JP2002289949A - 光ファイバ、光増幅発振装置、レーザ光発生装置、レーザディスプレイ装置およびカラーレーザディスプレイ装置 - Google Patents

光ファイバ、光増幅発振装置、レーザ光発生装置、レーザディスプレイ装置およびカラーレーザディスプレイ装置

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重夫 久保田
Hisashi Masuda
久 増田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の発振可能な遷移波長帯が存在するとき、
１つの遷移波長帯の発振を抑制し、他の１つの遷移波長
帯で発振および増幅させることが可能な光ファイバと、
これを用いた光増幅発振装置、レーザ光発生装置、レー
ザディスプレイ装置およびカラーレーザディスプレイ装
置を提供する。 【解決手段】第１の金属イオンを含有するコア１０と、
コアの外周部に形成され、第１の金属イオンの第１の遷
移の遷移波長帯における吸収係数が、第１の金属イオン
の第２の遷移の遷移波長帯における吸収係数よりも、好
ましくは５倍以上大きい第２の金属イオンを含有するク
ラッド１１とを有し、第１の遷移に起因する光の増幅が
抑制され、第２の遷移に起因する光の少なくとも増幅ま
たは発振がなされる光ファイバ構成とし、この光ファイ
バを組み込んで、光増幅発振装置、レーザ光発生装置、
およびレーザディスプレイ装置などを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ、光増
幅発振装置、レーザ光発生装置、レーザディスプレイ装
置およびカラーレーザディスプレイ装置に関し、特に、
ファイバレーザを構成可能な光ファイバと、これを用い
た光増幅発振装置、レーザ光発生装置、レーザディスプ
レイ装置およびカラーレーザディスプレイ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】赤色、緑色および青色の各色に発光する
レーザを組み合わせて、カラー画像を表示するカラーレ
ーザディスプレイ装置が提案されている。上記のレーザ
光源としては、赤色と緑色のレーザに関しては半導体レ
ーザの開発が進んでいる。緑色については固体レーザで
１０Ｗ出力の連続波レーザも現在入手可能である。一方
で、青色のレーザに関しても種々の研究がなされてお
り、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）に代表される窒化物
系の化合物半導体レーザや、例えば９２０ｎｍ帯の赤外
レーザ光を非線形素子により第２高調波に変換して得た
青色レーザが考えられている。
【０００３】上記の赤外レーザ光を非線形素子により第
２高調波に変換する方法においては、非線形現象を利用
しているために、非線形素子に入射する赤外レーザ光の
強度を十分に確保する必要がある。例えば１０５０ｎｍ
帯や１５５０ｎｍ帯におけるレーザ光を得るために、ダ
ブルクラッド構造の光ファイバを利用したファイバレー
ザが提案されている。
【０００４】図９は、上記のファイバレーザを構成する
ダブルクラッド構造の光ファイバの模式図である。上記
の光ファイバ１は、コア１０と、コア１０の外周部に形
成された第１クラッド１１と、第１クラッド１１の外周
部に形成された第２クラッド１２とを有する。コア１０
は、例えばＥｒ3+やＮｄ3+をドープしたガラスからな
る。以下では、Ｎｄ3+の場合について説明する。第１ク
ラッド１１中に、例えば半導体レーザなどから出射され
る８１０ｎｍの波長の励起光ＰＬが入射されると、例え
ばガラス中のＮｄ3+のエネルギー状態の遷移である 4Ｆ
3/2 → 4Ｉ11/2遷移に起因して、例えば１０５０ｎｍ帯
のレーザ光が発生する。ここで、例えば１０５０ｎｍの
波長の被増幅光である信号レーザ光ＳＬをコア１０中
に、上記の励起光ＰＬと同時に入射することで、１０５
０ｎｍの信号レーザ光ＳＬを光ファイバ１中で増幅し、
高強度の１０５０ｎｍ帯のレーザ光を得ることができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
カラーレーザディスプレイなどの青色光源としては、第
２高調波に変換したときに青色領域となる４６０ｎｍ帯
となるように９２０ｎｍ帯の光を用いるので、１０５０
ｎｍ帯の光は不要となっており、１０５０ｎｍ帯の発振
を抑制することが望まれていたが、上記のようなＮｄ3+
をドープしたコアの光ファイバにおいては１０５０ｎｍ
帯の波長での発振は９２０ｎｍ帯の波長での発振よりも
非常に強く、１０５０ｎｍ帯の波長での発振を抑制しな
がら、９２０ｎｍ帯の波長で発振および増幅させること
が非常に困難となっていた。
【０００６】上記のように、ファイバレーザを構成する
ことができる光ファイバにおいて、複数の発振可能な遷
移波長帯が存在するとき、１つの遷移波長帯の発振を抑
制し、他の１つの遷移波長帯で発振および増幅させる方
法は知られていない。
【０００７】本発明は上記の状況に鑑みてなされたもの
であり、従って本発明の目的は、ファイバレーザを構成
することができる光ファイバにおいて、複数の発振可能
な遷移波長帯が存在するとき、１つの遷移波長帯の発振
を抑制し、他の１つの遷移波長帯で発振および増幅させ
ることが可能な光ファイバと、これを用いた光増幅発振
装置、レーザ光発生装置、レーザディスプレイ装置およ
びカラーレーザディスプレイ装置を提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の光ファイバは、第１の金属イオンを含有
するコアと、上記コアの外周部に形成され、上記第１の
金属イオンの第１の遷移の遷移波長帯における吸収係数
が、上記第１の金属イオンの第２の遷移の遷移波長帯に
おける吸収係数よりも大きい第２の金属イオンを含有す
るクラッドとを有し、上記第１の遷移に起因する光の増
幅が抑制され、上記第２の遷移に起因する光の少なくと
も増幅または発振がなされる。
【０００９】上記本発明の光ファイバは、好適には、上
記第１の金属イオンの第１の遷移の遷移波長帯における
吸収係数が、上記第１の金属イオンの第２の遷移の遷移
波長帯における吸収係数よりも５倍以上大きい。
【００１０】上記本発明の光ファイバは、好適には、上
記第１の金属イオンがＮｄ3+である。さらに好適には、
上記第１の遷移が 4Ｆ3/2 → 4Ｉ11/2遷移であり、上記
第２の遷移が 4Ｆ3/2 → 4Ｉ9/2 遷移である。また、さ
らに好適には、上記第１の遷移の遷移波長帯が１０５０
±２０ｎｍであり、上記第２の遷移の遷移波長帯が９２
０±２０ｎｍである。
【００１１】上記本発明の光ファイバは、好適には、上
記光ファイバのｖファクタが０．５＜ｖ＜２．５の範囲
である。また、好適には、上記光ファイバは偏波面保存
ファイバである。
【００１２】上記本発明の光ファイバは、好適には、上
記コアは上記第１の金属イオンを含有するガラスからな
る。さらに好適には、上記コアは上記第１の金属イオン
を含有するフッ化物ガラス、特にジルコニウムを含有す
るフッ化物ガラスからなる。
【００１３】上記本発明の光ファイバは、好適には、上
記第２の金属イオンは希土類イオンである。さらに好適
には、上記第２の金属イオンはＰｒ3+であり、上記クラ
ッド中のＰｒ3+のドープ量が１重量％以上４０重量％以
下であることが好ましい。また、さらに好適には、上記
第２の金属イオンはＳｍ2+である。
【００１４】上記本発明の光ファイバは、好適には、上
記クラッドの外周部に、さらに第２クラッドが形成され
ている。
【００１５】上記本発明の光ファイバは、例えば、ファ
イバレーザを構成することができる。ここで、コアに含
有される第１の金属イオンに起因する複数の発振可能な
遷移波長帯が存在するとき、上記第１の金属イオンの第
１の遷移の遷移波長帯における吸収係数が、上記第１の
金属イオンの第２の遷移の遷移波長帯における吸収係数
よりも、例えば５倍以上大きい第２の金属イオンがクラ
ッド中に含有されているので、当該クラッド中において
第１の遷移波長帯の光を吸収して第１の遷移波長帯の発
振を抑制し、一方で、第２の遷移波長帯で発振および増
幅させることが可能である。
【００１６】例えばＮｄ3+を含むフッ化物ガラスからな
るコアの場合、 4Ｆ3/2 → 4Ｉ11/2遷移（１０５０±２
０ｎｍ）と 4Ｆ3/2 → 4Ｉ9/2 遷移（９２０±２０ｎ
ｍ）の発振可能な遷移が存在するが、クラッド中にＰｒ
3+あるいはＳｍ2+などの希土類イオンを所定濃度で含有
させることで、 4Ｆ3/2 → 4Ｉ11/2遷移（１０５０±２
０ｎｍ）による発振を抑制しながら、 4Ｆ3/2 → 4Ｉ
9/2 遷移（９２０±２０ｎｍ）による発振を増幅させる
ことが可能となる。特に、ｖファクタを０．５〜２．５
程度に選択することで、コアに対してクラッド中を伝搬
する光の割合を、１０５０±２０ｎｍの光の方が９２０
±２０ｎｍの光よりも効果的に高くすることにより、１
０５０±２０ｎｍの光のクラッド中での吸収を効率的に
行うことができ、１０５０±２０ｎｍの光の発振を抑制
することができる。
【００１７】また、上記の目的を達成するために、本発
明の光増幅発振装置は、第１の金属イオンを含有するコ
アと、上記コアの外周部に形成され、上記第１の金属イ
オンの第１の遷移の遷移波長帯における吸収係数が、上
記第１の金属イオンの第２の遷移の遷移波長帯における
吸収係数よりも大きい第２の金属イオンを含有するクラ
ッドとを有する光ファイバと、上記第２の遷移の遷移波
長帯の被増幅光を出射する第１の光源と、励起光を出射
する第２の光源と、上記被増幅光と上記励起光を上記光
ファイバに入射させる光学手段とを有し、上記光ファイ
バにおいて、上記第１の遷移に起因する光の増幅が抑制
され、上記被増幅光の増幅または上記第２の遷移に起因
する光の発振がなされる。
【００１８】上記の本発明の光増幅発振装置は、好適に
は、上記第２の光源は半導体レーザである。また、Ｐｒ
3+ドープ以外では、好適には、上記励起光の波長は８０
０±２０ｎｍであるが、Ｐｒ3+ドープの場合は、好適に
は、上記励起光の波長が８４５±１０ｎｍあるいは７７
５±１０ｎｍである。
【００１９】上記の本発明の光増幅発振装置は、複数の
発振可能な遷移波長帯が存在するとき、第１の遷移波長
帯の発振を抑制し、第２の遷移波長帯で発振および増幅
させることが可能な上記の本発明の光ファイバを用い
て、例えば９２０±２０ｎｍの光を発振増幅させること
が可能となる。
【００２０】また、上記の目的を達成するために、本発
明のレーザ光発生装置は、第１の金属イオンを含有する
コアと、上記コアの外周部に形成され、上記第１の金属
イオンの第１の遷移の遷移波長帯における吸収係数が、
上記第１の金属イオンの第２の遷移の遷移波長帯におけ
る吸収係数よりも大きい第２の金属イオンを含有するク
ラッドとを有する光ファイバと、上記第２の遷移の遷移
波長帯の被増幅光を出射する第１の光源と、励起光を出
射する第２の光源と、入射された光を第２高調波に変換
する非線形素子と、上記被増幅光と上記励起光を上記光
ファイバに入射させ、上記光ファイバからの出射光を上
記非線形素子に入射させる光学手段とを有し、上記光フ
ァイバにおいて、上記第１の遷移に起因する光の増幅が
抑制され、上記被増幅光の増幅または上記第２の遷移に
起因する光の発振がなされ、上記非線形素子において、
上記光ファイバからの出射光から変換された第２高調波
のレーザ光が出射される。
【００２１】上記の本発明のレーザ光発生装置は、複数
の発振可能な遷移波長帯が存在するとき、第１の遷移波
長帯の発振を抑制し、第２の遷移波長帯で発振および増
幅させることが可能な上記の本発明の光ファイバを用い
て、例えば９２０±２０ｎｍの光を発振増幅させ、さら
に入射された光を第２高調波に変換する非線形素子によ
り、４６０±１０ｎｍの波長帯に変換されたレーザ光を
出射することが可能となる。
【００２２】また、上記の目的を達成するために、本発
明のレーザディスプレイ装置は、レーザ光発生装置と、
上記レーザ光発生装置において発生されるレーザ光を空
間変調する空間変調器と、上記空間変調されたレーザ光
を投影するレンズと、上記レーザ光が投影されるスクリ
ーンとを有し、上記レーザ光発生装置は、第１の金属イ
オンを含有するコアと、上記コアの外周部に形成され、
上記第１の金属イオンの第１の遷移の遷移波長帯におけ
る吸収係数が、上記第１の金属イオンの第２の遷移の遷
移波長帯における吸収係数よりも大きい第２の金属イオ
ンを含有するクラッドとを有する光ファイバと、上記第
２の遷移の遷移波長帯の被増幅光を出射する第１の光源
と、励起光を出射する第２の光源と、入射された光を第
２高調波に変換する非線形素子と、上記被増幅光と上記
励起光を上記光ファイバに入射させ、上記光ファイバか
らの出射光を上記非線形素子に入射させる光学手段とを
有し、上記光ファイバにおいて、上記第１の遷移に起因
する光の増幅が抑制され、上記被増幅光の増幅または上
記第２の遷移に起因する光の発振がなされ、上記非線形
素子において、上記光ファイバからの出射光から変換さ
れた第２高調波のレーザ光が出射される。
【００２３】上記の本発明のレーザディスプレイ装置
は、好適には、上記第２高調波のレーザ光の波長が４６
０±１０ｎｍの波長である。
【００２４】上記の本発明のレーザディスプレイ装置
は、複数の発振可能な遷移波長帯が存在するとき、第１
の遷移波長帯の発振を抑制し、第２の遷移波長帯で発振
および増幅させることが可能な上記の本発明の光ファイ
バを用いて、例えば９２０±２０ｎｍの光を発振増幅さ
せ、さらに入射された光を第２高調波に変換する非線形
素子により、４６０±１０ｎｍの波長帯に変換し、得ら
れたレーザ光をスクリーンに投影するレーザディスプレ
イ装置とすることができる。
【００２５】また、上記の目的を達成するために、本発
明のカラーレーザディスプレイ装置は、青色レーザ光発
生装置、緑色レーザ光発生装置および赤色レーザ光発生
装置と、上記青色レーザ光発生装置、緑色レーザ光発生
装置および赤色レーザ光発生装置において発生される青
色レーザ光、緑色レーザ光および赤色レーザ光を空間変
調する空間変調器と、上記空間変調された上記青色レー
ザ光、緑色レーザ光および赤色レーザ光を投影するレン
ズと、上記青色レーザ光、緑色レーザ光および赤色レー
ザ光が投影されるスクリーンとを有し、上記青色レーザ
光発生装置は、第１の金属イオンを含有するコアと、上
記コアの外周部に形成され、上記第１の金属イオンの第
１の遷移の遷移波長帯における吸収係数が、上記第１の
金属イオンの第２の遷移の遷移波長帯における吸収係数
よりも大きい第２の金属イオンを含有するクラッドとを
有する光ファイバと、上記第２の遷移の遷移波長帯の被
増幅光を出射する第１の光源と、励起光を出射する第２
の光源と、入射された光を第２高調波に変換する非線形
素子と、上記被増幅光と上記励起光を上記光ファイバに
入射させ、上記光ファイバからの出射光を上記非線形素
子に入射させる光学手段とを有し、上記光ファイバにお
いて、上記第１の遷移に起因する光の増幅が抑制され、
上記被増幅光の増幅または上記第２の遷移に起因する光
の発振がなされ、上記非線形素子において、上記光ファ
イバからの出射光から変換された第２高調波のレーザ光
が出射される。
【００２６】上記の本発明のカラーレーザディスプレイ
装置は、複数の発振可能な遷移波長帯が存在するとき、
第１の遷移波長帯の発振を抑制し、第２の遷移波長帯で
発振および増幅させることが可能な上記の本発明の光フ
ァイバを用いて、例えば９２０±２０ｎｍの光を発振増
幅させ、さらに入射された光を第２高調波に変換する非
線形素子により、４６０±１０ｎｍの波長帯に変換し、
得られた青色レーザ光を、他の手段より得た緑色レーザ
光および赤色レーザ光とともにスクリーンに投影するレ
ーザディスプレイ装置とすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳しく説明する。
【００２８】第１実施形態 図１は、例えば高出力の９２０ｎｍ帯の赤外レーザ光を
得て、非線形素子により第２高調波に変換して４６０ｎ
ｍ帯の青色レーザを発生させるレーザ光発生装置の模式
構成図である。本実施形態のレーザ光発生装置において
は、高出力の９２０ｎｍ帯の赤外レーザ光を得るため
に、後述するダブルクラッド構造のファイバレーザと呼
ばれる光ファイバ１が用いられている。
【００２９】光ファイバ１に対して、例えば、マスタレ
ーザ光源２０、励起光源（２１，２２）、集光レンズ
（２３，２４）、合波素子２５、合波ミラー２６、集光
レンズ（２７，２８）、波長分離ミラー２９、集光レン
ズ３０、第２高調波発生用非線形素子３１、集光レンズ
３２および波長分離ミラー３３などがそれぞれ所定の位
置に配置されている。
【００３０】例えば、半導体レーザあるいは固体レーザ
などからなるマスタレーザ光源２０からは、被増幅光で
ある９２０±１０ｎｍの波長の信号レーザ光ＳＬが数〜
１００ｍＷの出力で出射され、合波ミラー２６および集
光レンズ２７により光ファイバ１に入射される。また、
例えば、励起光源（２１，２２）から８１０ｎｍ帯、８
４５±１０ｎｍあるいは７７５±１０ｎｍの波長帯の励
起光ＰＬが数１０ｍＷの出力で出射され、集光レンズ
（２３，２４）、合波素子２５および合波ミラー２６を
経て光ファイバ１に入射される。
【００３１】光ファイバ１中では、１０５０ｎｍ帯の発
振が抑制され、一方で、９２０ｎｍ帯の光が増幅されて
高強度の赤外レーザ光ＩＬとして出射される。得られた
赤外レーザ光ＩＬは、必要に応じて励起光と波長分離す
る波長分離ミラー２９を介して、集光レンズ３０により
非線形素子３１に入射される。非線形素子３１中で、非
線形現象により９２０ｎｍ帯の赤外レーザ光ＩＬの第２
高調波（４６０ｎｍ帯）に変換され、青色レーザ光ＢＬ
として出射される。得られた青色レーザ光ＢＬは、集光
レンズ３２を経て、第２高調波（４６０ｎｍ帯）と基本
波（９２０ｎｍ帯）を波長分離する波長分離ミラー３３
を介して取り出される。
【００３２】図２（ａ）は、上記のファイバレーザを構
成するダブルクラッド構造の光ファイバの模式図であ
る。上記の光ファイバ１は、コア１０と、コア１０の外
周部に形成された第１クラッド１１と、第１クラッド１
１の外周部に形成された第２クラッド１２とを有する。
【００３３】図２（ｂ）は、コア１０と第１クラッド１
１部分の模式断面図である。コア１０の断面は略円形で
あるが、第１クラッド１０の断面は略楕円形状となって
いる。この構成により非対称性を持たせて複屈折性を増
大させた偏波面保存ファイバとして機能し、この偏波面
保存ファイバでは光の偏光を保存して伝達することが可
能なので、上述の非線形光学現象の効率の向上などが可
能となる。
【００３４】上記の構成のコア１０は、例えば０．０１
〜０．１原子％の濃度でＮｄ3+をドープした、フッ化物
ガラスあるいはジルコニウムを含有するフッ化物ガラス
（商品名ＺＢＬＡＮ）などのガラスからなる。
【００３５】また、第１クラッド１１は、例えば、コア
中のＮｄ3+のエネルギー状態の遷移である 4Ｆ3/2 → 4
Ｉ11/2遷移に起因する１０５０ｎｍ帯における吸収係数
が、4Ｆ3/2 → 4Ｉ9/2 遷移に起因する９２０ｎｍ帯に
おける吸収係数よりも大きい金属イオンを所定濃度で含
有させたガラスなどからなる。上記金属イオンとして
は、１０５０ｎｍ帯における吸収係数が９２０ｎｍ帯に
おける吸収係数よりも、好ましくは５倍以上大きく、さ
らに好ましくは１０倍程度大きい。上記の金属イオンと
しては、例えば希土類イオンを用いることが可能で、具
体的には、Ｐｒ3+を１重量％以上４０重量％以下（典型
的には１５重量％）の濃度で含有させる。また、少量の
Ｓｍ2+を用いることも可能である。
【００３６】図２（ａ）に示すように、第１クラッド１
１中に、例えば半導体レーザなどから出射される励起光
ＰＬが入射されると、ガラス中のＮｄ3+の励起状態（ 4
Ｆ3/ 2 ）が生成され、この状態から、例えば 4Ｆ3/2 →
4Ｉ11/2遷移（１０５０ｎｍ帯）と 4Ｆ3/2 → 4Ｉ9/2
遷移（９２０ｎｍ帯）が生じて、各遷移エネルギーに相
当する光が発生する。このとき、例えば 4Ｆ3/2 → 4Ｉ
9/2 遷移に相当する９２０ｎｍの波長の被増幅光である
信号レーザ光ＳＬをコア１０中に、上記の励起光ＰＬと
同時に入射することで、９２０ｎｍの信号レーザ光ＳＬ
を光ファイバ１中で増幅し、高強度の９２０ｎｍ帯のレ
ーザ光を得ることができる。一方で、光ファイバ中を伝
播する光はコア１０だけでなく第１クラッド１１中にも
分布しており、この第１クラッド１１中には、Ｐｒ3+ま
たはＳｍ2+など、１０５０ｎｍ帯における吸収係数が９
２０ｎｍ帯における吸収係数よりも大きい金属イオンが
含有されていることから、この金属イオンの吸収によ
り、１０５０ｎｍ帯の光は利得よりも損失の方が大きく
なるように設定でき、１０５０ｎｍ帯のレーザ光の発振
が抑制される。例えば、上記第１クラッド１１中の金属
イオンの１０５０ｎｍ帯における吸収係数が９２０ｎｍ
帯における吸収係数よりも５倍以上大きく、さらには１
０倍程度大きいことが好ましく、これにより効率的に１
０５０ｎｍ帯のレーザ光の発振を抑制することができ
る。
【００３７】１０５０ｎｍ帯の光が第１クラッド１１中
に分布する割合を高めることで、上記の第１クラッド１
１中における１０５０ｎｍ帯の光の損失をより大きくす
ることができ、これにより１０５０ｎｍ帯のレーザ光の
発振をより抑制することができる。上記の１０５０ｎｍ
帯の光が第１クラッド１１中に分布する割合を高めるに
は、コアの半径、波長、およびコアよ第１クラッドの屈
折率で決定される光ファイバのｖファクタを所定の範囲
内に設定すればよく、これにより１０５０ｎｍ帯抑制の
効果が高められる。具体的には、ｖの値を約０．５〜
２．５の範囲とすればよく、特にｖ＝１．２程度とする
ことで、９２０ｎｍ帯の光に比して１０５０ｎｍ帯の光
の第１クラッド１１中の分布割合を最も高めることがで
きる。
【００３８】上記の励起光ＰＬの波長は、通常Ｎｄ3+系
のレーザファイバの励起には８１０ｎｍ帯の光が用いら
れるが、Ｐｒ3+がこの領域に吸収を有するため、第１ク
ラッドがＰｒ3+を含有する場合には、例えば８４５±１
０ｎｍあるいは７７５±１０ｎｍの波長帯の励起光ＰＬ
を用いる。Ｓｍ2+を用いる場合には、８１０ｎｍ帯の励
起光ＰＬを用いることができる。
【００３９】上記の本実施形態に係るレーザ光発生装置
は、第１の波長帯（１０５０ｎｍ帯）の発振が抑制さ
れ、第２の波長帯（９２０ｎｍ帯）の利得が得られ、高
強度の９２０ｎｍ帯のレーザ発振を得て、非線形素子に
より第２高調波に変換し、４６０ｎｍ帯の青色レーザ光
を発生させることができる。
【００４０】（実施例）以下に、上記構成の第１クラッ
ド１１にＰｒ3+を含有させた光ファイバについて、１０
５０ｎｍ帯のレーザ光と９２０ｎｍ帯のレーザ光の利得
を計算するシミュレーションの結果について説明する。
図３は、シミュレーションの対象とする光ファイバの構
造におけるコアと第１クラッド部分の屈折率プロファイ
ルである。簡単のため、半径ａのコアは屈折率ｎ1 を有
し、コアの外側に屈折率ｎ2 の第１クラッドが形成され
ており、コアと第１クラッドの界面では屈折率が急峻に
変化するステップインデックス型となっている例で計算
を進める。上記の構造において、正規化周波数と呼ばれ
るｖファクタ（ｖ）と、Δ、ＮＡ（開口数）およびｋ
は、それぞれ下記式（１）〜（４）にて表される。即
ち、ｖファクタ（ｖ）は、コア半径ａ、波長λ、屈折率
（ｎ1 ，ｎ2 ）で一義的に決定される。また、コア中の
Ｎｄ3+の濃度は、０．０１〜０．１原子％（１×１０25
／ｍ3）とし、第１クラッド中のＰｒ3+は１５重量％と
する。
【００４１】
【数１】
【００４２】次に、光が第１クラッド内を伝播する割合
であるηについて考察する。コア内を伝播する割合は、
（１−η）に相当する。ηは、上記のｖファクタの関数
として、シミュレーションにより求められる。図４中の
実線ａはηをｖに対してプロットした図である。また、
図４中の破線ｂは、１０５０ｎｍ帯の場合のηから波長
が９２０ｎｍ帯の場合のηを引いたηの差（Δη）を示
す。ｖの値が約０．５〜２．５の範囲で、Δηは正の値
を持ち、ｖ＝１．２程度で最大（Δη＝０．１２）とな
る。従って、９２０ｎｍ帯の光は、コアを３４％、第１
クラッドを６６％伝播するときに、１０５０ｎｍ帯の光
はコアを２６％、第１クラッドを７４％（＝６６％×
（１＋０．１２））伝播するという結果となる。
【００４３】図２（ｃ）は、上記の結果から各波長帯の
光が伝播する割合の分布を模式的に示した図であり、実
線ａは９２０ｎｍ帯の光が伝播する割合の分布であり、
破線ｂは１０５０ｎｍ帯の光が伝播する割合の分布であ
る。図２（ｃ）の横軸は、図２（ｂ）と同じ縮尺で、光
ファイバの断面にける位置を示しており、コア１０と第
１クラッド１１の境界に相当する部分を点線で示してあ
る。また、各分布の曲線と横軸で囲まれた面積を実線ａ
と破線ｂの分布で規格化して示している。図２（ｃ）
は、上記の結果と同様に、第１クラッド中を伝播する光
の割合は、１０５０ｎｍ帯の光（破線ｂ）の方が、９２
０ｎｍ帯の光（実線ａ）より多いことを示している。
【００４４】次に、上記構成において、１０５０ｎｍ帯
の光の利得と損失の差（ネットの利得）と、９２０ｎｍ
帯の光の利得と損失の差（ネットの利得）について考察
する。第１の波長帯（１０５０ｎｍ帯）および第２の波
長帯（９２０ｎｍ帯）のそれぞれの光の利得と損失の差
（ネットの利得）については、それぞれ下記式（５）お
よび（６）の条件を満たす、即ち、式（５）が０以下と
なることで、第１の波長帯（１０５０ｎｍ帯）の発振が
抑制され、式（６）が正となることで、第２の波長帯
（９２０ｎｍ）での利得が得られ、レーザ発振が発生す
ることになる。
【００４５】
【数２】
【００４６】上記式（５）および（６）において、第１
項は利得であり、第２項は損失である。γ1 ，γ2 は利
得係数で、それぞれ１０５０ｎｍ帯と９２０ｎｍ帯の各
波長におけるコア中のＮｄ3+の誘導放出散乱断面積と濃
度の積で表され、Ｌは光ファイバの長さであり、Ｐinは
入射する励起光の強度であり、η1 ，η2 はそれぞれ１
０５０ｎｍ帯と９２０ｎｍ帯の各波長における第１クラ
ッド内を伝播する割合である。また、α1 ，α2 は、そ
れぞれ１０５０ｎｍ帯と９２０ｎｍ帯の各波長における
クラッド中の吸収係数であり、Ｐｒ3+などの金属イオン
を含有するガラスの吸収スペクトルデータから見積もら
れる。
【００４７】図５は、約３０重量％のＰｒ3+を含有する
ガラスの吸収スペクトルデータであり、縦軸は透過率、
横軸は波長である。この図から、１５重量％のＰｒ3+を
含有するガラスにおいて、１０５０ｎｍ帯における吸収
係数α1 は１５／ｍ、９２０ｎｍ帯における吸収係数α
2 は１．５／ｍと見積もられる。
【００４８】１０５０ｎｍ帯における利得係数γ1 は、
誘導放出散乱断面積（４×１０-24ｍ2 ）×濃度（１×
１０25／ｍ3 ）＝４０／ｍとなる。また、９２０ｎｍ帯
における利得係数γ2 は、誘導放出散乱断面積（０．５
３×１０-24 ｍ2 ）×濃度（１×１０25／ｍ3 ）＝５．
３／ｍとなる。上記の散乱断面積は、典型的な値を採用
しており、材料により多少の差が存在する。また、上記
の計算から、１０５０ｎｍ帯における第１クラッド内を
伝播する割合η1 は０．７４であり、９２０ｎｍ帯にお
ける第１クラッド内を伝播する割合η2 は０．６６であ
る。
【００４９】上記の各値を式（５）に代入すると、 〔４０（／ｍ）×（１−０．７４）−１５（／ｍ）×
０．７４〕ＬＰin＝−０．７ＬＰin＜０ となり、第１項の利得より第２項の損失の方が大きくな
って、第１の波長帯（１０５０ｎｍ帯）の発振が抑制さ
れる。
【００５０】上記の各値を式（６）に代入すると、 〔５．３（／ｍ）×（１−０．６６）−１．５（／ｍ）
×０．６６〕ＬＰin＝０．８１２ＬＰin＞０ となり、第１項の利得の方が第２項の損失より大きくな
って、第２の波長帯（９２０ｎｍ帯）の利得が得られ、
レーザ発振・増幅が行われることになる。
【００５１】次に、上記の９２０ｎｍ帯のレーザ発振・
増幅が行われるための励起光の閾値を計算する。レーザ
発振・増幅が行われるための励起光の閾値Ｉthは、下記
式（７）で示される）。
【００５２】
【数３】
【００５３】ｈはプランク定数、νp は励起光の振動
数、σp は励起光の波長での吸収散乱断面積、τ2 は蛍
光寿命である。各値を式（７）に代入すると、Ｉth＝２
３３ｋＷ／ｃｍ2 となり、上記光ファイバの有効断面積
Ａeff ＝５×１０-12 ｍ2 に対する閾値Ｐthは、１２ｍ
Ｗとなり、本実施形態の光ファイバに励起光として１２
ｍＷ以上の光を導入することで、９２０ｎｍ帯のレーザ
発振・増幅を行うことができる。
【００５４】本実施例は、第１クラッドにＰｒ3+を含有
させた場合の光ファイバにおいて、第１の波長帯（１０
５０ｎｍ帯）の発振が抑制され、第２の波長帯（９２０
ｎｍ帯）の利得が得られ、レーザ発振・増幅が行われる
条件を満たす光ファイバの構成と、レーザ発振・増幅さ
せる閾値を計算したが、Ｐｒ3+の代わりにＳｍ2+（例え
ば約１重量％）を含有させた場合の光ファイバに対して
も、上記と同様の計算を行うことで、第１の波長帯（１
０５０ｎｍ帯）の発振が抑制され、第２の波長帯（９２
０ｎｍ帯）の利得が得られ、レーザ発振・増幅が行われ
る条件を満たす光ファイバの構成と、レーザ発振・増幅
させる閾値を計算することができる。図６は、約３０重
量％のＳｍ2+を含有するガラスの吸収スペクトルデータ
であり、縦軸は透過率、横軸は波長である。この図か
ら、例えば約１重量％のＳｍ2+を含有するガラスの１０
５０ｎｍ帯における吸収係数α1 および９２０ｎｍ帯に
おける吸収係数α2 を見積もることができ、上記の計算
に組み込むことが可能である。
【００５５】第２実施形態 図７は、第１実施形態と同様、例えば高出力の９２０ｎ
ｍ帯の赤外レーザ光を得て、非線形素子により第２高調
波に変換して４６０ｎｍ帯の青色レーザを発生させるレ
ーザ光発生装置の模式構成図である。９２０ｎｍ帯の赤
外レーザ光の出力が高すぎると、光ファイバなどにダメ
ージを与えてしまうので、複数個（図面上４個）の光フ
ァイバのそれぞれにおいて分散して９２０ｎｍ帯の赤外
レーザ光を得て、それらを合波し、非線形素子により第
２高調波に変換して４６０ｎｍ帯の青色レーザを発生さ
せる構成となっている。本実施形態のレーザ光発生装置
における光ファイバ１は、第１実施形態で説明した光フ
ァイバと同様の構成である。
【００５６】複数個（図面上４個）の光ファイバ（１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）に対して、例えば、マスタレー
ザ光源２０、分波ミラー（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３
４ｄ）、合波ミラー（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５
ｄ）、集光レンズ（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６
ｄ）、合波素子３７、集光レンズ３８、第２高調波発生
用非線形素子３９、集光レンズ４０および出射素子４１
などがそれぞれ所定の位置に配置されている。
【００５７】上記の各光ファイバ（１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄ）に、被増幅光である９２０±１０ｎｍの波長の信
号レーザ光ＳＬと、８１０ｎｍ帯、８４５±１０ｎｍあ
るいは７７５±１０ｎｍの波長帯の励起光ＰＬが入射さ
れ、第１実施形態と同様に、第１の波長帯（１０５０ｎ
ｍ帯）の発振が抑制され、第２の波長帯（９２０ｎｍ
帯）の利得が得られ、９２０ｎｍ帯のレーザ発振・増幅
が行われる。得られた９２０ｎｍ帯の赤外レーザＩＬを
合波素子３７で合波し、高強度の赤外レーザ光ＩＬとし
て非線形素子３１に入射し、第２高調波（４６０ｎｍ
帯）に変換して青色レーザ光ＢＬとして出射させる。
【００５８】上記の本実施形態に係るレーザ光発生装置
は、第１実施形態と同様に、第１の波長帯（１０５０ｎ
ｍ帯）の発振が抑制され、第２の波長帯（９２０ｎｍ
帯）の利得が得られ、高強度の９２０ｎｍ帯のレーザ発
振を得て、非線形素子により第２高調波に変換し、４６
０ｎｍ帯の青色レーザ光を発生させることができる。
【００５９】第３実施形態 本実施形態は、カラーレーザディスプレイ装置である。
図８は、第１実施形態および第２実施形態に係るレーザ
光発生装置を、青色レーザ光発生装置ＢＬＳとして用い
たカラーレーザディスプレイ装置の模式構成図である。
【００６０】本実施形態にカラーレーザディスプレイ装
置は、光源として、青色レーザ光発生装置ＢＬＳの他
に、緑色レーザ光発生装置ＧＬＳ、赤色レーザ光発生装
置ＲＬＳを有する。さらに、ガルバノミラーおよびＧＬ
Ｖ（グレーティングライトバルブ）やＡＯＭなどからな
る空間変調器ＭＤ、投影レンズＬＮおよびスクリーンＳ
Ｃを有する。
【００６１】上記各光源から出射された青色レーザＢ
Ｌ、緑色レーザＧＬ、赤色レーザＲＬは、空間変調器Ｍ
Ｄにより空間変調され、投影レンズＬＮによりスクリー
ンＳＣ上に投影され、画像を形成することができる。
【００６２】ここで、青色レーザ光発生装置ＢＬＳは、
第１実施形態および第２実施形態に係るレーザ光発生装
置と同様の構成を用いている。即ち、９２０ｎｍ帯の赤
外レーザ発生装置ＩＬＳと、９２０ｎｍ帯の赤外レーザ
ＩＬを第２高調波（４６０ｎｍ帯）に変換する非線形素
子ＳＨＧを有ており、９２０ｎｍ帯の赤外レーザ発生装
置ＩＬＳは、第１実施形態および第２実施形態に係るレ
ーザ光発生装置の非線形素子の手前までの構成に相当す
る。赤外レーザ発生装置ＩＬＳからの９２０ｎｍ帯の赤
外レーザＩＬを非線形素子ＳＨＧにより第２高調波（４
６０ｎｍ帯）に変換し、青色レーザＢＬを発生させてい
る。
【００６３】上記の本実施形態のカラーレーザディスプ
レイ装置は、第１の波長帯（１０５０ｎｍ帯）の発振が
抑制され、第２の波長帯（９２０ｎｍ帯）の利得が得ら
れ、高強度の９２０ｎｍ帯のレーザ発振を得て、非線形
素子により第２高調波に変換し、４６０ｎｍ帯の青色レ
ーザ光を発生させる構成の第１および第２実施形態に係
る青色レーザ光発生装置を青色レーザ光源として有し、
他の手段より得た緑色レーザ光および赤色レーザ光とと
もにスクリーンに投影してレーザディスプレイ装置を構
成する。
【００６４】本発明は、上記の実施の形態に限定されな
い。例えば、実施形態においては、ガラス中のＮｄ3+の
エネルギー状態の遷移である 4Ｆ3/2 → 4Ｉ11/2遷移
（１０５０ｎｍ帯）と 4Ｆ3/2 → 4Ｉ9/2 遷移（９２０
ｎｍ帯）について、Ｐｒ3+またはＳｍ2+などの希土類イ
オンの構成を第１クラッド中にドープする構成を示して
いるが、これに限定されず、複数の発振可能な遷移波長
帯が存在するとき、クラッド中に１つの遷移波長帯の吸
収係数が他の１つの遷移波長帯における吸収係数よりも
大きい金属イオンを含有させることで、１つの遷移波長
帯の発振を抑制し、他の１つの遷移波長帯で発振および
増幅させることが可能であり、他のエネルギー状態間の
遷移、他の金属イオンなどに適用可能である。その他、
本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更をすること
ができる。
【００６５】
【発明の効果】本発明の光ファイバは、ファイバレーザ
を構成することができる光ファイバにおいて、複数の発
振可能な遷移波長帯が存在するとき、１つの遷移波長帯
の発振を抑制し、他の１つの遷移波長帯で発振および増
幅させることが可能であり、これを用いて、光増幅発振
装置、レーザ光発生装置、レーザディスプレイ装置およ
びカラーレーザディスプレイ装置を構成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１実施形態に係るレーザ光発生装置
の模式構成図である。
【図２】図２（ａ）は第１実施形態に係るレーザ光発生
装置を構成する光ファイバの模式図であり、（ｂ）はコ
アと第１クラッド部分の模式断面図であり、（ｃ）は１
０５０ｎｍ帯と９２０ｎｍ帯の各波長帯の光の伝播する
割合の分布を模式的に示した図である。
【図３】図３は、実施例に係る光ファイバの屈折率プロ
ファイルである。
【図４】図４は、第１クラッド内を伝播する割合である
ηおよび１０５０ｎｍ帯の場合のηから波長が９２０ｎ
ｍ帯の場合のηを引いたΔηをｖに対してプロットした
図である。
【図５】図５は、Ｐｒ3+を含有するガラスの吸収スペク
トルデータである。
【図６】図６は、Ｓｍ2+を含有するガラスの吸収スペク
トルデータである。
【図７】図７は、第２実施形態に係るレーザ光発生装置
の模式構成図である。
【図８】図８は、第３実施形態に係るカラーレーザディ
スプレイ装置の模式構成図である。
【図９】図９は、従来例に係るレーザ光発生装置の模式
構成図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ、１０…コア、１１…第１クラッド、１
２…第２クラッド、２０…マスタレーザ光源、２１，２
２…励起光源、２３，２４…集光レンズ、２５…合波素
子、２６…合波ミラー、２７，２８…集光レンズ、２９
…波長分離ミラー、３０…集光レンズ、３１…非線形素
子、３２…集光レンズ、３３…波長分離ミラー、３４
ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ…分波ミラー、３５ａ，３
５ｂ，３５ｃ，３５ｄ…合波ミラー、３６ａ，３６ｂ，
３６ｃ，３６ｄ…集光レンズ、３７…合波素子、３８…
集光レンズ、３９…非線形素子、４０…集光レンズ、４
１…出射素子、ＳＬ…信号レーザ光、ＰＬ…励起光、Ｉ
Ｌ…赤外レーザ、ＢＬ…青色レーザ、ＧＬ…緑色レー
ザ、ＲＬ…赤色レーザ、ＩＬＳ…赤外レーザ発生装置、
ＳＨＧ…非線形素子、ＧＬＳ…緑色レーザ光発生装置、
ＲＬＳ…赤色レーザ光発生装置、ＭＤ…空間変調器、Ｌ
Ｎ…投影レンズ、ＳＣ…スクリーン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/37 Ｈ０１Ｓ 3/10 Ｚ ５Ｆ０７２ Ｈ０１Ｓ 3/10 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｇ０２Ｂ 6/16 ３０１ Ｆターム(参考） 2H050 AB18Z AC03 AD00 2H079 AA04 CA22 2K002 AA07 AB12 HA20 4G062 AA06 BB17 CC01 DA01 DA10 DB01 DC01 DD01 DE01 DF01 EA01 EA10 EB01 EC01 ED01 EE01 EF01 EG01 FA01 FB01 FC02 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FJ02 FK01 FK02 FL01 FL02 GA01 GB01 GC01 GD01 GE02 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK02 KK03 KK04 KK05 KK06 KK07 KK08 KK10 MM40 NN40 5C058 AA18 BA23 BA35 EA05 EA24 5F072 AB08 KK05 KK12 KK30 PP07 QQ02 YY20

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１の金属イオンを含有するコアと、 上記コアの外周部に形成され、上記第１の金属イオンの
    第１の遷移の遷移波長帯における吸収係数が、上記第１
    の金属イオンの第２の遷移の遷移波長帯における吸収係
    数よりも大きい第２の金属イオンを含有するクラッドと
    を有し、 上記第１の遷移に起因する光の増幅が抑制され、上記第
    ２の遷移に起因する光の少なくとも増幅または発振がな
    される光ファイバ。
  2. 【請求項２】上記第１の金属イオンの第１の遷移の遷移
    波長帯における吸収係数が、上記第１の金属イオンの第
    ２の遷移の遷移波長帯における吸収係数よりも５倍以上
    大きい請求項１に記載の光ファイバ。
  3. 【請求項３】上記第１の金属イオンがＮｄ3+である請求
    項１に記載の光ファイバ。
  4. 【請求項４】上記第１の遷移が 4Ｆ3/2 → 4Ｉ11/2遷移
    であり、上記第２の遷移が 4Ｆ3/2→ 4Ｉ9/2 遷移であ
    る請求項３に記載の光ファイバ。
  5. 【請求項５】上記第１の遷移の遷移波長帯が１０５０±
    ２０ｎｍであり、上記第２の遷移の遷移波長帯が９２０
    ±２０ｎｍである請求項３に記載の光ファイバ。
  6. 【請求項６】上記光ファイバのｖファクタが０．５＜ｖ
    ＜２．５の範囲である請求項１に記載の光ファイバ。
  7. 【請求項７】上記光ファイバは偏波面保存ファイバであ
    る請求項１に記載の光ファイバ。
  8. 【請求項８】上記コアは上記第１の金属イオンを含有す
    るガラスからなる請求項１に記載の光ファイバ。
  9. 【請求項９】上記コアは上記第１の金属イオンを含有す
    るフッ化物ガラスからなる請求項８に記載の光ファイ
    バ。
  10. 【請求項１０】上記コアは上記第１の金属イオンを含有
    するジルコニウムを含有するフッ化物ガラスからなる請
    求項９に記載の光ファイバ。
  11. 【請求項１１】上記第２の金属イオンは希土類イオンで
    ある請求項１に記載の光ファイバ。
  12. 【請求項１２】上記第２の金属イオンはＰｒ3+である請
    求項１１に記載の光ファイバ。
  13. 【請求項１３】上記クラッド中のＰｒ3+のドープ量が１
    重量％以上４０重量％以下である請求項１２に記載の光
    ファイバ。
  14. 【請求項１４】上記第２の金属イオンはＳｍ2+である請
    求項１１に記載の光ファイバ。
  15. 【請求項１５】上記クラッドの外周部に、さらに第２ク
    ラッドが形成されている請求項１に記載の光ファイバ。
  16. 【請求項１６】第１の金属イオンを含有するコアと、上
    記コアの外周部に形成され、上記第１の金属イオンの第
    １の遷移の遷移波長帯における吸収係数が、上記第１の
    金属イオンの第２の遷移の遷移波長帯における吸収係数
    よりも大きい第２の金属イオンを含有するクラッドとを
    有する光ファイバと、 上記第２の遷移の遷移波長帯の被増幅光を出射する第１
    の光源と、 励起光を出射する第２の光源と、 上記被増幅光と上記励起光を上記光ファイバに入射させ
    る光学手段とを有し、 上記光ファイバにおいて、上記第１の遷移に起因する光
    の増幅が抑制され、上記被増幅光の増幅または上記第２
    の遷移に起因する光の発振がなされる光増幅発振装置。
  17. 【請求項１７】上記第２の光源は半導体レーザである請
    求項１６に記載の光増幅発振装置。
  18. 【請求項１８】上記励起光の波長が８４５±１０ｎｍあ
    るいは７７５±１０ｎｍである請求項１６に記載の光増
    幅発振装置。
  19. 【請求項１９】第１の金属イオンを含有するコアと、上
    記コアの外周部に形成され、上記第１の金属イオンの第
    １の遷移の遷移波長帯における吸収係数が、上記第１の
    金属イオンの第２の遷移の遷移波長帯における吸収係数
    よりも大きい第２の金属イオンを含有するクラッドとを
    有する光ファイバと、 上記第２の遷移の遷移波長帯の被増幅光を出射する第１
    の光源と、 励起光を出射する第２の光源と、 入射された光を第２高調波に変換する非線形素子と、 上記被増幅光と上記励起光を上記光ファイバに入射さ
    せ、上記光ファイバからの出射光を上記非線形素子に入
    射させる光学手段とを有し、 上記光ファイバにおいて、上記第１の遷移に起因する光
    の増幅が抑制され、上記被増幅光の増幅または上記第２
    の遷移に起因する光の発振がなされ、 上記非線形素子において、上記光ファイバからの出射光
    から変換された第２高調波のレーザ光が出射されるレー
    ザ光発生装置。
  20. 【請求項２０】レーザ光発生装置と、 上記レーザ光発生装置において発生されるレーザ光を空
    間変調する空間変調器と、 上記空間変調されたレーザ光を投影するレンズと、 上記レーザ光が投影されるスクリーンとを有し、 上記レーザ光発生装置は、 第１の金属イオンを含有するコアと、上記コアの外周部
    に形成され、上記第１の金属イオンの第１の遷移の遷移
    波長帯における吸収係数が、上記第１の金属イオンの第
    ２の遷移の遷移波長帯における吸収係数よりも大きい第
    ２の金属イオンを含有するクラッドとを有する光ファイ
    バと、 上記第２の遷移の遷移波長帯の被増幅光を出射する第１
    の光源と、 励起光を出射する第２の光源と、 入射された光を第２高調波に変換する非線形素子と、 上記被増幅光と上記励起光を上記光ファイバに入射さ
    せ、上記光ファイバからの出射光を上記非線形素子に入
    射させる光学手段とを有し、 上記光ファイバにおいて、上記第１の遷移に起因する光
    の増幅が抑制され、上記被増幅光の増幅または上記第２
    の遷移に起因する光の発振がなされ、 上記非線形素子において、上記光ファイバからの出射光
    から変換された第２高調波のレーザ光が出射されるレー
    ザディスプレイ装置。
  21. 【請求項２１】上記第２高調波のレーザ光の波長が４６
    ０±１０ｎｍの波長である請求項２０に記載のレーザデ
    ィスプレイ装置。
  22. 【請求項２２】青色レーザ光発生装置、緑色レーザ光発
    生装置および赤色レーザ光発生装置と、 上記青色レーザ光発生装置、緑色レーザ光発生装置およ
    び赤色レーザ光発生装置において発生される青色レーザ
    光、緑色レーザ光および赤色レーザ光を空間変調する空
    間変調器と、 上記空間変調された上記青色レーザ光、緑色レーザ光お
    よび赤色レーザ光を投影するレンズと、 上記青色レーザ光、緑色レーザ光および赤色レーザ光が
    投影されるスクリーンとを有し、 上記青色レーザ光発生装置は、 第１の金属イオンを含有するコアと、上記コアの外周部
    に形成され、上記第１の金属イオンの第１の遷移の遷移
    波長帯における吸収係数が、上記第１の金属イオンの第
    ２の遷移の遷移波長帯における吸収係数よりも大きい第
    ２の金属イオンを含有するクラッドとを有する光ファイ
    バと、 上記第２の遷移の遷移波長帯の被増幅光を出射する第１
    の光源と、 励起光を出射する第２の光源と、 入射された光を第２高調波に変換する非線形素子と、 上記被増幅光と上記励起光を上記光ファイバに入射さ
    せ、上記光ファイバからの出射光を上記非線形素子に入
    射させる光学手段とを有し、 上記光ファイバにおいて、上記第１の遷移に起因する光
    の増幅が抑制され、上記被増幅光の増幅または上記第２
    の遷移に起因する光の発振がなされ、 上記非線形素子において、上記光ファイバからの出射光
    から変換された第２高調波のレーザ光が出射されるカラ
    ーレーザディスプレイ装置。
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