JP2001102681A - Laser light source device - Google Patents

Laser light source device

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JP2001102681A
JP2001102681A JP27551899A JP27551899A JP2001102681A JP 2001102681 A JP2001102681 A JP 2001102681A JP 27551899 A JP27551899 A JP 27551899A JP 27551899 A JP27551899 A JP 27551899A JP 2001102681 A JP2001102681 A JP 2001102681A
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JP
Japan
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laser
optical fiber
light
light source
semiconductor
Prior art date
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Application number
JP27551899A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Akamatsu
直樹 赤松
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JP2001102681A publication Critical patent/JP2001102681A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a laser light source, having a smooth intensity distribution characteristic with reduced influence of the speckled pattern unique to the laser and provide an light source having a high degree of design flexibility for displays. SOLUTION: An injection current I to a semiconductor laser 101 is switched on and off at a high speed to make the speckle pattern smoothly distributed not visible, thereby decreasing its influence. Since by only controlling the injection current I decreases the influence of the speckled pattern position on the semiconductor laser 101, the influence restricting its layout can be decreased to improve the degree of design flexibility.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ光源に係
り、特にプロジェクションなどのディスプレイに適した
レーザー光源装置に関する。
The present invention relates to a laser light source, and more particularly to a laser light source device suitable for a display such as a projection.

【0002】[0002]

【従来の技術】短波長のため製造が困難とされてきた青
色発光の半導体レーザが発表され、これによりディスプ
レイ用の光源を、赤・緑・青の発光レーザで構成するこ
とが有望視されている。
2. Description of the Related Art Blue-emitting semiconductor lasers, which have been difficult to manufacture due to short wavelengths, have been announced, and it has been hoped that the display light source will be constituted by red, green and blue light-emitting lasers. I have.

【0003】半導体レーザは、高効率で電力を光に変換
できたり、狭い波長帯内で発光するので色純度が高いな
どの特長を持っている。従って、低消費電力で広い色再
現範囲を持つディスプレイを作ることができると考えら
れる。
[0003] Semiconductor lasers have the features of being able to convert electric power into light with high efficiency, and having high color purity because they emit light within a narrow wavelength band. Therefore, it is considered that a display having low power consumption and a wide color reproduction range can be manufactured.

【0004】ところが、半導体レーザは時間的にも空間
的にも位相が揃ったコヒーレントな光を発光するので、
出力レーザ光が透過や拡散される際に干渉して、ランダ
ムに明暗の斑点をちりばめたようなパターン、いわゆる
スペックルパターンが生じてしまう。スペックルパター
ンは明暗の差が激しく、また、固定位置で観察するとパ
ターンが固定して見えるため、ディスプレイの観察品位
を著しく損なってしまう。
However, since a semiconductor laser emits coherent light whose phases are aligned both temporally and spatially,
When the output laser light is transmitted or diffused, it interferes with each other, resulting in a pattern in which light and dark spots are randomly studded, a so-called speckle pattern. The speckle pattern has a large difference in lightness and darkness, and when observed at a fixed position, the pattern looks fixed, so that the observation quality of the display is significantly impaired.

【0005】このスペックルパターンを除去する公知の
技術として、特開平11−64789号公報がある。こ
れは、レーザと空間変調素子間に光軸を中心に回転する
フライアイなどを設けることで、スペックルパターンを
重畳して平均化し、スペックルパターンを低減するもの
である。
[0005] As a known technique for removing the speckle pattern, there is Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-64789. In this technique, a speckle pattern is superimposed and averaged by providing a fly-eye or the like that rotates about the optical axis between a laser and a spatial modulation element, thereby reducing the speckle pattern.

【0006】しかし、光軸を中心として回転させるなど
大掛かりになる問題がある。また、従来のプロジェクシ
ョンなどのディスプレイ光源は、光学的な制限から配置
の自由度が小さい、という問題がある。
[0006] However, there is a problem that it takes a large scale to rotate the optical axis. Further, there is a problem that a conventional display light source such as a projection has a small degree of freedom in arrangement due to optical restrictions.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、レー
ザをディスプレイ光源として用いた場合は、スペックル
パターンの影響を軽減させる対策が必要で、従来この対
策を施すには大掛かりな装置を必要とし、ディスプレイ
光源としては配置の自由度が小さい、という問題があっ
た。
As described above, when a laser is used as a display light source, it is necessary to take measures to reduce the influence of the speckle pattern. Conventionally, this measure requires a large-scale device. In addition, there is a problem that the degree of freedom of arrangement as a display light source is small.

【0008】この発明の目的は、レーザ特有のスペック
ルパターンの影響を低減した滑らかな強度分布特性のレ
ーザ光源を得るとともに、設計の自由度が大きいディス
プレイ用光源を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a laser light source having a smooth intensity distribution characteristic in which the influence of a speckle pattern peculiar to a laser is reduced, and to provide a display light source having a large degree of freedom in design.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明のレーザ光源装置では、レーザ共振器
構造を持つ半導体発光手段である半導体レーザと、発光
した光を伝搬する光ファイバ手段と、前記半導体レーザ
の出力端と前記光ファイバ手段の入力端とを光結合する
光導波手段と、前記光ファイバ手段の出力端からの出力
光分布が滑らかとなるよう、前記レーザ光源のパラメー
タを制御するパラメータ制御手段とを具備してなること
を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a laser light source device according to the present invention comprises a semiconductor laser as a semiconductor light emitting means having a laser resonator structure, and an optical fiber means for transmitting emitted light. Optical waveguide means for optically coupling the output end of the semiconductor laser and the input end of the optical fiber means, and the parameters of the laser light source so that the output light distribution from the output end of the optical fiber means becomes smooth. And a parameter control means for controlling.

【0010】また、片方の端面を反射面とし他方の端面
を無反射コーティングされた面とした端面発光形の半導
体発光手段と、前記発光手段により発光された光を伝搬
する光ファイバ手段と、前記発光手段と前記光ファイバ
手段の入力端とを光結合する光導波手段と、前記発光手
段の反射面と間に反射を繰り返して光共振構造を形成す
る光反射手段と、前記光ファイバ手段の出力端からの出
力光分布が滑らかとなるよう、前記レーザ光源のパラメ
ータを制御するパラメータ制御手段とを具備してなるこ
とを特徴とする。
[0010] An edge emitting semiconductor light emitting means having one end face as a reflection face and the other end face as a non-reflection coated face, an optical fiber means for transmitting light emitted by the light emission means, An optical waveguide means for optically coupling a light emitting means and an input end of the optical fiber means; a light reflecting means for forming an optical resonance structure by repeating reflection between a reflecting surface of the light emitting means; and an output of the optical fiber means Parameter control means for controlling the parameters of the laser light source so that the output light distribution from the end becomes smooth.

【0011】上記した各手段によれば、レーザ光源のパ
ラメータを制御することにより、レーザ光の出力分布を
滑らかにすることで、スペックルパターンの影響を低減
できる。また、レーザ出力を光ファイバから取り出すこ
とにより、設計の自由度も向上する。
According to each of the above-described means, the influence of the speckle pattern can be reduced by controlling the parameters of the laser light source to smooth the output distribution of the laser light. Further, by extracting the laser output from the optical fiber, the degree of freedom in design is improved.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。図1はこの
発明の第1 の実施の形態について説明するための構成図
である。ここでは、ディスプレイ用光源をなす赤・緑・
青光源の1 色分の光源構成を示し、3 色分の構成は省略
する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a first embodiment of the present invention. Here, red, green,
The light source configuration for one color of the blue light source is shown, and the configuration for three colors is omitted.

【0013】図1において、半導体レーザ101は、出
力電流制御が可能な制御電源104から半導体レーザ1
01のしきい値以上の電流を注入することによりレーザ
発振し、その端面101aからレーザ光を出力する。半
導体レーザ101内では、光が活性層101bに閉じ込
められており、活性層101bの端面101cからレー
ザが放射される。端面101a,101dはそれぞれ反
射面であり、これらによって、半導体レーザ101より
発光されたレーザ光を共振させる構造となっている。
In FIG. 1, a semiconductor laser 101 is supplied from a control power supply 104 capable of controlling output current.
Laser oscillation is caused by injecting a current equal to or greater than the threshold value of 01, and a laser beam is output from the end face 101a. In the semiconductor laser 101, light is confined in the active layer 101b, and the laser is emitted from the end face 101c of the active layer 101b. The end surfaces 101a and 101d are reflection surfaces, respectively, and have a structure in which the laser light emitted from the semiconductor laser 101 resonates.

【0014】出力されるレーザ光は、光導波路103に
入力する。光導波路103のコア部103aの半導体レ
ーザ101に面する側は、半導体レーザ101の活性層
101bの断面とほぼ等しく、光ファイバ102に面す
る側は、光ファイバ102のコア102aの断面と一致
するように形作られており、光導波路103のコア部1
03aの外周は、コア部より屈折率の小さいクラッド部
103bで囲まれている。従って、光は光導波路103
のコア部103aおよびクラッド部103bに閉じ込め
られ、スポットサイズが変換されて光ファイバ102へ
伝搬する。
The output laser light enters the optical waveguide 103. The side of the core portion 103a of the optical waveguide 103 facing the semiconductor laser 101 is substantially equal to the cross section of the active layer 101b of the semiconductor laser 101, and the side of the core section 103a facing the optical fiber 102 matches the cross section of the core 102a of the optical fiber 102. The core portion 1 of the optical waveguide 103 is formed as follows.
The outer periphery of 03a is surrounded by a clad 103b having a smaller refractive index than the core. Therefore, the light is
Are confined in the core portion 103a and the cladding portion 103b, and the spot size is converted and propagated to the optical fiber 102.

【0015】光ファイバ102では、入射された光のう
ち、コア直径d,コア部102aとクラッド部102b
の相対屈折率差(比屈折率差)Δなどで与えられる伝搬
可能モードのみが光ファイバ102の出力端までロスな
く伝搬する。
In the optical fiber 102, of the incident light, the core diameter d, the core portion 102a and the clad portion 102b
Only the propagating mode given by the relative refractive index difference (specific refractive index difference) Δ propagates to the output end of the optical fiber 102 without loss.

【0016】光ファイバ102の出力端から放射された
光は、伝搬可能モードに応じた光強度分布をしており、
図示しない光学系を通してディスプレイ光源として使用
される。
The light radiated from the output end of the optical fiber 102 has a light intensity distribution according to a propagable mode.
It is used as a display light source through an optical system (not shown).

【0017】半導体レーザ101に電力を供給する制御
電源104は、注入電流Iを高速に可変制御できる電源
である。ここで、半導体レーザ101の注入電流I対光
出力Pの一般的な特性を図2に示す。注入電流Iの増加
に対し、光出力Pが急激な増加に転ずる点の電流値はし
きい値電流Ithと呼ばれる。図2に示すように、制御
電源104はレーザ発振しない小電流からしきい値電流
Ithを含んで最大Imax まで可変制御範囲である。
A control power supply 104 for supplying power to the semiconductor laser 101 is a power supply capable of variably controlling the injection current I at high speed. Here, general characteristics of the injection current I of the semiconductor laser 101 versus the optical output P are shown in FIG. The current value at the point where the light output P starts to increase sharply with the increase of the injection current I is called the threshold current Ith. As shown in FIG. 2, the control power supply 104 has a variable control range from a small current that does not cause laser oscillation to a maximum Imax including the threshold current Ith.

【0018】制御電源104の電流制御の一例について
図3を示す。周期tp,振幅Imaxの矩形波状に注入電
流Iを制御する。この周期tpは、観察者の眼にフリッ
カとして感じられないよう短い周期にする。例えば、図
示していない後段の空間変調素子への映像更新周期がt
pの整数倍であるよう設定してもよいし、周期tpを映
像更新周期と比べてはるかに短くして、映像更新周期と
の関係をなくしてもよい。
FIG. 3 shows an example of the current control of the control power supply 104. The injection current I is controlled in a rectangular waveform having a cycle tp and an amplitude Imax. This cycle tp is set to a short cycle so that the observer does not feel flicker. For example, the image update cycle to the subsequent spatial modulation element (not shown) is t
It may be set to be an integral multiple of p, or the cycle tp may be set to be much shorter than the video update cycle so as to eliminate the relationship with the video update cycle.

【0019】なお、電流波形は矩形波に限らない。ま
た、デューティについても50%に限らない。波形やデ
ューティの制御も行い、赤・緑・青の強度比や輝度を調
整する手段として兼用してもよい。
The current waveform is not limited to a rectangular wave. Further, the duty is not limited to 50%. The control of the waveform and the duty may also be performed, and it may also be used as a means for adjusting the intensity ratio and the luminance of red / green / blue.

【0020】以上のように注入電流Iを制御することに
より、半導体レーザ101はパルス駆動され、過渡応答
を示し、注入電流Iの変化に応じてスペックルパターン
が変動する。前述したように周期tpでのパルス駆動に
おいては、固定スペックルパターンで生じていた明暗が
高速に変動するスペックルパターンでは平均化され、視
覚上観察者にはフリッカとしては感じられない良好な光
源となる。
By controlling the injection current I as described above, the semiconductor laser 101 is pulse-driven, exhibits a transient response, and the speckle pattern changes according to the change of the injection current I. As described above, in the pulse driving with the period tp, the light and dark generated in the fixed speckle pattern are averaged in the speckle pattern that fluctuates at a high speed, and a good light source that is not visually perceived as flicker by the observer. Becomes

【0021】図4は、この発明の第2 の実施の形態につ
いて説明するための構成図である。スーパールミネッセ
ントダイオード(SLD)と同様の構造を持つ端面半導
体発光素子201は、電源204から電流が注入される
ことにより発光し、その端面201aから光を出力す
る。半導体発光素子201内では、光が活性層201b
に閉じ込められる導波路構造となっている。また、図1
の半導体レーザ101と似た構造で誘導放出利得はある
ものの、端面反射による帰還のない構造となっており、
半導体発光素子201単体ではレーザ発振しない。すな
わち、半導体発光素子201の光を取り出さない側の端
面201dは反射面となっており、光を取り出す側の端
面201aは無反射コーティングとなっている。
FIG. 4 is a configuration diagram for explaining a second embodiment of the present invention. An edge semiconductor light emitting device 201 having a structure similar to that of a super luminescent diode (SLD) emits light when a current is injected from a power supply 204, and outputs light from the edge 201a. In the semiconductor light emitting device 201, light is applied to the active layer 201b.
The waveguide structure is confined in the waveguide. FIG.
Although there is a stimulated emission gain in a structure similar to that of the semiconductor laser 101, there is no feedback due to end face reflection.
The semiconductor light emitting element 201 alone does not oscillate. That is, the end surface 201d of the semiconductor light emitting element 201 on the side from which light is not extracted is a reflective surface, and the end surface 201a on the side from which light is extracted is a non-reflective coating.

【0022】半導体発光素子201より出力された光
は、光導波路203に入力する。光導波路203のコア
部203aの半導体発光素子201に面する側は、半導
体発光素子201の活性層201bの断面とほぼ等し
く、光ファイバ202に面する側は、光ファイバ202
のコア202a断面と一致するように形作られており、
光導波路203のコア部203aの外周は、コア部20
3aより屈折率の小さいクラッド部203bで囲まれて
いる。従って、光は光導波路203のコア部203aお
よびクラッド部203bに閉じ込められ、スポットサイ
ズが変換されて光ファイバ202へ伝搬する。
Light output from the semiconductor light emitting element 201 is input to the optical waveguide 203. The side of the core portion 203a of the optical waveguide 203 facing the semiconductor light emitting element 201 is substantially equal to the cross section of the active layer 201b of the semiconductor light emitting element 201, and the side facing the optical fiber 202 is the optical fiber 202.
Is formed so as to coincide with the cross section of the core 202a,
The outer periphery of the core 203 a of the optical waveguide 203 is
It is surrounded by a cladding 203b having a smaller refractive index than 3a. Therefore, the light is confined in the core portion 203a and the clad portion 203b of the optical waveguide 203, the spot size is changed, and the light propagates to the optical fiber 202.

【0023】光ファイバ202では、入射された光のう
ち、コア直径d,相対屈折率差Δなどで与えられる伝搬
可能モードのみが光ファイバ202内をロスなく伝搬す
る。光ファイバ202の出力端側には、使用波長に対す
るグレーティング202bが施してあり、伝搬してきた
光のほとんどを反射する。反射した光は、光ファイバ2
02を伝搬し、光導波路203を経て半導体発光素子2
01へ伝搬する。半導体発光素子201には十分な誘導
放出利得を持つので、光増幅されて再び光導波路20
3,光ファイバ202へと反射・伝搬・増幅を繰り返
し、レーザ発振に至る。
In the optical fiber 202, of the incident light, only a propagating mode given by the core diameter d, the relative refractive index difference Δ and the like propagates in the optical fiber 202 without loss. On the output end side of the optical fiber 202, a grating 202b for the used wavelength is provided, and reflects most of the propagated light. The reflected light is transmitted through the optical fiber 2
02 through the optical waveguide 203 and the semiconductor light emitting element 2
Propagate to 01. Since the semiconductor light emitting element 201 has a sufficient stimulated emission gain, it is optically amplified and
3. Repetition of reflection, propagation, and amplification to the optical fiber 202 leads to laser oscillation.

【0024】従って、この実施の形態の場合、半導体発
光素子201の反射端面201dから光ファイバグレー
ティング部202b間がレーザ共振器構造となってい
る。光ファイバグレーティング部202bで反射せずに
光ファイバ202の出力端から放射された光は、光ファ
イバ202の伝搬可能モードに応じた光強度分布をして
おり、図示しない光学系を通してディスプレイ光源とし
て使用される。
Therefore, in the case of this embodiment, the portion between the reflection end face 201d of the semiconductor light emitting element 201 and the optical fiber grating section 202b has a laser resonator structure. The light radiated from the output end of the optical fiber 202 without being reflected by the optical fiber grating section 202b has a light intensity distribution according to a propagating mode of the optical fiber 202, and is used as a display light source through an optical system (not shown). Is done.

【0025】なお、光導波路203には、印加電界Eに
応じて屈折率が変化するポッケルス効果など電気光学効
果を示す媒質部分を含んでいる。この媒質部分に電極対
203c1,203c2が設けてあり、電極対203c
1,203c2間には変調電源205により振動電界E
が与えられている。
The optical waveguide 203 includes a medium portion exhibiting an electro-optic effect such as the Pockels effect in which the refractive index changes according to the applied electric field E. An electrode pair 203c1 and 203c2 are provided in this medium portion.
The oscillation electric field E is generated between the modulation power sources 205 and 203c2.
Is given.

【0026】この振動電界Eの時間変化は、図5に示す
ように、周期tpで繰り返している。このため周期tp
で電界印加領域の電気光学効果媒質では屈折率が振動し
ており、振動に応じて伝搬する光の位相も振動すること
になる。周期tpは少なくとも視覚上フリッカと感じな
いよう短く設定してある。
The time change of the oscillating electric field E is repeated at a cycle tp as shown in FIG. Therefore, the period tp
In the electro-optic effect medium in the electric field application region, the refractive index oscillates, and the phase of light propagating in response to the oscillation also oscillates. The period tp is set to be short so that at least the flicker is not visually perceived.

【0027】このように印加電界を振動制御することに
より、印加電界の振動に応じてスペックルパターンが変
動する。固定スペックルパターンで生じていた明暗が高
速に変動するスペックルパターンとなり平均化され、ま
た観察者にはフリッカとしては感じられない良好な光源
となる。
By controlling the vibration of the applied electric field in this way, the speckle pattern fluctuates according to the vibration of the applied electric field. Brightness and darkness generated by the fixed speckle pattern are changed to a speckle pattern that fluctuates at high speed and averaged, and a good light source that is not perceived as flicker by an observer.

【0028】この実施の形態では、光導波路203の位
置に電極対203c1,203c2と変調電源205と
からなる光位相器を持つ構成として説明した。しかし、
光導波路203の光伝搬特性または光導波路203に入
出力される光分布自体を変更すれば、その効果を得るこ
とができるものであることから、光位相器は、光導波路
203の入力側あるいは出力側に配置してもよい。
In this embodiment, the configuration has an optical phase shifter including the electrode pairs 203c1 and 203c2 and the modulation power supply 205 at the position of the optical waveguide 203. But,
If the light propagation characteristics of the optical waveguide 203 or the distribution of light input / output to / from the optical waveguide 203 itself is changed, the effect can be obtained. It may be arranged on the side.

【0029】次に図6の構成図を用い、この発明の第3
の実施の形態について説明するが、第2の実施の形態と
同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。すな
わち、半導体発光素子201より放射された光は、光導
波路303へ入力する。光導波路303のコア部303
aに面する半導体発光素子201の端面201a側は、
半導体発光素子201の活性層201bの断面とほぼ等
しく、光ファイバ302に面する側は、光ファイバ30
2のコア部302aの断面と一致するように形作られて
いる。光導波路303のコア部302aの外周は、コア
部302aより屈折率の小さいクラッド部302bで囲
まれている。従って、光は光導波路303のコア部30
1aおよびクラッド部302bに閉じ込められ、スポッ
トサイズが変換されて光ファイバ302へ伝搬する。
Next, referring to the configuration diagram of FIG.
This embodiment will be described, and the same components as those of the second embodiment will be denoted by the same reference numerals. That is, the light emitted from the semiconductor light emitting element 201 enters the optical waveguide 303. Core part 303 of optical waveguide 303
The end face 201a side of the semiconductor light emitting element 201 facing a
The side of the semiconductor light emitting element 201 which is substantially equal to the cross section of the active layer 201b and faces the optical fiber 302 is the optical fiber 30.
It is formed so as to coincide with the cross section of the second core portion 302a. The outer periphery of the core 302a of the optical waveguide 303 is surrounded by a clad 302b having a smaller refractive index than the core 302a. Accordingly, light is transmitted to the core 30 of the optical waveguide 303.
1 a and the cladding 302 b, the spot size is changed, and the light is transmitted to the optical fiber 302.

【0030】光ファイバ302はマルチモード光ファイ
バであり、基本モード以外の高次のモードにもカットオ
フとならず伝搬可能なモードがある。伝搬可能なモード
に対応する光のみロスなく伝搬し、ファイバグレーティ
ング部302bでほとんどが反射される。第2の実施の
形態と同様に、半導体発光素子201の反射端面201
aから光ファイバグレーティング部302b間がレーザ
共振器構造となって、レーザ発振する。
The optical fiber 302 is a multimode optical fiber, and there are modes that can propagate without being cut off even in higher-order modes other than the fundamental mode. Only light corresponding to the propagable mode propagates without loss, and most of the light is reflected by the fiber grating section 302b. As in the second embodiment, the reflection end face 201 of the semiconductor light emitting element 201
The portion from a to the optical fiber grating portion 302b has a laser resonator structure and oscillates laser.

【0031】マルチモード光ファイバ302には、ファ
イバの一部に応力を加える圧電アクチュエータ305が
取り付けてあり、制御電源306からの制御電圧で駆動
されている。ファイバ302は圧電アクチュエータ30
5から応力を受けるとわずかに変形し、摂動が加えられ
た構造となる。
The multi-mode optical fiber 302 is provided with a piezoelectric actuator 305 for applying a stress to a part of the fiber, and is driven by a control voltage from a control power supply 306. The fiber 302 is a piezoelectric actuator 30
When a stress is applied from No. 5, the structure is slightly deformed and becomes a perturbed structure.

【0032】従って、応力のない理想状況では各伝搬モ
ードが独立に単独で伝搬できるのに対し、摂動構造では
伝搬とともに他のモードのパワーに変換されたり他のモ
ードからパワーを受け取ったりする相互作用が起こる。
これはモード結合と呼ばれている。
Therefore, in the ideal situation without stress, each propagation mode can independently propagate independently, whereas in the perturbed structure, the interaction in which the power is converted into the power of another mode or receives the power from the other mode together with the propagation. Happens.
This is called mode coupling.

【0033】この実施の形態では、圧電アクチュエータ
305によってファイバ302に与える応力の時間変化
は図7に示すようになる。加える応力が時間変化するの
でモード結合の結合係数も時間変化することになる。す
なわち、発振している複数モードのパワー比が時間変化
するので、干渉の状態が変動し、スペックルパターンも
時間変化する。
In this embodiment, the time change of the stress applied to the fiber 302 by the piezoelectric actuator 305 is as shown in FIG. Since the applied stress changes with time, the coupling coefficient of mode coupling also changes with time. That is, since the power ratio of the plurality of oscillating modes changes with time, the state of interference changes and the speckle pattern also changes with time.

【0034】応力の時間変化周期tpは、少なくとも視
覚上眼にフリッカと感じないほど短時間としているの
で、従来固定スペックルパターンで生じていた明暗は、
この実施の形態では高速に変動するスペックルパターン
となる。従って、強度分布は滑らかに平均化され良好な
ディスプレイ光源となる。
Since the time change cycle tp of the stress is at least short enough not to be visually perceived as flicker, the lightness and darkness conventionally caused by the fixed speckle pattern are as follows.
In this embodiment, the speckle pattern changes at a high speed. Therefore, the intensity distribution is smoothly averaged, resulting in a good display light source.

【0035】なお、圧力を加える手段としては、圧電ア
クチュエータを使用して説明したが、電磁的に圧力を加
える素子を用いても良い。この発明は、上記した実施の
形態に限定されるものではない。例えば、図1の実施の
形態では、半導体発光手段として半導体レーザ101,
光ファイバ手段として光ファイバ102を用いて説明し
たが、スーパールミネッセントダイオード(SLD)と
同様の構造を持つ端面発光形の半導体発光素子201
と、ファイバグレーティング部202bを持つ光ファイ
バ202を用いた図8に示す構成にすると共振パラメー
タが変化し、同様の効果が得られる。
Although a means for applying pressure has been described using a piezoelectric actuator, an element for applying pressure electromagnetically may be used. The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment of FIG. 1, the semiconductor laser 101,
Although the description has been given using the optical fiber 102 as the optical fiber means, an edge-emitting semiconductor light emitting device 201 having a structure similar to that of a super luminescent diode (SLD)
The configuration shown in FIG. 8 using the optical fiber 202 having the fiber grating section 202b changes the resonance parameter and obtains the same effect.

【0036】また、図4の第2の実施の形態では、半導
体発光手段として端面発光形の半導体素子201と、フ
ァイバグレーティング部202bを持つ光ファイバ20
2を用いて説明したが、半導体レーザ101と光ファイ
バ102を用いた図9に示す構成にすると伝搬パラメー
タが変化し、同様の効果が得られる。
In the second embodiment shown in FIG. 4, an edge emitting semiconductor element 201 as a semiconductor light emitting means and an optical fiber 20 having a fiber grating portion 202b are provided.
Although the description has been made with reference to FIG. 2, the configuration shown in FIG. 9 using the semiconductor laser 101 and the optical fiber 102 changes the propagation parameter, and achieves the same effect.

【0037】また、図6の実施の形態では、半導体発光
手段として端面発光形の半導体素子201と、ファイバ
グレーティング部302bを持つマルチモード光ファイ
バ302を用いて説明したが、半導体レーザ101とマ
ルチモード光ファイバ402を用いた図10の構成にす
ると、伝搬パラメータが変化し、同様の効果が得られ
る。
In the embodiment shown in FIG. 6, the semiconductor light emitting means is described using the edge emitting semiconductor element 201 and the multimode optical fiber 302 having the fiber grating portion 302b. With the configuration shown in FIG. 10 using the optical fiber 402, the propagation parameter changes, and the same effect can be obtained.

【0038】また、端面発光形の半導体素子201の反
射端面201dを無反射コーディング面及び光導波路、
ファイバグレーティングをもつ光ファイバの構成で反射
端面としてもよい。すなわち、出力側の無反射コーティ
ング面201a、光導波路203、ファイバグレーティ
ングをもつ光ファイバ202と同様の構成としてもよ
い。
The reflection end face 201d of the edge emitting type semiconductor element 201 is formed by a non-reflection coding face and an optical waveguide.
The reflection end face may be formed by an optical fiber having a fiber grating. That is, the configuration may be the same as that of the non-reflective coating surface 201a on the output side, the optical waveguide 203, and the optical fiber 202 having the fiber grating.

【0039】また、上記したレーザ光源を複数用意し、
ファイバ出力側を近接させたり光ファイバカプラに入力
したりして1組の光源とし、それぞれの共振パラメータ
制御手段を組み合わせ制御して、高出力化するとともに
さらにスペックルパターンを低減することもできる。共
振パラメータ制御手段をも組み合わせてもよく、スペッ
クルパターンをさらに低減できる。
Further, a plurality of the above laser light sources are prepared,
By making the fiber output side close or inputting to an optical fiber coupler to form a set of light sources, the respective resonance parameter control means can be combined and controlled to increase the output and further reduce the speckle pattern. The resonance parameter control means may be combined, and the speckle pattern can be further reduced.

【0040】さらに、各の実施の形態では半導体発光手
段と光ファイバ手段との光結合に光導波路を用いたが、
レンズ光学系を用いてもよい。出力側に光ファイバを配
置する構成としているので、光ファイバを曲げて引き回
すことにより、例えば発熱する半導体発光手段を、放熱
性のよい位置におくなどの光源配置の自由度が向上す
る。
Further, in each of the embodiments, the optical waveguide is used for the optical coupling between the semiconductor light emitting means and the optical fiber means.
A lens optical system may be used. Since the optical fiber is arranged on the output side, the degree of freedom in light source arrangement is improved by bending and drawing the optical fiber, for example, by placing the semiconductor light emitting means that generates heat in a position with good heat dissipation.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、この発明のレーザ
光源装置によれば、スペックルパターンを高速に変動さ
せることで、視覚上の平均化を行い滑らかな分布を持っ
た光源とすることができる。また、光ファイバを出力側
に持つため、光ファイバを曲げる等して光学的配置の自
由度が大きい光源を得ることができる。
As described above, according to the laser light source device of the present invention, the light source having a smooth distribution can be obtained by visual averaging by changing the speckle pattern at high speed. it can. Further, since the optical fiber is provided on the output side, a light source having a high degree of freedom in optical arrangement can be obtained by bending the optical fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1 の実施の形態について説明する
ための構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】半導体レーザの注入電流対光出力の特性例につ
いて説明するための説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram for describing an example of characteristics of an injection current versus an optical output of a semiconductor laser.

【図3】図1の制御電源の注入電流制御例について説明
するための説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram for describing an example of injection current control of a control power supply in FIG. 1;

【図4】この発明の第2 の実施の形態について説明する
ための構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram for explaining a second embodiment of the present invention.

【図5】図4の変調電源による電極対間の振動電界例に
ついて説明するための説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an example of an oscillating electric field between an electrode pair by the modulation power supply in FIG. 4;

【図6】この発明の第3の実施の形態について説明する
ための構成図。
FIG. 6 is a configuration diagram for explaining a third embodiment of the present invention.

【図7】図6の圧電アクチュエータによる応力の時間変
化例について説明するための説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram for describing an example of a temporal change in stress caused by the piezoelectric actuator of FIG. 6;

【図8】図1の実施の形態の変形例について説明するた
めの構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram for explaining a modification of the embodiment of FIG. 1;

【図9】図4の実施の形態の変形例について説明するた
めの構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram for describing a modification of the embodiment in FIG. 4;

【図10】図6の実施の形態の変形例について説明する
ための構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram for explaining a modification of the embodiment of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…半導体レーザ、102,202…光ファイバ、
103,203,303…光導波路、104,306…
制御電源、101a,101d,201a,201d…
端面、101b,201b…活性層、202a,302
a…ファイバグレーティング部、203c1,203c
2…電極対、204…電源、205…変調電源、30
2,402…マルチモード光ファイバ、305…圧電ア
クチュエータ。
101: semiconductor laser, 102, 202: optical fiber,
103, 203, 303 ... optical waveguide, 104, 306 ...
Control power supply, 101a, 101d, 201a, 201d ...
End face, 101b, 201b ... active layer, 202a, 302
a: Fiber grating section, 203c1, 203c
2 ... electrode pair, 204 ... power supply, 205 ... modulation power supply, 30
2,402: Multi-mode optical fiber, 305: Piezoelectric actuator.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ共振器構造を持つ半導体発光手段
である半導体レーザと、 前記半導体レーザより発光された光を伝搬する光ファイ
バ手段と、 前記半導体レーザの出力端と前記光ファイバ手段の入力
端とを光結合する光導波手段と、 前記光ファイバ手段の出力端からの出力光分布が滑らか
となるよう、前記レーザ光源のパラメータを制御するパ
ラメータ制御手段とを具備してなることを特徴とするレ
ーザ光源装置。
A semiconductor laser as a semiconductor light emitting means having a laser resonator structure; an optical fiber means for transmitting light emitted from the semiconductor laser; an output end of the semiconductor laser and an input end of the optical fiber means And a parameter control means for controlling parameters of the laser light source so that an output light distribution from an output end of the optical fiber means becomes smooth. Laser light source device.
【請求項2】 片方の端面を反射面とし他方の端面を無
反射コーティングされた面とした端面発光形の半導体発
光手段と、前記発光手段により発光された光を伝搬する
光ファイバ手段と、前記発光手段と前記光ファイバ手段
の入力端とを光結合する光導波手段と、光反射手段と、
前記発光手段の反射面と前記光反射手段との間に反射を
繰り返してレーザ共振構造をなすレーザ光源において、 前記光ファイバ手段の出力端からの出力光分布が滑らか
となるよう、前記レーザ光源のパラメータを制御するパ
ラメータ制御手段とを具備してなることを特徴とするレ
ーザ光源装置。
2. An edge emitting semiconductor light emitting means having one end face as a reflection face and the other end face as a non-reflection coated face, an optical fiber means for transmitting light emitted by said light emission means, Optical waveguide means for optically coupling the light emitting means and the input end of the optical fiber means, light reflecting means,
In a laser light source that forms a laser resonance structure by repeating reflection between the reflection surface of the light emitting means and the light reflecting means, the output light distribution from the output end of the optical fiber means becomes smooth, A laser light source device comprising: parameter control means for controlling parameters.
【請求項3】 前記パラメータ制御手段は、半導体発光
手段への注入電流量を高速に可変可能な注入電流制御手
段であることを特徴とする請求項1または2に記載のレ
ーザ光源装置。
3. The laser light source device according to claim 1, wherein said parameter control means is an injection current control means capable of changing an injection current amount to a semiconductor light emitting means at a high speed.
【請求項4】 前記パラメータ制御手段は、伝搬する光
の位相を高速に変化可能な光位相器であることを特徴と
する請求項1または2に記載のレーザ光源装置。
4. The laser light source device according to claim 1, wherein said parameter control means is an optical phase shifter capable of changing a phase of a propagating light at a high speed.
【請求項5】 前記パラメータ制御手段は、前記光ファ
イバ手段に圧力を加えてモード間結合量を高速に変化可
能な加圧制御手段であることを特徴とする請求項1また
は2に記載のレーザ光源装置。
5. A laser according to claim 1, wherein said parameter control means is a pressure control means capable of applying a pressure to said optical fiber means to rapidly change an inter-mode coupling amount. Light source device.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007099847A1 (en) * 2006-03-03 2007-09-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Illumination light source device and laser projection device
WO2008081564A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-10 Olympus Corporation Light source optical system for display and display system
US7463487B2 (en) 2005-11-04 2008-12-09 Lg Electronics Inc. Cooling apparatus for flat display device
US7492589B2 (en) 2005-11-04 2009-02-17 Lg Electronics Inc. Cooling apparatus for flat display device
JP2009164637A (en) * 2001-08-10 2009-07-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device manufacturing method and laser irradiation device
JP2009222964A (en) * 2008-03-17 2009-10-01 Fujifilm Corp Low-speckle light source device
JP2011508982A (en) * 2008-01-04 2011-03-17 マインドスピード・テクノロジーズ・インコーポレイテッド Method and apparatus for reducing optical signal speckle
US8451878B2 (en) 2010-12-08 2013-05-28 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Surface profile inspection device
US9069184B2 (en) 2010-03-19 2015-06-30 Funai Electric Co., Ltd. Display device, and portable apparatus having projector function
JP2016100536A (en) * 2014-11-25 2016-05-30 三菱電機株式会社 Drive method of semiconductor laser and display system

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009164637A (en) * 2001-08-10 2009-07-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device manufacturing method and laser irradiation device
US7463487B2 (en) 2005-11-04 2008-12-09 Lg Electronics Inc. Cooling apparatus for flat display device
US7492589B2 (en) 2005-11-04 2009-02-17 Lg Electronics Inc. Cooling apparatus for flat display device
WO2007099847A1 (en) * 2006-03-03 2007-09-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Illumination light source device and laser projection device
US7835409B2 (en) 2006-03-03 2010-11-16 Panasonic Corporation Illumination light source device and laser projection device
JP5231990B2 (en) * 2006-03-03 2013-07-10 パナソニック株式会社 Illumination light source and laser projection apparatus
WO2008081564A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-10 Olympus Corporation Light source optical system for display and display system
JP2011508982A (en) * 2008-01-04 2011-03-17 マインドスピード・テクノロジーズ・インコーポレイテッド Method and apparatus for reducing optical signal speckle
JP2009222964A (en) * 2008-03-17 2009-10-01 Fujifilm Corp Low-speckle light source device
US9069184B2 (en) 2010-03-19 2015-06-30 Funai Electric Co., Ltd. Display device, and portable apparatus having projector function
US8451878B2 (en) 2010-12-08 2013-05-28 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Surface profile inspection device
JP2016100536A (en) * 2014-11-25 2016-05-30 三菱電機株式会社 Drive method of semiconductor laser and display system

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