している。筒状部３ｂは、本体部３ａからＸ方向に沿って延在するように円筒状に形成されており、第１放電部４２における第１支持部４１側（基端側）の一部を囲んでいる。筐体本体１１には第３開口１４が形成されており、筒状部３ｂは第３開口１４内に配置されている。絶縁部材３は、金属製の接続部材４を介して筐体本体１１に気密に固定されている。

第２電極５０は、Ｘ方向に沿って延在している。第２電極５０は、第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との交点Ｃを挟んで第１電極４０と向かい合っている。第２電極５０は、例えばタングステン等の金属材料により形成されている。第２電極５０は、全体として、第１電極４０よりも径の太い略棒状に形成されている。第２電極５０は、基端側の第２支持部５１と、第２支持部５１よりも第１電極４０の近くの先端側に位置する第２放電部５２と、を有している。第２電極５０は、第２支持部５１において筐体本体１１に固定されており、筐体１０に電気的に接続されている。より具体的には、筐体本体１１には第４開口１５が形成されており、第２支持部５１は第４開口１５内に配置されている。第２放電部５２は、第２支持部５１よりも小径で、かつ尖頭形状を有している。第２放電部５２は、筐体１０内（内部空間Ｓ１内）に配置されている。

筐体本体１１には、封入孔１６が形成されている。封入孔１６は、発光封体１の製造時に内部空間Ｓ１に発光ガスＧＳを封入するために用いられる。また、封入孔１６は、発光封体１の製造時に内部空間Ｓ１から気体（残存する空気や構成材料から放出されるガス等の不純ガス）を外部に排出するための排気孔としても機能する。封入孔１６には、封入管１７が接続されている。封入管１７は、例えば、銅等の金属材料により円筒状に形成されており、第１端部１７ａ及び第２端部１７ｂを有している。第１端部１７ａは封入孔１６内に配置されており、封入管１７は、第１端部１７ａにおいて内部空間Ｓ１に接続されている。第２端部１７ｂは、潰されることにより封止されている。当該封止部分の詳細については後述する。

発光封体１では、筐体１０、第１窓部２０及び第２窓部３０によって内部空間Ｓ１が画定されている。発光封体１では、第１電極４０、第２電極５０、絶縁部材３、接続部材４及び封入管１７によっても、内部空間Ｓ１が画定されている。内部空間Ｓ１の全体は、発光ガスＧＳによって満たされている。すなわち、内部空間Ｓ１には、発光ガスＧＳが充填されている。発光ガスＧＳの封入圧力（最大封入圧力）は、例えば３ＭＰａ（３０気圧）以上であるが、５ＭＰａ（５０気圧）以上であってもよい。発光封体１は、１６ＭＰａ以上の内圧に耐えることができる。
[動作例]

レーザ励起光源では、ケース内に配置された電圧印加回路により、第２電極５０を接地電位として、第１電極４０に負の電圧パルスが印加される。これにより、第１電極４０から第２電極５０に向けて電子が放出される。その結果、アーク放電が発生し、第１電極４０と第２電極５０との間に（交点Ｃに）プラズマが発生する。このプラズマに、レーザ光源（光導入部）からの第１光Ｌ１が、第１窓部材２１を介して照射される。これにより、発生したプラズマが維持される。プラズマからの光である第２光Ｌ２は、出力光として、第２窓部材３１を介して外部に出射される。レーザ励起光源では、２つの第２窓部材３１から、Ｙ方向の両側に向けて第２光Ｌ２が出射される。なお、第１電極４０には、プラズマを発生させるためのトリガ電圧として、正の電圧パルスが印加されてもよい。この場合、第２電極５０から第１電極４０に向けて電子が放出される。
［第２窓部材の固定態様］

図４に示されるように、第２窓部３０の第２窓部材３１は、円形平板状に形成されており、第１主面３１ａ、第２主面３１ｂ及び側面３１ｃを有している。第１主面３１ａは、第２光Ｌ２が入射する光入射面であり、内部空間Ｓ１側（図４中の上側）の表面である。第２主面３１ｂは、第１主面３１ａとは反対側の表面であり、第２光Ｌ２が出射する光出射面である。この例では、第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂは、Ｙ方向に垂直な平坦面であり、側面３１ｃは、第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂに接続された円筒面である。

第２窓部材３１は、第２枠部材７１の第１部分７２内に配置されている。具体的には、第２枠部材７１内の空間は、第１部分７２内に形成された配置部７４と、第１部分７２内から第２部分７３内にわたって形成された中間部分７５と、第２部分７３内に形成された外側部分７６と、を有している。中間部分７５は、Ｙ方向における外側（内部空間Ｓ１とは反対側）（図４中の下側）に向かうにつれて外形が大きくなる円錐台形状を有している。外側部分７６は、中間部分７５よりも大きな外形を有する円筒状に形成されている。

配置部７４は、円筒状の大径部分７４ａと、大径部分７４ａと中間部分７５との間に配置された円筒状の小径部分７４ｂと、を有している。大径部分７４ａの外形は、小径部分７４ｂの外形よりも大きい。第２窓部材３１は、大径部分７４ａ及び小径部分７４ｂにわたって配置されている。第２窓部材３１の第２主面３１ｂの一部は、小径部分７４ｂの底面７４ｂ１に接触しており、第２窓部材３１の側面３１ｃの一部は、小径部分７４ｂの内側面７４ｂ２に接触している。

第２窓部材３１は、接合材３５により第２枠部材７１に固定されている。具体的には、接合材３５は、第２窓部材３１の側面３１ｃと第２枠部材７１の第１部分７２とを全周にわたって互いに接合している。この例では、接合材３５は、大径部分７４ａに配置されており、側面３１ｃ、並びに大径部分７４ａの底面７４ａ１及び内側面７４ａ２に接触している。接合材３５は、例えば金属ロウ材であり、より具体的にはチタンがドープされた銀ロウである。チタンがドープされた銀ロウとは、例えば銀が７０％、銅が２８％、Ｔｉが２％という組成で構成されたロウ材であり、例えば東京ブレイズ株式会社のＴＢ－６０８Ｔである。

第２窓部材３１の第１主面３１ａ上には、保護層８０が形成されている。この例では、保護層８０は、第２窓部材３１、第２枠部材７１及び接合材３５における外部に露出した表面の全体を覆うように、一体的に形成されている。図４では、保護層８０が形成された領域が二点鎖線で示されている。すなわち、保護層８０は、第２窓部材３１上から第２枠部材７１上に至るように形成されており、接合材３５を覆っている。保護層８０は、第２枠部材７１の表面における、第２窓部材３１及び接合材３５との接触部分以外の全面を覆うように形成されている。

図５に示されるように、保護層８０は、複数（この例では２つ）の第１層８１と、複数（この例では２つ）の第２層８２と、を含んでいる。複数の第１層８１及び複数の第２層８２は、第２窓部材３１の第１主面３１ａ上に交互に積層されている。この例では、第１層８１が第１主面３１ａに接触しており、第２層８２が外部に露出している。

保護層８０は、無機材料からなり、第２光Ｌ２の少なくとも一部を透過させる。一例として、第１層８１は、Ａｌ_２Ｏ_３（第１材料）からなるＡＬＤ層（第１ＡＬＤ層）であり、第２層８２は、ＴｉＯ_２（第２材料）からなるＡＬＤ層（第２ＡＬＤ層）である。ＡＬＤ層は、原子層堆積法（ＡＬＤ：Atomic layer deposition)により形成された層である。Ａｌ_２Ｏ_３の紫外光に対する透過率は、ダイヤモンドの紫外光に対する透過率よりも高い。ＴｉＯ_２の紫外光に対する透過率は、ダイヤモンドの紫外光に対する透過率よりも低い。そのため、この例では、第２光Ｌ２に含まれる紫外光の大部分が第２層８２により吸収される。保護層８０は、例えば０．１μｍ程度の厚さを有する。

図６～図１０を参照しつつ、保護層８０による不透明化現象の抑制について説明する。窓部材がダイヤモンドにより形成されている場合において、レーザ励起光源を駆動し続けると、駆動条件によっては、窓部材が不透明化してしまう現象（不透明化現象）が発生し得る。

図６（ａ）は動作開始直後の第１サンプルを示す写真であり、図６（ｂ）は３２７時間経過後の第１サンプルを示す写真である。第１サンプルは、発光封体１において保護層８０が形成されていない構成に相当する。図６（ａ）及び図６（ｂ）の左側の写真では第２窓部材３１に焦点が合わされており、図６（ａ）及び図６（ｂ）の右側の写真では第１電極４０及び第２電極５０に焦点が合わされている。図６（ａ）及び図６（ｂ）では、第２窓部材３１を介して第１電極４０及び第２電極５０が撮影されている。この点は、後述する図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の右側の写真、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）、図１５（ｂ）並びに図１６（ｂ）についても同様である。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示されるように、動作開始直後には第２窓部材３１を介して第１電極４０及び第２電極５０を視認可能であったが、３２７時間経過後には第２窓部材３１における可視光の透過率が低下し、第２窓部材３１を介して第１電極４０及び第２電極５０を視認することができなかった。３２７時間経過後には、第２窓部材３１の色が白に変化し、第２窓部材３１が不透明化していた。

このような不透明化現象は、以下の要因の少なくとも１つにより発生し得ると考えられる。まず、筐体１０内の内部空間Ｓ１に存在する不純ガス（発光ガスＧＳ以外のガスであって、例えば酸素等）によって第２窓部材３１がクレータ状に削られることが考えられる。他の要因として、プラズマからの光である第２光Ｌ２に含まれる紫外光の影響が考えられる。更に他の要因として、駆動中に発光封体１の温度が上昇することが考えられる。駆動中には、レーザ光の照射及びプラズマからの輻射熱により、発光封体１の温度が上昇する。

図７～図１０は、それぞれ、動作開始直後、１６８時間経過後、５００時間経過後、１０５１時間経過後の第２サンプルを示す写真である。第２サンプルは、発光封体１に対応する。図７（ａ）では第２窓部材３１に焦点が合わされており、図７（ｂ）では第１電極４０及び第２電極５０に焦点が合わされている。この点は図８～図１０についても同様である。図１１（ａ）は、動作開始直後の第２サンプルを示す写真であり、図１１（ｂ）は、６７０時間経過後の第２サンプルを示す写真である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の左側の写真では第２窓部材３１に焦点が合わされており、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の右側の写真では第１電極４０及び第２電極５０に焦点が合わされている。

図７～図１１に示されるように、第２サンプルでは、駆動開始から１０５１時間が経過しても、不透明化現象が発生しなかった。これらの結果から、保護層８０を形成することにより不透明化現象の発生を抑制可能であることが分かる。

以上説明したように、発光封体１では、第２光Ｌ２が出射する第２窓部３０の第２窓部材３１が、ダイヤモンドを含む材料からなる。この場合、上述した第２窓部材３１が不透明化してしまう現象（不透明化現象）が発生する可能性がある。この点、発光封体１では、第２窓部材３１の第１主面３１ａ（内部空間Ｓ１側の表面）上に、無機材料からなり、第２光Ｌ２の少なくとも一部を透過させる保護層８０が形成されている。これにより、例えば、筐体１０内の内部空間Ｓ１に存在する不純ガスが第２窓部材３１に接触することを抑制することができる。その結果、不透明化現象の発生を抑制することができ、発光封体１の寿命を向上することができる。

保護層８０が、複数の層を含んでいる。これにより、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

保護層８０が、紫外光に対する透過率がダイヤモンドよりも低い材料（ＴｉＯ_２）を含んでいる。これにより、紫外光の影響により第２窓部材３１が不透明化してしまうことを抑制することができ、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

保護層８０が、ＡＬＤ層を含んでいる。これにより、ＡＬＤ層は均一且つ緻密な層であるため、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

保護層８０が、第１材料からなる第１ＡＬＤ層（第１層８１）と、第１材料とは異なる第２材料からなる第２ＡＬＤ層（第２層８２）と、を含んでいる。これにより、保護層８０が複数の層を含むことで、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。また、ＡＬＤ層が均一且つ緻密な層であることによっても、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。また、ＡＬＤ層には層形成時に一定の確率で孔が形成され得るが、互いに異なる材料からなる第１ＡＬＤ層及び第２ＡＬＤ層が含まれていることで、第１ＡＬＤ層と第２ＡＬＤ層との間で孔の位置を異ならせることができる。その結果、筐体１０内の内部空間Ｓ１に存在する不純ガスが孔を介して第２窓部材３１に接触する事態の発生を抑制することができる。

この点について図１２を参照しつつ更に説明する。図１２（ａ）は、１つのＡＬＤ層８３のみからなる保護層８０の例（第１変形例）を示す断面図である。ＡＬＤ層８３は、例えばＡｌ_２Ｏ_３からなる。第１変形例によっても、第１実施形態と同様に、不透明化現象の発生を抑制することができ、発光封体１の寿命を向上することができる。また、Ａｌ_２Ｏ_３の紫外光に対する透過率はダイヤモンドよりも高いため、紫外光を含む第２光Ｌ２を第２窓部３０から出射することができる。また、Ａｌ_２Ｏ_３からなる層は、ダイヤモンドからなる第２窓部材３１上に安定的に形成され得る。

一方、図１２（ａ）に示されるように、ＡＬＤ層８３には層形成時に一定の確率で孔（ピンホール）ＨＬが形成され得る。この場合、筐体１０内の内部空間Ｓ１に存在する不純ガスＧＲが孔ＨＬを介して第２窓部材３１に接触するおそれがある。対して、第１実施形態の発光封体１では、保護層８０が、互いに異なる材料からなる２つのＡＬＤ層（第１層８１及び第２層８２）を含んでいる。これにより、図１２（ｂ）に示されるように、第１層８１に形成される孔ＨＬ１の位置と、第２層８２に形成される孔ＨＬ２の位置とを異ならせることができる。その結果、不純ガスＧＲが孔ＨＬ１，ＨＬ２を介して第２窓部材３１に到達しにくくなり、不純ガスＧＲが第２窓部材３１に接触する事態の発生を抑制することができる。

保護層８０が、例えばＴｉＯ_２からなる層（第２層８２）を含んでいる。これにより、ＴｉＯ_２の紫外光に対する透過率はダイヤモンドよりも低いため、紫外光の影響により第２窓部材３１が不透明化してしまうことを抑制することができ、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

保護層８０が、Ａｌ_２Ｏ_３からなる第１層８１と、ＴｉＯ_２からなる第２層８２と、を含んでいる。これにより、保護層８０が複数の層を含むことで、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。また、紫外光の影響により第２窓部材３１が不透明化してしまうことを抑制することができ、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

筐体１０が、金属材料により形成されている。この場合、発光ガスＧＳの封入圧力を高めることができ、第２窓部３０から出射される第２光Ｌ２の強度を増加させることができる。また、この場合、内部空間Ｓ１に不純ガスが存在しやすくなり、不透明化現象が発生しやすくなる。すなわち、筐体１０には真空ベーキングにより高真空状態で発光ガスＧＳが封入されるが、駆動中に温度が上昇したり光が照射された場合、筐体１０から不純ガスが放出されることがある。例えば、筐体１０の表面に存在する凹凸に吸着されていた不純ガスが駆動中に放出され得る。筐体１０が切削により形成される場合、大きな凹凸が形成されやすい。また、筐体１０に吸蔵された不純ガスも放出され得る。この点、発光封体１によれば、内部空間Ｓ１に不純ガスが存在しやすい場合でも、不透明化現象の発生を抑制することができる。

保護層８０が、第２窓部材３１上から第２枠部材７１上に至るように形成されている。これにより、第２枠部材７１から不純ガスが放出されることを抑制することができ、不透明化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

保護層８０が、第２窓部材３１と第２枠部材７１とを接合する接合材３５を覆っている。これにより、接合材３５から異物が放出されることを抑制することができる。

筐体１０における発光ガスＧＳの封入圧力が、３ＭＰａ以上である。この場合、発光ガスＧＳ中に発生したプラズマの輝度を増加させることができ、それによって第２窓部３０から出射される第２光Ｌ２の強度を増加させることができる。例えば、封入圧力が３ＭＰａである場合、封入圧力が１ＭＰａである場合と比べて、第２光Ｌ２の強度が約５倍以上増加する。封入圧力が５ＭＰａである場合、封入圧力が１ＭＰａである場合と比べて、第２光Ｌ２の強度が約８倍増加する。一方、第２光Ｌ２の強度の増加によって、不透明化現象が発生しやすくなる。また、光出力の増加により駆動時の発光封体１の温度が上昇するため、不透明化現象が発生しやすくなる。また、封入圧力が増加した場合、内部空間Ｓ１に不純ガスが存在しやすくなることによっても、不透明化現象が発生しやすくなる。この点、発光封体１によれば、そのような場合でも、不透明化現象の発生を抑制することができる。

第２変形例として、第１実施形態において、第２層８２は、ＳｉＯ_２（第２材料）からなるＡＬＤ層（第２ＡＬＤ層）であってもよい。ＳｉＯ_２の紫外光に対する透過率は、ダイヤモンドの紫外光に対する透過率よりも高く、Ａｌ_２Ｏ_３の紫外光に対する透過率よりも低い。第２変形例によっても、第１実施形態と同様に、不透明化現象の発生を抑制することができ、発光封体１の寿命を向上することができる。

この点について図１３～図１６を参照しつつ説明する。図１３～図１６は、それぞれ、動作開始直後、１６８時間経過後、５００時間経過後、１０００時間経過後の第３サンプルを示す写真である。第３サンプルは、第２変形例に対応する。図１３（ａ）では第２窓部材３１に焦点が合わされており、図１３（ｂ）では第１電極４０及び第２電極５０に焦点が合わされている。この点は図１４～図１６についても同様である。図１３～図１６に示されるように、第３サンプルでは、駆動開始から１０００時間が経過しても、不透明化現象が発生しなかった。

また、第２変形例では、保護層８０が、紫外光に対する透過率がダイヤモンドよりも高い材料のみからなる。これにより、紫外光を含む第２光Ｌ２を第２窓部３０から出射することができる。

第１実施形態において、保護層８０は、第２窓部材３１の第１主面３１ａの少なくとも一部を覆っていればよく、例えば第１主面３１ａ上のみに形成されていてもよい。或いは、保護層８０は、第２窓部材３１、第２枠部材７１及び接合材３５における内部空間Ｓ１に露出した表面のみを覆うように形成されていてもよい。保護層８０は、第２光Ｌ２の少なくとも一部を透過可能であればよく、第１実施形態のように第２光Ｌ２の一部を透過させてもよいし、第２光Ｌ２の全部を透過させてもよい。第１実施形態では保護層８０がＡＬＤ層であったが、保護層８０は蒸着により形成された層であってもよい。例えば、保護層８０は、スパッタリング、化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）、イオンプレーティング、真空蒸着、抵抗加熱蒸着等により形成された層であってもよい。保護層８０を蒸着により形成する場合、保護層８０を任意の位置（領域）に形成することができる。第１実施形態では、第２窓部３０の第２窓部材３１がダイヤモンドを含む材料からなり、第２窓部材３１の第１主面３１ａ（内部空間Ｓ１側の表面）上に無機材料からなる保護層８０が形成されていたが、これに代えて又は加えて、第１窓部２０の第１窓部材２１がダイヤモンドを含む材料からなり、第１窓部材２１における少なくとも内部空間Ｓ１側の表面（後述する第２主面２１ｂ）上に無機材料からなる保護層８０が形成されていてもよい。この場合、第１窓部材２１における不透明化現象の発生を抑制することができ、発光封体１の寿命を一層向上することができる。
［第１窓部材の固定態様］

図１７に示されるように、第１窓部２０の第１窓部材２１は、円形平板状に形成されており、第１主面２１ａ、第２主面２１ｂ及び側面２１ｃを有している。第１主面２１ａは、第１光Ｌ１が入射する光入射面であり、内部空間Ｓ１とは反対側（図１７中の下側）の表面である。第２主面２１ｂは、第１主面２１ａとは反対側の表面であり、第１光Ｌ１が出射する光出射面である。この例では、第１主面２１ａ及び第２主面２１ｂは、Ｚ方向に垂直な平坦面であり、側面２１ｃは、第１主面２１ａ及び第２主面２１ｂに接続された円筒面である。

第１窓部材２１は、第１枠部材６１の第１部分６２内に配置されている。第１部分６２は、第１窓部材２１の側面２１ｃと向かい合う円筒状の壁部６５を有している。壁部６５の内面６５ａには、径方向の内側に向けて突出した円形リング状のフランジ部６６が形成されている。第１窓部材２１は、第１主面２１ａがフランジ部６６の第１表面６６ａと向かい合うと共に、側面２１ｃが壁部６５の内面６５ａと向かい合うように、第１枠部材６１の第１部分６２内に配置されている。Ｚ方向（第１主面２１ａに垂直な方向）における壁部６５の端面６５ｂは、第１窓部材２１（第２主面２１ｂ）よりも内部空間Ｓ１側（図１７中の上側）に位置している。

第１窓部材２１の側面２１ｃ上には、全面にわたってメタライズ層２６が形成されている。メタライズ層２６は、例えば、モリブデンマンガン（Ｍｏ－Ｍｎ）からなり、数百μｍ程度の厚さを有する。メタライズ層２６上には、メッキ層２７が形成されている。メッキ層２７は、例えば、ニッケルからなり、数μｍ程度の厚さを有する。メッキ層２７は、メタライズ層２６が露出しないように、メタライズ層２６における第１窓部材２１との接触部分以外の全面を覆っている。メッキ層２７は、メタライズ層２６の酸化を防止する酸化防止層としての機能を有する。

第１窓部材２１は、接合材２５により第１枠部材６１に接合されている。具体的には、接合材２５がメッキ層２７に接合されることにより、第１窓部材２１が第１枠部材６１に接合されている。接合材２５は、第１窓部材２１の側面２１ｃと第１枠部材６１の壁部６５とを全周にわたって互いに接合している。

接合材２５は、第１窓部材２１の第１主面２１ａと第１枠部材６１のフランジ部６６の第１表面６６ａとの間に入り込んでいる。接合材２５は、第１主面２１ａには馴染んでおらず、第１主面２１ａに局所的に接触はしているが、接合されていない。すなわち、接合材２５は、第１主面２１ａに非結合である状態で、第１主面２１ａとフランジ部６６との間に入り込んでいる。この例では、接合材２５は、フランジ部６６を回り込むように形成されており、フランジ部６６の第２表面６６ｂの一部を覆っている。第２表面６６ｂは、フランジ部６６における第１窓部材２１とは反対側の表面である。

接合材２５は、内部空間Ｓ１とは反対側（図１７中の下側）において、メタライズ層２６及びメッキ層２７が露出しないようにメタライズ層２６及びメッキ層２７を覆っている。すなわち、メタライズ層２６及びメッキ層２７における内部空間Ｓ１とは反対側の縁部は、接合材２５により覆われており、外部に露出していない。

接合材２５は、内部空間Ｓ１側（図１７中の上側）においても、メタライズ層２６及びメッキ層２７が露出しないようにメタライズ層２６及びメッキ層２７を覆っている。すなわち、メタライズ層２６及びメッキ層２７における内部空間Ｓ１側の縁部は、接合材２５により覆われており、外部（内部空間Ｓ１）に露出していない。また、接合材２５は、Ｚ方向における壁部６５の端面６５ｂに至るように設けられており、端面６５ｂの全面を覆っている。この例では、接合材２５は、端面６５ｂを超えて壁部６５の外面６５ｃに至っており、外面６５ｃの一部を覆っている。

接合材２５は、例えば金属ロウ材であり、より具体的には金銅ロウである。接合材２５は、例えば数百μｍ程度の厚さを有する。接合材２５は、例えば、金属ロウ材からなるワイヤを第１窓部材２１と第１枠部材６１との境界部分に配置し、当該ワイヤを約１０００℃でベーキングして溶融させることにより形成される。

図１８～図２３を参照しつつ、窓部材上に発生する異物の抑制について説明する。例えば銀ロウからなる接合材により窓部材が筐体に接合されている場合において、レーザ励起光源を駆動し続けると、窓部材上に異物が見られるようになることがある。窓部材上の異物は、窓部材上の汚れとなってレーザ光又は出射光の透過を阻害し得るため、その抑制が求められる。

図１８は、第１窓部材２１上に異物が発生している例を示す写真である。図１９は、第１窓部材２１上に異物が発生している別の例を示す写真であり、図１９（ａ）は動作開始直後の状態を示し、図１９（ｂ）は４６時間経過後の状態を示している。図１８及び図１９に示されるサンプルは、発光封体１において接合材２５として金銅ロウに代えて銀ロウが用いられた構成に相当する。

図１８では、異物が発生している箇所が符号Ｐで示されている。図１８に示されるような異物は、駆動開始後、比較的長時間が経過した後に発生する。この異物は、駆動により温度が上昇した場合に、接合材に含まれる銀ロウが第１窓部材２１の表面上を移動することで発生すると考えられる（染み出し現象）。染み出し現象は、光出力により銀ロウの接合面における原子の運動が激しくなり、原子が内圧に押されて少しずつ第１窓部材２１の表面を移動することで発生すると考えられる。

図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示されるように、動作開始直後には第１窓部材２１上に異物が発生していなかったが、４６時間経過後には第１窓部材２１上に異物が発生していた。図１９（ｂ）に示されるような異物は、駆動開始後、比較的短時間の間に発生する。この異物は、以下の要因の少なくとも１つにより発生し得ると考えられる。まず、プラズマからの光である第２光Ｌ２に含まれる紫外光の影響が考えられる。例えば、紫外光により大気中の酸素がオゾン化することで、接合材に含まれる銀ロウが短時間で酸化し得る。他の要因として、駆動中に発光封体１の温度が上昇することが考えられる。駆動中には、レーザ光の照射及びプラズマからの輻射熱により、発光封体１の温度が上昇する。

図２０（ａ）～図２０（ｃ）は、それぞれ、動作開始直後、１４７時間経過後、７１２時間経過後の第４サンプルを示す写真である。図２１（ａ）～図２１（ｃ）は、それぞれ、動作開始直後、１４７時間経過後、７１２時間経過後の第５サンプルを示す写真である。図２２（ａ）、図２２（ｂ）、図２３（ａ）、図２３（ｂ）は、それぞれ、動作開始直後１６８時間経過後、５０４時間経過後、１０５１時間経過後の第６サンプルを示す写真である。第４サンプル、第５サンプル及び第６サンプルは、発光封体１に対応する。上述したとおり、発光封体１では接合材２５として金銅ロウが用いられている。

図２０及び図２１に示されるように、第４サンプル及び第５サンプルでは、駆動開始から７１２時間が経過しても、第１窓部材２１上に異物が発生しなかった。図２２及び図２３に示されるように、第６サンプルでは、駆動開始から１０５１時間が経過しても、第１窓部材２１上に異物が発生しなかった。これらの結果から、接合材２５の材料として金を含む材料を用いることにより、第１窓部材２１上に異物が発生することを抑制可能であることが分かる。

以上説明したように、発光封体１では、第１窓部材２１が、金を含む材料からなる接合材２５により筐体１０に接合されている。これにより、接合材２５が銀ロウからなる場合と比べて、接合材２５に起因する異物が第１窓部材２１上に発生することを抑制することができる。これは、接合材２５の構成材料として銀ロウよりも高い融点を有する金を用いることで、駆動により温度が上昇した場合でも、接合材２５の構成材料が第１窓部材２１上を移動することを抑制することができ、その結果、染み出し現象の発生を抑制することができるためであると考えられる。また、金は銀よりも酸化されにくいため、接合材２５の構成材料が酸化されることを抑制することができるためであると考えられる。よって、発光封体１によれば、第１窓部材２１上に異物が発生することを抑制することができ、発光封体１の寿命を向上することができる。なお、接合材２５の構成材料に起因して第１窓部材２１上に異物が発生し得るとの知見は、本発明者らが見出したものである。

筐体１０（第１枠部材６１）が、第１窓部材２１の側面２１ｃと向かい合う壁部６５を有しており、接合材２５が、側面２１ｃと壁部６５とを互いに接合している。これにより、第１窓部材２１を筐体１０に確実に接合することができる。また、例えば第１窓部材２１が第１主面２１ａにおいて筐体１０に接合される場合と比べて、第１窓部材２１において光が透過する領域を広く確保することができる。

筐体１０が、壁部６５から突出したフランジ部６６を有しており、第１窓部材２１が、第１主面２１ａがフランジ部６６と向かい合うように配置されている。これにより、第１窓部材２１を筐体１０に確実に固定することができる。また、第１窓部材２１と筐体１０との接合部（メタライズ層２６）への不純ガスの接触を抑制することができ、不純ガスによる接合部の変質（例えば酸化）を抑制することができる。

接合材２５が、第１窓部材２１の第１主面２１ａとフランジ部６６との間に入り込んでいる。これにより、第１窓部材２１と筐体１０との接合部への不純ガスの接触を抑制することができ、不純ガスによる接合部の変質を抑制することができる。

接合材２５が、第１窓部材２１の第１主面２１ａに非結合である状態で、第１窓部材２１の第１主面２１ａとフランジ部６６との間に入り込んでいる。これにより、接合材２５が第１窓部材２１の第１主面２１ａに結合されていないため、第１窓部材２１とフランジ部６６との間の熱膨張率の差により生じる歪みを緩和することができる。

接合材２５が、フランジ部６６の第２表面６６ｂ（第１窓部材２１とは反対側の表面）の一部を覆っている。これにより、フランジ部６６の第２表面６６ｂから不純ガスが放出されることを抑制することができる。

接合材２５が、Ｚ方向（第１主面２１ａに垂直な方向）における壁部６５の端面６５ｂ上に至るように設けられている。これにより、壁部６５の端面６５ｂから不純ガスが放出されることを抑制することができる。すなわち、例えば端面６５ｂが金属加工面である場合、端面６５ｂには大きな凹凸が形成されやすく、凹凸に吸着されていた不純ガスが放出されやすい。この点、端面６５ｂの少なくとも一部を接合材２５によって覆うことにより、そのような不純ガスの放出を抑制することができる。

第１窓部材２１上にはメタライズ層２６が形成されており、メタライズ層２６上にはメッキ層２７が形成されており、接合材２５がメッキ層２７に接合されることにより、第１窓部材２１が筐体１０に接合されている。これにより、第１窓部材２１を筐体１０に確実に接合することができる。また、メタライズ層２６は高い反応性を有するが、メタライズ層２６上にメッキ層２７が形成されていることで、メタライズ層２６の変質（例えば酸化）を抑制することができる。

メッキ層２７が、メタライズ層２６が露出しないようにメタライズ層２６を覆っている。これにより、メタライズ層２６は高い反応性を有するが、メタライズ層２６上にメッキ層２７が形成されていることで、メタライズ層２６の変質を抑制することができる。

接合材２５が、内部空間Ｓ１側において、メタライズ層２６及びメッキ層２７が露出しないようにメタライズ層２６及びメッキ層２７を覆っている。これにより、メタライズ層２６の変質を一層抑制することができる。

接合材２５が、内部空間Ｓ１とは反対側において、メタライズ層２６及びメッキ層２７が露出しないようにメタライズ層２６及びメッキ層２７を覆っている。これにより、メタライズ層２６の変質を一層抑制することができる。

メタライズ層２６が、モリブデンマンガンからなる。これにより、モリブデンマンガンは接合材２５に含まれる金よりも高い融点を有するため、製造時（例えば接合材２５のベーキング時）にメタライズ層２６の構成材料が接合材２５中に拡散してしまうことを抑制することができる。

第１窓部材２１が、サファイアからなる。この場合、サファイアの紫外光に対する透過率は比較的高いため、紫外光を含む光を第１窓部材２１に入射させることができる。一方、上述したとおり、紫外光を含む光が第１窓部材２１に入射する場合、接合材２５の構成材料の酸化に起因して第１窓部材２１上に異物が発生しやすい。この点、発光封体１によれば、そのような場合でも、第１窓部材２１上に異物が発生することを抑制することができる。

接合材２５が、金銅ロウからなる。これにより、第１窓部材２１上に異物が発生することを確実に抑制することができる。

筐体１０が、第１開口１２において筐体本体１１に固定された第１枠部材６１を有し、第１窓部材２１が、接合材２５により第１枠部材６１に接合されている。これにより、第１窓部材２１を筐体１０に良好に固定することができる。

筐体１０が、金属材料により形成されている。この場合、発光ガスＧＳの封入圧力を高めて第２窓部３０から出射される第２光Ｌ２の強度を増加させることができる一方で、第１窓部材２１上に異物が発生しやすくなる。第２光Ｌ２の強度の増加に伴い、第２光Ｌ２に含まれる紫外線も増加するためである。この点、発光封体１によれば、そのような場合でも、第１窓部材２１上の異物の発生を抑制することができる。

筐体１０における発光ガスＧＳの封入圧力が、３ＭＰａ以上である。この場合、発光ガスＧＳ中に発生したプラズマの輝度を増加させることができ、それによって第２窓部３０から出射される第２光Ｌ２の強度を増加させることができる。一方、光出力の増加により駆動時の発光封体１の温度が上昇するため、第１窓部材２１上に異物が発生しやすくなる。この点、発光封体１によれば、そのような場合でも、第１窓部材２１上の異物の発生を抑制することができる。

第３変形例として、接合材２５は、金ニッケルロウであってもよい。第３変形例によっても、第１実施形態と同様に、第１窓部材２１上に異物が発生することを抑制することができ、発光封体１の寿命を向上することができる。

この点について図２４及び図２５を参照しつつ説明する。図２４（ａ）、図２４（ｂ）、図２５（ａ）、図２５（ｂ）は、それぞれ、動作開始直後、１６８時間経過後、５０４時間経過後、１０５１時間経過後の第７サンプルを示す写真である。第７サンプルは、第３変形例に対応する。図２４及び図２５に示されるように、第７サンプルでは、駆動開始から１０５１時間が経過しても、第１窓部材２１上に異物が発生しなかった。

第４変形例として、メタライズ層２６は、チタンがドープされた銀ロウであってもよい。第４変形例によっても、第１実施形態と同様に、第１窓部材２１上に異物が発生することを抑制することができ、発光封体１の寿命を向上することができる。

この点について図２６及び図２７を参照しつつ説明する。図２６（ａ）、図２６（ｂ）、図２７（ａ）、図２７（ｂ）は、それぞれ、動作開始直後、１６８時間経過後、５０４時間経過後、１０５１時間経過後の第８サンプルを示す写真である。第８サンプルは、第３変形例に対応する。図２６及び図２７に示されるように、第８サンプルでは、駆動開始から１０５１時間が経過しても、第１窓部材２１上に異物が発生しなかった。

その他の変形例として、第１実施形態では第１窓部材２１がサファイアにより形成されていたが、第１窓部材２１はサファイア以外の材料、例えばダイヤモンドにより形成されていてもよい。第１窓部材２１がダイヤモンドにより形成されている場合、メタライズ層２６はモリブデンマンガン以外の材料により形成されることが好ましく、例えば第４変形例のようにチタンがドープされた銀ロウであってもよい。ダイヤモンドからなる窓部材上にはモリブデンマンガンからなるメタライズ層２６を形成しにくいためである。

第１実施形態では、第１窓部材２１を筐体１０に接合する接合材２５が、金を含む材料により形成されていたが、これに加えて又は代えて、第２窓部材３１を筐体１０（第２枠部材７１）に接合する接合材３５が、金を含む材料により形成されていてもよい。この場合、第２窓部材３１上に異物が発生することを抑制することができ、発光封体１の寿命を向上することができる。すなわち、接合材２５及び接合材３５の少なくとも一方が、金を含む材料により形成されていてもよい。第２窓部材３１と同様に、第１窓部材２１における少なくとも内部空間Ｓ１側の表面（第２主面２１ｂ）上に保護層８０が形成されていてもよい。第１実施形態では、第１光Ｌ１が第１開口１２に入射し、第２光Ｌ２が第２開口１３から出射したが、筐体１０に１つの開口が形成され、第１光Ｌ１が当該開口に入射すると共に第２光Ｌ２が当該開口から出射してもよい。すなわち、筐体１０の開口は、第１光Ｌ１が入射し且つ第２光Ｌ２が出射するものであってもよい。この場合、当該開口には、第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２を透過させる窓部材が配置される。このような構成において、当該窓部材が、金を含む材料からなる接合材により筐体１０に接合されていてもよい。

接合材２５により第１窓部材２１と第１枠部材６１（筐体１０）とが接合されていればよく、例えば、接合材２５は、第１窓部材２１の側面２１ｃと第１枠部材６１の壁部６５との間のみに配置されていてもよい。第１実施形態では第１窓部材２１が第１枠部材６１を介して筐体本体１１に固定されていたが、第１枠部材６１が省略され、第１窓部材２１が筐体本体１１に直接に固定されてもよい。この場合、例えば、第１窓部材２１は、第１開口１２の内側部分１２ａに配置されてもよく、筐体本体１１における内側部分１２ａを構成する部分が、第１窓部材２１の側面２１ｃと向かい合う壁部を構成し、側面２１ｃと当該壁部とが接合材２５により接合されてもよい。
［封入管の封止部分］

図１、図３及び図２８に示されるように、封入管１７の第２端部１７ｂは、潰されることにより封止されている。筐体１０への発光ガスＧＳの封入時には、封入管１７を介して筐体１０内に発光ガスＧＳを導入した後に、封入管１７を第２端部１７ｂ側において工具等を用いて押圧して潰しながら押し切る（切り取る）ことにより、第２端部１７ｂが封止される（封じ切り）。その結果、封入管１７は、第２端部１７ｂを構成する管材１７ｂ１が互いに接触することで、封入管１７自身によって、第２端部１７ｂにおいて閉管されている。

封入管１７の第２端部１７ｂは、被覆部材９１により覆われている。被覆部材９１は、封入管１７における第２端部１７ｂ側の一部を覆っており、第２端部１７ｂの全体を覆っている。被覆部材９１は、略円筒状に形成されており、底部の外面にテーパ面９１ａを有している。テーパ面９１ａは、第２端部１７ｂから離れるほど径が小さくなるように形成されている。被覆部材９１は、第２端部１７ｂからの発光ガスＧＳのリークを防止するリーク防止部材としての機能を有する。

被覆部材９１は、キャップ部材９２により覆われている。キャップ部材９２は、被覆部材９１における頂面９１ｂ以外の全面を覆っている。頂面９１ｂは、被覆部材９１におけるテーパ面９１ａとは反対側の表面であり、筐体１０と向かい合う表面である。キャップ部材９２は、略円筒状に形成されており、底部の内面にテーパ面９２ａを有している。テーパ面９２ａは、テーパ面９１ａと接触しており、第２端部１７ｂから離れるほど径が小さくなるように形成されている。キャップ部材９２は、第２端部１７ｂ及び被覆部材９１を保護する保護部材としての機能を有する。

被覆部材９１は、無機材料からなり、キャップ部材９２は、金属材料からなる。この例では、封入管１７は銅により形成され、被覆部材９１は半田により形成され、キャップ部材９２は真鍮により形成されている。この場合、封入管１７の熱膨張率は１７．７×１０^－６（１／Ｋ）であり、被覆部材９１の熱膨張率は２０．２×１０^－６（１／Ｋ）であり、キャップ部材９２の熱膨張率は１８．０×１０^－６（１／Ｋ）である。すなわち、この例では、被覆部材９１、キャップ部材９２、封入管１７の順に熱膨張率が大きい。封入管１７の硬度（ビッカース硬さ）は７０～８０ＨＶであり、被覆部材９１の硬度は２０程度であり、キャップ部材９２の硬度は１８０～２３０ＨＶ程度である。すなわち、この例では、キャップ部材９２、封入管１７、被覆部材９１の順に硬度が大きい。

以上説明したように、発光封体１では、潰されることにより封止された封入管１７の第２端部１７ｂが、無機材料からなる被覆部材９１により覆われている。これにより、第２端部１７ｂが開くことを抑制することができると共に、仮に第２端部１７ｂからのリークが生じた場合でも、筐体１０内における発光ガスＧＳの封入圧力が減少することを抑制することができる。また、被覆部材９１が無機材料からなるため、高温環境下でも第２端部１７ｂを安定的に被覆することができる。また、発光封体１では、被覆部材９１が、金属材料からなるキャップ部材９２により覆われている。これにより、第２端部１７ｂ及び被覆部材９１の保護を図ることができる。また、温度上昇時に、被覆部材９１をキャップ部材９２側ではなく第２端部１７ｂ側に向けて変形しやすくすることができる。その結果、被覆部材９１によって第２端部１７ｂを押さえ込むことができ、第２端部１７ｂが開くことを一層抑制することができる。よって、発光封体１によれば、封入管１７の第２端部１７ｂが開くことによる発光ガスＧＳのリークを抑制することができ、発光封体１の寿命を向上することができる。なお、レーザ励起光源では、高効率化及び高出力化のために発光ガスが高圧で封入されることがあり、また、駆動中にはレーザ光の照射及びプラズマからの輻射熱により温度が上昇する。そのため、レーザ励起光源を長時間駆動し続けると、封止された封入管の端部が押し広げられて開き、発光ガスがリークする可能性がある。これに対して、発光封体１によれば、上述したとおり、封入管１７の第２端部１７ｂが開くことによる発光ガスＧＳのリークを抑制することができ、発光封体１の寿命を向上することができる。

被覆部材９１の熱膨張率が、封入管１７の熱膨張率よりも大きい。これにより、温度上昇時に被覆部材９１によって封入管１７の第２端部１７ｂを効果的に押さえ込むことができ、第２端部１７ｂが開くことを一層抑制することができる。

キャップ部材９２の硬度が、封入管１７の硬度よりも大きい。これにより、温度上昇時に被覆部材９１をキャップ部材９２側ではなく第２端部１７ｂ側に向けて変形しやすくすることができ、第２端部１７ｂが開くことを一層抑制することができる。

被覆部材９１が、熱可塑性材料（上記例では半田）からなる。これにより、第２端部１７ｂが開くことを抑制することができる、仮に第２端部１７ｂからのリークが生じた場合でも、筐体１０内の発光ガスＧＳの封入圧力が減少することを抑制することができる、高温環境下でも第２端部１７ｂを安定的に被覆することができる、との上記作用効果を好適に奏することができる。

キャップ部材９２が、真鍮からなる。これにより、第２端部１７ｂ及び被覆部材９１の保護を図ることができる、被覆部材９１によって第２端部１７ｂを押さえ込むことで第２端部１７ｂが開くことを一層抑制することができる、との上記作用効果を好適に奏することができる。

筐体１０における発光ガスＧＳの封入圧力が、３ＭＰａ以上である。この場合、発光ガスＧＳ中に発生したプラズマの強度を増加させることができる一方で、封入管１７の第２端部１７ｂが開きやすくなるが、発光封体１によれば、そのような場合でも、第２端部１７ｂが開くことを抑制することができる。

封入管１７、被覆部材９１及びキャップ部材９２の材料は上述した例に限られず、任意の材料により形成されてよい。
［第２実施形態］

図２９～図３２に示されるように、第２実施形態に係る発光封体１Ａは、ゲッタ部１０１を更に備えている。図２９では、ゲッタ部１０１が模式的に示されている。発光封体１Ａでは、第２窓部材３１上に保護層８０が形成されていない。ゲッタ部１０１は、ゲッタ材１１０と、ゲッタ材１１０を支持する支持部材１２０と、を有している。ゲッタ材１１０は、加熱されて活性化され、内部空間Ｓ１に存在する不純ガスを吸着する。ゲッタ材１１０は、例えばニクロムを含む材料により形成されており、非蒸発型に構成されている。すなわち、この例では、ゲッタ材１１０は、加熱されて活性化された場合に蒸発しない。ゲッタ材１１０は、例えば２５０℃以上に加熱されて活性化される。ゲッタ材１１０は、例えば長方形板状に形成されている。

支持部材１２０は、例えば、金属材料により、ゲッタ材１１０よりも大きな外形を有する長方形板状に形成されている。支持部材１２０を構成する金属材料の例としては、タングステン、モリブデン等の高融点金属が挙げられる。

ゲッタ材１１０は、支持部材１２０上に配置されており、３つの固定部材１２１により支持部材１２０に固定されている。固定部材１２１は、例えばニッケルにより帯状（リボン状）に形成されている。固定部材１２１は、中間部においてゲッタ材１１０を押さえるように配置されており、両端部において支持部材１２０に例えば溶着により固定されている。これにより、ゲッタ材１１０が支持部材１２０に固定されている。図３０では、理解の容易化のためにゲッタ材１１０にハッチングが付されている。

支持部材１２０は、４つの固定部材１２２により筐体本体１１（筐体１０）に固定されている。固定部材１２２は、例えばニッケルにより帯状（リボン状）に形成されている。固定部材１２２は、支持部材１２０の隅部から支持部材１２０と垂直に延在する延在部１２２ａを有している。延在部１２２ａは、筐体本体１１に例えば溶着により固定されている。また、固定部材１２２は、支持部材１２０に例えば溶着により固定されている。これにより、支持部材１２０が筐体本体１１に固定されている。

ゲッタ部１０１は、筐体１０内における第１光Ｌ１の照射領域ＲＧ内に配置されている。図２９には、第１光Ｌ１の照射領域ＲＧが示されている。図２９に示されるように、第１窓部２０を透過した第１光Ｌ１は、例えば、第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との交点Ｃ（第２光Ｌ２の発生位置）上に焦点が位置するように収束する。交点Ｃを通過した第１光Ｌ１は、拡がりながら第１窓部２０とは反対側（図２９中の上側）に進行する。この例では、ゲッタ部１０１（ゲッタ材１１０及び支持部材１２０）は、第１光Ｌ１の第１光軸Ａ１上に配置されている。

ゲッタ部１０１は、ゲッタ材１１０が第１窓部２０とは反対側（図２９中の上側）を向くように、配置されている。これにより、支持部材１２０が第１窓部２０側を向くように配置され、第１光Ｌ１が支持部材１２０に照射される。発光封体１Ａでは、第１光Ｌ１の照射により支持部材１２０が加熱され、支持部材１２０から伝わる平均化された熱によりゲッタ材１１０が間接的に加熱される。

ゲッタ部１０１は、ゲッタ材１１０が筐体１０の内面１０ａと向かい合うように、配置されている。内面１０ａは、筐体１０における第１窓部２０と向かい合う表面である。ここで、内面１０ａが第１窓部２０と向かい合うとは、Ｚ方向（第１光軸Ａ１に平行な方向）において内面１０ａと第１窓部２０とが重なることを意味し、内面１０ａと第１窓部２０との間に他の部材が配置されていてもよい。この例では、内面１０ａは、ゲッタ部１０１から離れるほど径が小さくなるテーパ形状を有している。

ゲッタ部１０１は、内面１０ａとの間で空間Ｓ２を画定するように、配置されている。空間Ｓ２は、内部空間Ｓ１の一部である。この例では、空間Ｓ２は、ゲッタ部１０１から離れるほど径が小さくなる略円錐形状の空間である。空間Ｓ２は、ゲッタ部１０１により完全には区切られておらず、微小な隙間を介して内部空間Ｓ１における空間Ｓ２以外の部分に接続されている。

ゲッタ部１０１は、内部空間Ｓ１において、第２光Ｌ２の発生位置（第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との交点Ｃ）と封入孔１６との間に配置されている。上述したとおり、封入孔１６は、発光封体１の製造時に内部空間Ｓ１から気体（不純ガス）を外部に排出するための排気孔としても機能する。ゲッタ材１１０から第２光の発生位置までの距離Ｄ１は、第２光Ｌ２の発生位置から第１窓部２０までの距離Ｄ２よりも長い。

支持部材１２０の融点は、ゲッタ材１１０の融点よりも高い。一例として、ゲッタ材１１０、支持部材１２０、筐体本体１１、第１枠部材６１（第２枠部材７１）は、それぞれ、ニクロム、タングステン、ＳＵＳ３０４、コバール金属により形成されている。ニクロム、タングステン、ＳＵＳ３０４、コバール金属の融点は、それぞれ、１４００℃、３３８７℃、１４００～１４５０℃、１４５０℃である。すなわち、この例では、支持部材１２０の融点は、ゲッタ材１１０、筐体本体１１及び第１枠部材６１の融点よりも高い。支持部材１２０がモリブデンにより形成される場合にも、モリブデンの融点は２６２３℃であるため、支持部材１２０の融点は、ゲッタ材１１０、筐体本体１１及び第１枠部材６１の融点よりも高くなる。

支持部材１２０の熱伝導率は、ゲッタ材１１０の熱伝導率よりも高い。ニクロム、タングステン、ＳＵＳ３０４、コバール金属の熱伝導率は、それぞれ、１４（Ｗ／ｍ・Ｋ）、１６８（Ｗ／ｍ・Ｋ）、１６．７（Ｗ／ｍ・Ｋ）、１７（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。すなわち、ゲッタ材１１０、支持部材１２０、筐体本体１１、第１枠部材６１（第２枠部材７１）が、それぞれ、ニクロム、タングステン、ＳＵＳ３０４、コバール金属により形成されている例では、支持部材１２０の熱伝導率は、ゲッタ材１１０、筐体本体１１及び第１枠部材６１の熱伝導率よりも高い。支持部材１２０がモリブデンにより形成される場合にも、モリブデンの熱伝導率は１４２（Ｗ／ｍ・Ｋ）であるため、支持部材１２０の熱伝導率は、ゲッタ材１１０、筐体本体１１及び第１枠部材６１の熱伝導率よりも高くなる。

発光封体１Ａの駆動時には、まず第１ステップとして、第１窓部２０を介した第１光Ｌ１の照射によりゲッタ材１１０を加熱して活性化させる。続いて、ゲッタ材１１０が活性化された状態で、第２ステップとして、発光ガスＧＳ中にプラズマを発生させ、第２窓部３０から第２光Ｌ２を出射させる。これにより、活性化されたゲッタ材１１０によって内部空間Ｓ１に存在する不純ガスを吸着することができる。なお、第１ステップ及び第２ステップは、この例のように順次に行われてもよいが、同時に行われてもよい。

次に、ゲッタ部１０１による不具合の抑制について説明する。レーザ励起光源では、筐体内の内部空間に不純ガスが存在していると、駆動条件によっては、筐体内において種々の不具合が発生することがある。レーザ励起光源の寿命の向上のためには、そのような不具合の発生を抑制することが求められる。

不純ガスに起因する不具合の１つとして、上述した窓部材が不透明化してしまう現象（不透明化現象）が挙げられる（図６）。

不純ガスに起因する他の不具合として、筐体１０内における異物の発生が挙げられる。図３３（ａ）及び図３３（ｂ）は、第１電極４０及び／又は第２電極５０上に異物が発生している例を示す写真である。図３３（ａ）に示される写真では、矢印ＡＲにより示されるように、第１電極４０及び第２電極５０の先端に異物が付着している。この異物は、例えば炭素を主成分とするものである。図３３（ｂ）に示される写真では、矢印ＡＲにより示されるように、第２電極５０の側面に異物が付着している。この異物は、例えば酸化タングステンからなる。これらの異物は、筐体１０内の内部空間Ｓ１に存在する不純ガスに起因して発生していると考えられる。これらの異物は発光封体１Ａの動作を阻害し得るため、その抑制が求められる。

図３４（ａ）～図３４（ｃ）は、それぞれ、動作開始直後、２６０時間経過後、６７０時間経過後の第９サンプルを示す写真である。第９サンプルは、発光封体１Ａにおいてゲッタ部１０１が設けられていない構成に相当する。図３４（ａ）に示されるように、動作開始直後には第１電極４０及び第２電極５０上に異物は付着していなかった。図３４（ｂ）及び図３４（ｃ）に矢印ＡＲにより示されるように、２６０時間経過後及び６７０時間経過後には第１電極４０及び第２電極５０に異物が付着していた。

図３５～図３７は、それぞれ、動作開始直前、動作開始直後、１６５時間経過後の第１０サンプルを示す写真である。図３５～図３７では、第１窓部２０が示されている。図３５（ａ）では第１窓部材２１に焦点が合わされており、図３５（ｂ）では第１電極４０及び第２電極５０に焦点が合わされており、図３５（ｃ）では支持部材１２０に焦点が合わされている。この点は図３６及び図３７についても同様である。第１０サンプルは、発光封体１Ａに対応する。図３５～図３７に示されるように、駆動開始から１６５時間が経過しても、第１窓部材２１に不透明化現象は発生しておらず、また、第１電極４０及び第２電極５０上に異物は付着していなかった。

図３８～図４０は、それぞれ、動作開始直前、動作開始直後、１６５時間経過後の第１１サンプルを示す写真である。図４１～図４３は、それぞれ、動作開始直前、動作開始直後、１６５時間経過後の第１２サンプルを示す写真である。図３８～図４３では、第２窓部３０が示されている。図３８（ａ）では、第２窓部材３１に焦点が合わされている。図３８（ｂ）では、第２窓部材３１を介して第１電極４０及び第２電極５０が撮影されており、第１電極４０及び第２電極５０に焦点が合わされている。これらの点は図３９～図４４についても同様である。第１１サンプル及び第１２サンプルは、発光封体１Ａに対応する。図３８～図４３に示されるように、第１１サンプル及び第１２サンプルのいずれにおいても、駆動開始から１６５時間が経過しても、第２窓部材３１に不透明化現象は発生しておらず、また、第１電極４０及び第２電極５０上に異物は付着していなかった。

図４４（ａ）は、動作開始直後の第１３サンプルを示す写真であり、図４４（ｂ）は、２６２時間経過後の第１３サンプルを示す写真である。第１３サンプルは、発光封体１Ａに対応する。図４４に示されるように、駆動開始から１６５時間が経過しても、第１電極４０及び第２電極５０上に異物は付着していなかった。

以上の結果から、ゲッタ部１０１を設けることにより、不透明化現象の発生及び筐体１０内における異物の発生を抑制可能であることが分かる。

以上説明したように、発光封体１Ａでは、筐体１０内における第１光Ｌ１の照射領域ＲＧ内に、ゲッタ材１１０を有するゲッタ部１０１が配置されている。これにより、第１光Ｌ１の照射によりゲッタ材１１０を加熱して活性化させることができ、活性化されたゲッタ材１１０によって内部空間Ｓ１に存在する不純ガスを吸着することができる。その結果、不純ガスに起因する不具合の発生を抑制することができる。また、第１光Ｌ１の照射によりゲッタ材１１０を加熱して活性化させるため、ゲッタ部１０１以外の部材、例えば筐体１０が加熱されてしまうことを抑制することができる。その結果、例えば、筐体１０の温度上昇に起因する不具合（例えば発光ガスＧＳのリーク等）の発生を抑制することができる。よって、発光封体１Ａによれば、寿命を向上することができる。

ゲッタ部１０１が、ゲッタ材１１０を支持する支持部材１２０を有している。これにより、例えば、支持部材１２０を介してゲッタ材１１０を間接的に加熱することができ、ゲッタ材１１０が過剰に加熱されることを抑制することができる。

ゲッタ部１０１が、ゲッタ材１１０が第１窓部２０とは反対側を向くように、配置されている。これにより、支持部材１２０が防着板として機能し、飛散（スパッタ）したゲッタ材１１０が第１窓部２０側に移動して第１窓部２０等に付着することを抑制することができる。

ゲッタ部１０１が、第１光Ｌ１が支持部材１２０に照射されるように、配置されている。これにより、支持部材１２０を介してゲッタ材１１０を間接的に加熱することができ、ゲッタ材１１０が過剰に加熱されることを抑制することができる。

支持部材１２０の融点が、ゲッタ材１１０の融点よりも高い。これにより、第１光Ｌ１の照射による加熱によって支持部材１２０が損傷してしまうことを抑制することができる。

支持部材１２０の熱伝導率が、ゲッタ材１１０の熱伝導率よりも高い。これにより、支持部材１２０を介してゲッタ部１０１を効率良く加熱することができる。

ゲッタ部１０１は、ゲッタ材１１０が筐体１０における第１窓部２０と向かい合う内面１０ａと向かい合うように、配置されている。これにより、飛散したゲッタ材１１０が内面１０ａに付着し得る。内面１０ａに付着したゲッタ材１１０は再び第１光Ｌ１により加熱されて活性化され得る。その結果、内面１０ａに付着したゲッタ材１１０によっても不純ガスを吸着することができる。

ゲッタ部１０１が、筐体１０の内面１０ａとの間で空間Ｓ２を画定するように、配置されている。これにより、飛散したゲッタ材１１０を空間Ｓ２内に留めることができ、ゲッタ材１１０が他の部材に付着することを抑制することができる。

ゲッタ部１０１が、内部空間Ｓ１において、第２光Ｌ２の発生位置（第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との交点Ｃ）と封入孔１６（排気孔）との間に配置されている。発光封体１Ａの製造時にはゲッタ材１１０から気体が生じる場合があるが、発光封体１Ａによれば、当該気体を封入孔１６から外部に容易に排出することができる。

ゲッタ材１１０から第２光Ｌ２の発生位置までの距離Ｄ１が、第２光Ｌ２の発生位置から第１窓部２０までの距離Ｄ２よりも長い。これにより、ゲッタ材１１０が過剰に加熱されることを抑制することができる。

ゲッタ材１１０が、非蒸発型に構成されている。この場合にも、不純ガスに起因する不具合の発生を抑制することができ、発光封体１Ａの寿命を向上することができる。なお、非蒸発型のゲッタ材１１０は、発光封体１Ａの真空度や寿命等を考慮して、その量を決定すればよい。

第２窓部３０が、ダイヤモンドを含む材料からなる第２窓部材３１を有している。この場合、紫外光を含む、幅広い波長域の光を通過させることができる。また、不純ガスに起因する不具合としてカーボンを含む異物が発生しやすくなるが、発光封体１Ａによれば、そのような場合でも、異物の発生を抑制することができる。

筐体１０が、金属材料により形成されている。この場合、発光ガスＧＳの封入圧力を高めることができ、第２窓部３０から出射される第２光Ｌ２の強度を増加させることができる。また、上述したとおり、内部空間Ｓ１に不純ガスが存在しやすくなるが、発光封体１Ａによれば、そのような場合でも、不純ガスに起因する不具合の発生を抑制することができる。

発光封体１Ａが、第２光Ｌ２の発生位置を挟んで互いに向かい合う第１電極４０及び第２電極５０を備えている。この場合、プラズマをより確実に発生することができる。また、第１電極４０及び第２電極５０上には不純ガスに起因する異物が発生しやすいが、発光封体１Ａによれば、第１電極４０及び第２電極５０上に異物が発生することを抑制することができる。

筐体１０における発光ガスＧＳの封入圧力が、３ＭＰａ以上である。この場合、上述したとおり、発光ガスＧＳ中に発生したプラズマの輝度を増加させることができ、それによって、第２窓部３０から出射される第２光Ｌ２の強度を増加させることができる。一方、筐体１０内に不純ガスが存在しやすくなる。この点、発光封体１Ａによれば、そのような場合でも、不純ガスに起因する不具合の発生を抑制することができる。

第２実施形態に係る発光封体１Ａの駆動方法は、第１光Ｌ１の照射によりゲッタ材１１０を活性化させるステップと、発光ガスＧＳ中にプラズマを発生させ、第２光Ｌ２を出射させるステップと、を含んでいる。この駆動方法では、第１光Ｌ１の照射によりゲッタ材１１０を加熱して活性化させることができ、活性化されたゲッタ材１１０によって内部空間Ｓ１に存在する不純ガスを吸着することができる。その結果、不純ガスに起因する不具合の発生を抑制することができ、発光封体１Ａの寿命を向上することができる。

図４５に示される第５変形例のように、ゲッタ材１１０は、筐体１０の内面上に固定されていてもよい。図４５では、理解の容易化のためにゲッタ材１１０にハッチングが付されている。第５変形例では、ゲッタ部１０１は、ゲッタ材１１０のみを有し、支持部材１２０等を有していない。筐体１０の内面は、第１光Ｌ１の第１光軸Ａ１に平行な直線を中心線として延在する円筒状の内周面１０ｂを有している。ゲッタ材１１０は、内周面１０ｂ上に固定されている。ゲッタ材１１０は、全体として円筒状（円環帯状）を成すように周方向に沿って延在しているが、周方向における一部に隙間（切れ目）を有していてもよい。第５変形例においても、ゲッタ材１１０は、第１光Ｌ１の照射領域ＲＧ内に配置されている。より具体的には、ゲッタ材１１０は、レーザ光である第１光Ｌ１の裾部が入射するように配置されており、第１光Ｌ１の照射により直接的に加熱される。

このような第５変形例によっても、第２実施形態と同様に、不純ガスに起因する不具合の発生を抑制することができ、発光封体１Ａの寿命を向上することができる。また、レーザ光である第１光Ｌ１の裾部を用いてゲッタ材１１０を加熱することができる。そのため、ゲッタ材１１０が過剰に加熱されることを抑制しつつ、不純ガスに起因する不具合の発生を抑制することができる。

図４６に示される第６変形例では、ゲッタ材１１０が、蒸発型（蒸着型）に構成されている。蒸発型のゲッタ材１１０は、例えばバリウムを含む材料により形成される。蒸発型のゲッタ材１１０は、加熱されて活性化された場合に、その少なくとも一部が蒸発する（バリウムが噴き出す）。蒸発したゲッタ材１１０は、筐体１０の内面１０ａに蒸着される。蒸着されたゲッタ材１１０は、不純ガスの吸着面を構成する。発光封体１Ａの駆動開始時には、第１光Ｌ１の照射によりゲッタ材１１０が加熱されて内面１０ａに蒸着される。その後、プラズマが発生して第１光Ｌ１の一部がプラズマに吸収されることでゲッタ材１１０の加熱が緩和され、蒸着が停止する。駆動の度にゲッタ材１１０が加熱されて新しい吸着面が形成されるため、駆動の度に吸着面を良好な状態とすることができる。このような第６変形例によっても、第２実施形態と同様に、不純ガスに起因する不具合の発生を抑制することができ、発光封体１Ａの寿命を向上することができる。なお、蒸発型のゲッタ材１１０は、発光封体１Ａの真空度や寿命等を考慮して、その量を決定すればよく、必ずしも、駆動の度にゲッタ材１１０が加熱されて新しい吸着面が形成されるような量とする必要はない。例えば、不純ガスの放出量が特に多いと思われる初回の駆動及びその後の数回の駆動の間のみ、ゲッタ材１１０が加熱されて新しい吸着面が形成されるような量でもよい。この場合、ゲッタ材１１０の無くなった支持部材１２０は、筐体１０の内面１０ａに蒸着されたゲッタ材１１０を、第１光Ｌ１から遮蔽し、保護する効果を持つ。

他の変形例として、第２実施形態において、ゲッタ材１１０は、第１光Ｌ１の照射領域ＲＧ内に配置されていればよく、上述した位置以外の任意の位置に配置されていてもよい。ゲッタ材１１０の少なくとも一部が照射領域ＲＧ内に配置されていればよく、例えば、支持部材１２０が照射領域ＲＧ内に配置される一方でゲッタ材１１０が照射領域ＲＧ外に配置されていてもよい。ゲッタ材１１０は、第１窓部２０側を向くように配置されていてもよい。この場合、第１光Ｌ１の照射によりゲッタ材１１０が直接的に加熱される。ゲッタ材１１０から第２光Ｌ２の発生位置までの距離Ｄ１は、第２光Ｌ２の発生位置から第１窓部２０までの距離Ｄ２よりも短くてもよい。この場合、第１光Ｌ１の照射によりゲッタ材１１０を効率的に加熱することができる。第２実施形態の発光封体１Ａにおいて、第２窓部材３１上に保護層８０が形成されていてもよい。この場合、不透明化現象の発生を一層抑制することができる。ゲッタ材１１０及び支持部材１２０の材料は上述した例に限られず、任意の材料により形成されてよい。

本発明は、上記実施形態及び変形例に限られない。例えば、各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。第１開口１２、第２開口１３、第１窓部材２１及び第２窓部材３１の形状は、円形板状に限らず、様々な形状であってよい。上述した例では２つの第２開口１３が形成されていたが、１つの第２開口１３のみが形成されていてもよいし、３つ以上の第２開口１３が形成されていてもよい。上述したとおり、筐体１０に形成された１つの開口を介して第１光Ｌ１が入射すると共に第２光Ｌ２が出射してもよい。筐体１０を構成する材料は、必ずしも金属材料でなくてもよく、絶縁性材料、例えばセラミック等であってもよい。第１電極４０及び第２電極５０は省略されてもよい。この場合でも、集光された第１光Ｌ１を発光ガスＧＳに照射することにより、焦点においてプラズマを発生させ得る。

第１窓部材２１がダイヤモンドにより形成され、第２窓部材３１がサファイアにより形成されてもよい。或いは、第１窓部材２１及び第２窓部材３１の双方がサファイア又はダイヤモンドにより形成されてもよい。紫外光を用いる場合には、第１窓部材２１及び／又は第２窓部材３１は、フッ化マグネシウム又は石英により形成されてもよい。第１窓部材２１及び／又は第２窓部材３１は、コバールガラスにより形成されてもよい。第１窓部材と第２窓部材とが同一の窓部材となるように構成されてもよい。つまり、第１光Ｌ１と第２光Ｌ２とが同一の窓部材を通過するように構成されてもよい。第１窓部材、第２窓部材及び筐体１０が透光性材料により一体的に形成されていてもよい。この場合、筐体１０における透光性領域のうち、第１光Ｌ１が通過する領域を第１窓部材（第１窓部）とみなすことができ、第２光Ｌ２が通過する領域を第２窓部材（第２窓部）とみなすことができる。第１窓部材２１がダイヤモンドにより形成されている場合に、第１窓部材２１における内部空間Ｓ１側の表面（第２主面２１ｂ）上に保護層８０が形成されていてもよい。第２窓部材３１上に保護層８０が形成されていなくてもよい。接合材２５は、チタンがドープされた銀ロウであってもよい。封入管１７の第２端部１７ｂが被覆部材９１及びキャップ部材９２により覆われていなくてもよい。すなわち、被覆部材９１及びキャップ部材９２の少なくとも一方が省略されてもよい。本明細書において、「Ａ及び／又はＢ」とは、「Ａ及びＢの少なくとも一方」を意味する。

１，１Ａ…発光封体、１０…筐体、２０…第１窓部、３０…第２窓部、３５…接合材、７１…第２枠部材、８０…保護層、８１…第１層（第１ＡＬＤ層）、８２…第２層（第２ＡＬＤ層）、８３…ＡＬＤ層、ＧＳ…発光ガス、Ｌ１…第１光、Ｌ２…第２光、Ｓ１…内部空間。

Claims (18)

1. 内部空間に発光ガスを収容する筐体と、
   前記筐体に設けられ、前記発光ガス中に発生したプラズマを維持するためのレーザ光である第１光が入射する第１窓部と、
   前記筐体に設けられ、前記プラズマからの光である第２光が出射する第２窓部と、を備え、
   前記第１窓部及び前記第２窓部の少なくとも一方は、ダイヤモンドを含む材料からなる窓部材を有し、
   前記窓部材における少なくとも前記内部空間側の表面上には、無機材料からなる保護層が形成されている、発光封体。
2. 前記保護層は、複数の層を含んでいる、請求項１に記載の発光封体。
3. 前記保護層は、紫外光に対する透過率がダイヤモンドよりも低い材料を含んでいる、請求項１又は２に記載の発光封体。
4. 前記保護層は、紫外光に対する透過率がダイヤモンドよりも高い材料を含んでいる、請求項１又は２に記載の発光封体。
5. 前記保護層は、ＡＬＤ層を含んでいる、請求項１～４のいずれか一項に記載の発光封体。
6. 前記保護層は、第１材料からなる第１ＡＬＤ層と、第１材料とは異なる第２材料からなる第２ＡＬＤ層と、を含んでいる、請求項１～５のいずれか一項に記載の発光封体。
7. 前記保護層は、Ａｌ_２Ｏ_３からなる層を含んでいる、請求項１～６のいずれか一項に記載の発光封体。
8. 前記保護層は、ＳｉＯ_２からなる層を含んでいる、請求項１～６のいずれか一項に記載の発光封体。
9. 前記保護層は、ＴｉＯ_２からなる層を含んでいる、請求項１～６のいずれか一項に記載の発光封体。
10. 前記保護層は、Ａｌ_２Ｏ_３からなる層からなる、請求項１に記載の発光封体。
11. 前記保護層は、Ａｌ_２Ｏ_３からなる第１層と、ＳｉＯ_２からなる第２層と、を含んでいる、請求項１に記載の発光封体。
12. 前記保護層は、Ａｌ_２Ｏ_３からなる第１層と、ＴｉＯ_２からなる第２層と、を含んでいる、請求項１に記載の発光封体。
13. 前記保護層は、１又は複数のＡＬＤ層からなる、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の発光封体。
14. 前記筐体は、金属材料により形成されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の発光封体。
15. 前記窓部材は、金属材料により形成された枠部材に固定されており、前記枠部材を介して前記筐体に固定されており、
    前記保護層は、前記窓部材上から前記枠部材上に至るように形成されている、請求項１～１４のいずれか一項に記載の発光封体。
16. 前記窓部材は、接合材により前記枠部材に固定されており、
    前記保護層は、前記接合材を覆っている、請求項１５に記載の発光封体。
17. 前記筐体における前記発光ガスの封入圧力は、３ＭＰａ以上である、請求項１～１６のいずれか一項に記載の発光封体。
18. 請求項１～１７のいずれか一項に記載の発光封体と、
    前記第１光を前記第１窓部に入射させる光導入部と、を備える光源装置。

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