JP2004070338A

JP2004070338A - 光波長変換装置、及び光波長変換方法

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Publication number: JP2004070338A
Application number: JP2003272948A
Authority: JP
Inventors: Yukio Furukawa; 古川　幸生; Hajime Sakata; 坂田　肇
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2004-03-04
Also published as: US7039077B2; US20040027648A1

Abstract

　【課題】高変換効率で高速変調可能な光波長変換装置である。
　【解決手段】光波長変換装置は、第１、第２の半導体レーザ１１１、１１７と、これが出射する第１、第２のレーザ光１１２、１１８を和周波光１１９に変換する非線形光学材料からなる波長変換素子１１３を有する。第１の半導体レーザ１１１と波長変換素子１１３が配置されて第１のレーザ光１１２が共振状態となる外部共振器構造１１５が構成され、第２のレーザ光１１８が波長変換素子１１３を伝搬するように第２のレーザ光１１８の光路が定められている。
　【選択図】　　　図１

Description

　本発明は、半導体レーザ（Laser Diode：ＬＤ）光と他のＬＤ光とを和周波混合して波長変換を行う光波長変換装置及び光波長変換方法に関するものである。特に詳細には、レーザディスプレイのような画像表示装置用の光源、光記録、光計測用の光源、さらに具体的には電子写真方式の画像形成装置用の光源や記録媒体への書き込み読み出し用光源、あるいは通信用の光源などとして利用でき、高速変調駆動が可能で、レーザ光を出射する光波長変換装置に関する。

　和周波発生と呼ばれる方法を図２２を挙げて説明する（特許文献１参照）。図２２は和周波発生による光波長変換装置である。波長λ_１、波長λ₂の２つのＬＤ光を非線形光学材料に入射して、２つの光の周波数の和の周波数を有する波長λ₃の光を発生させる和周波発生と呼ばれる方法を用いれば、波長２λ₃のＬＤ光から波長λ₃の光を発生させる第２高調波発生と呼ばれる方法に比べて、使用できるＬＤの選択肢が広がる。

図中、１０、３０はレーザビーム、１１、３１はＬＤ、１１ａ、３１ａはＬＤの端面、１２、３２、３６はコリメーターレンズとしてのロッドレンズ、１３は偏光ビームスプリッタ、１４は光波長変換素子、１５’はミラー、１５ａ’はミラーの端面、１６は光を吸収するストッパ、２０は反射型グレーティング、２１は回転軸、３３はハーフミラー、３５は和周波光である。レーザビーム１０（波長λ_１）はＬＤ１１の端面１１ａとミラー１５’の端面１５ａ’との間に閉じ込められてレーザ発振したものである。また、レーザビーム３０（波長λ₂）はミラー１５’の端面１５ａ’と反射型グレーティング２０との間に閉じ込められてレーザ発振したものである。

ミラー１５の端面１５ａ’には、上記波長λ_１のレーザビーム１０および波長λ₂のレーザビーム３０はほぼ１００％反射させる一方、波長λ₃の和周波光３５はほぼ１００％透過させるコーティングが施されている。本例では、ＬＤ１１およびＬＤ３１の双方が外部共振器構造となっているため、外部共振器がない場合と比較して光波長変換素子１４中でのパワー密度が高くなっている。そのため、高変換効率となっている。そして、この光波長変換装置は２つの外部共振器構造を有しているといえる。
特許第２７４１０８号公報（第４頁、第５図）

　しかし、この光波長変換装置は２つの外部共振器構造を有しているため、レーザ共振器としての物理的長さが長くなってしまう。また、２つの共振器縦モードを波長変換素子内で和周波光に位相整合させることが極めて困難であり、その結果、和周波光への変換効率が簡単に変動してしまい出力が安定せず、高速変調に不向きである。

　そこで、本発明は、高変換効率で高速変調可能な光波長変換装置及び方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の光波長変換装置は、第１、第２の半導体レーザと、該２つの半導体レーザが各々出射する第１、第２のレーザ光を和周波光に変換する波長変換素子とを有する光波長変換装置であって、前記第１の半導体レーザと前記波長変換素子とが配置されて第１のレーザ光が共振状態となる外部共振器構造を有しており、前記第２のレーザ光が前記波長変換素子を伝搬するように第２のレーザ光の光路が定められていることを特徴としている。より具体的には、前記第２のレーザ光が前記外部共振器の内部で共振しないように外部共振器中に含まれる複数の反射面の反射率が定められている。

　また、上記課題を解決するために、本発明の光波長変換方法は、第１、第２の半導体レーザが各々出射する第１、第２のレーザ光を波長変換素子に入射してそれらの和周波光を発生させる光波長変換方法であって、前記第１の半導体レーザと前記波長変換素子とが配置されて第１のレーザ光が共振状態となる外部共振器構造を構築し、前記第２のレーザ光が前記波長変換素子を伝搬するように第２のレーザ光の光路を定めることを特徴とする。

　本発明によると、高変換効率で高速変調可能な光波長変換装置ないし方法を提供することができる。すなわち、共振器構造によって一方のレーザ光の非線形光学材料中のパワー密度を高くできて高変換効率を実現でき、他方のレーザ光を直接変調することで高速変調が可能となる。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係る光波長変換装置は、第１の半導体レーザと波長変換素子と一対のミラーからなる外部共振器構造に第２の半導体レーザからのレーザ光が波長変換素子内を伝搬するように第２の半導体レーザが配置されていることを特徴とする。半導体レーザとは半導体活性層を有するレーザである。

　図１は、本実施形態に係る光波長変換装置の模式的な構成図である。図１において、本実施形態に係る光波長変換装置は第１、第２の半導体レーザ（ＬＤ）１１１、１１７、波長変換素子（例えば、KTP結晶からなる非線形光学材料）１１３を有する。外部共振器１１５は、第１のＬＤ１１１と波長変換素子１１３とさらに一対の反射面（不図示）から構成されている。この外部共振器１１５は、第１のＬＤ１１１から発せられた第１のレーザ光１１２が一対の反射面間を往復することで共振状態となるように構成されている。

この外部共振器１１５の外部に第２のＬＤ１１７が配置されている。そして、第２のＬＤ１１７から発せられた第２のレーザ光１１８を波長変換素子１１３中に導くことで和周波光１１９を発生させる。本実施形態において、第２のＬＤ１１７から発せられた第２のレーザ光１１８は第１のＬＤ１１１と波長変換素子１１３の間から波長変換素子１１３へ入射される。また、本実施形態において波長変換素子１１３は、２つのレーザ光１１２、１１８と和周波光１１９との間の角度位相整合条件を満たすように、所定の結晶角度を有するように切り出された非線形光学材料である。

本実施形態のような外部共振器構造を有する光波長変換装置であると、共振器のない場合と比べ、波長変換素子１１３中のレーザ光１１２のパワー密度は、共振器ミラーの反射率にもよるが、数倍から数十倍高めることができる。和周波発生の場合の波長変換効率は、２つの入力光のパワー密度の積に比例するので、共振器構造とすることで波長変換効率を向上させることが可能となる。

また、本実施形態に係る光波長変換装置は、外部共振器を１つのみ有し、別の半導体レーザは外部共振器構造を有していない。前記別の半導体レーザ（第２の半導体レーザ）からの入力光は、駆動電流に変調を加えることで変調が行われる。この変調の加わった半導体レーザ光と外部共振器を構成する半導体レーザの光との間で和周波混合が行われる。外部共振器を構成した半導体レーザの光パワ−密度は極めて高くなり、同時に線幅も狭くなる。そして、このような構成にすることで、精密な位相の合わせ込みを行わなくとも２つの半導体レーザの波長間で和周波光の発生が得られる。また、挿入する半導体レーザは外部共振器を構成していないため、第２のＬＤ１１７を変調駆動した場合、注入電流の制御パターンに追随して、殆ど遅れなく和周波光１１９を高速に変調することができる。

　これに対して、２つの入力光を同時に共振させることは以下の点で極めて不利である。
１）２つの共振器縦モードを非線形光学材料中で和周波光と位相整合をとることは、極めて高い精度の外部共振器制御、温度制御が要求される。特に、擬似位相整合をとるために周期分極反転構造を非線形光学材料中に形成した素子では、新たな和周波光を発生させる条件は、両入力光が共振器モードである場合、極めて困難である。
２）少なくとも一方の外部共振器レーザに変調を加えることは、発振スペクトルの変動を招き、また、共振器モード成立のための応答遅れが生じ、結果として、変換効率の変動、変調速度の低下を生じる。

なお、本実施形態では、第２のＬＤ１１７からのレーザ光１１８を、波長変換素子１１３中を一度のみ通過する構成としてあるが、波長変換素子中を往復伝搬する非共振光でもよい。

そして、このような構成にすることで、第１、第２のＬＤ１１１、１１７の波長をそれぞれ808nm、1550nmとした場合、波長531nm（１／５３１＝１／８０８＋１／１５５０）の和周波光を得ることができた。さらに、第２のＬＤ１１７への注入電流を５００ＭＨｚの変調周波数で矩形波変調した場合、それに追随した和周波光１１９の強度変調を得ることができた。なお、第２のＬＤ１１７は、変調時の波長変動が小さい分布帰還(Distributed
Feedback:ＤＦＢ）型ＬＤを用いている。また、外部共振器を構成する一対の反射面のうち一方は、第１の半導体レーザの出射端面とは反対側の端面に設けられているミラーであり、他方の反射面は、波長変換素子の端面のうち、波長変換素子内を通過して折り返す側の端面に設けられるミラーである。

本実施形態において適用される半導体レーザは、緑色の光（波長にして510nmから560nm程度）を得るのであれば、好適には、第１の半導体レーザ１１１として760nmから880nmで発振する半導体レーザを選択し、第２の半導体レーザ１１７として1480nmから1650nmで発振する半導体レーザを選択する。黄色〜橙色の光（波長にして570nmから600nm程度）を得るのであれば、好適には、第１の半導体レーザ１１１として、980nmから1080nmを選択し、第２の半導体レーザ１１７として、1300nm台の波長で発振する半導体レーザを選択する。無論、和周波混合で得たい波長に合わせて、ω₃=ω₁+ω₂を満たすような半導体レーザ光波長の組合せであれば目的を達成することができる。

また、本実施形態において適用される半導体レーザとしては、半導体レーザ基板の切断面ないしエッチング面を利用したファブリペロー型レーザ、あるいは、分布ブラッグ反射（Distributed Bragg Reflector:ＤＢＲ）型レーザ、あるいは、ＤＦＢ型レーザ、あるいは、基板垂直に共振器を構成する面発光型レーザなどが好ましい。あるいは、レーザチップの出射側端面とは反対側の端面が高反射コーティングされたものや、出射側端面が無反射あるいは低反射コーティングされたもの、あるいはキャンパッケージされたもの、あるいは量子井戸構造のものも好ましい。特に、第２の半導体レーザについてはキャンパッケージされたものを使用してもよい。

また、本実施形態において適用される第１の半導体レーザの縦モード間隔は、外部共振器長が長い場合は短く、また、外部共振器長が短い場合は長くなる。その際、半導体レーザの線幅を考慮して、第２の半導体レーザの位相整合波長許容幅と外部共振器の縦モード波長の重なりが生じるように外部共振器長を設計する必要がある。また、本実施形態において適用される第２の半導体レーザへの変調信号は、矩形波パルスに限らず、正弦波や三角波、鋸波のような任意の波形に対応できることは言うまでも無い。

また、本実施形態において、適用される波長変換素子は、非線形光学材料としてKTiOPO₄（KTP）、LiNbO₃（LN）、KNbO₃ (KN)、LiTaO₃(LT)、LiB₃O₅（LBO）、β-BaB₂O₂（BBO）などの誘電体酸化物結晶に限らず、たとえば、2-adamantylamino-5-nitropyridine（AANP）や2-methyl-4-nitroaniline（MNA）といった有機非線形材料、あるいはガラスに強電界を印加することで表面に分極を形成させた非線形ガラス材料でも好ましい。また、非線形光学材料中に伝搬方向に沿った光導波路が設けられていてもよい。光導波路は非線形光学材料中に設けられていても、あるいは非線形光学材料から突出して設けられていても（リッジ構造）よい。光導波路を有することで光のパワー密度を上げることができる。

また、本実施形態に係る波長変換素子を構成する非線形光学材料中に疑似位相整合させる周期的分極反転構造を設けてもよい。この場合、非線形光学材料の非線形光学定数の大きい伝搬方向を選択できるので変換効率を向上させることが可能となり、角度位相整合方式では実現できない波長範囲のＬＤを用いることが可能となり、用いるＬＤおよび得られる和周波光の波長に対する自由度が増すという利点がある。

本実施形態によれば、高変換効率で高速変調可能な光波長変換装置ないし方法を提供することができる。すなわち、共振器構造によって一方のレーザ光の非線形光学材料中のパワー密度を高くできて高変換効率を実現でき、他方のレーザ光を直接変調することで高速変調が可能となる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る光波長変換装置は、波長変換素子が周期分極反転構造を有することを特徴とする。それ以外は第１の実施の形態と同じである。本実施の形態に係る光波長変換装置を図２に示す。符号２１１５は周期分極反転構造、２１０７、２１０３は誘電体多層膜、２１０２、２１０６は反射面であるミラーとしての誘電体多層膜、２１０４、２１０９は集光レンズ、２１１１はビームスプリッタ、２１１０は第２半導体レーザ１１７を駆動するための駆動回路である。

第１の半導体レーザ１１１からの光は、第１の半導体レーザ１１１の出射側端面２１０３’とは反対側の端面２１０２’に配置されたミラー２１０２と、入光する側とは反対側の端面である波長変換素子１１３の端面２１０６’に配置されたミラー２１０６との間を往復し共振状態になる。第１の半導体レーザ１１１からの光は、第１の半導体レーザ１１１の出射側端面２１０３’に配置された誘電体多層膜２１０３を通過し、集光レンズ２１０４により集光され、ビームスプリッタ２１１１を通過し、波長変換素子１１３へ、その端部２１０７’に配置された誘電体多層膜２１０７を通過して入光する。誘電体多層膜２１０３および２１０７は外部共振器内部で光損失を防ぐために必要に応じて設けられる膜である。

第２の半導体レーザ１１７は駆動回路２１１０により変調可能に駆動される。第２の半導体レーザ１１７からの光は、集光レンズ２１０９により集光し、ビームスプリッタ２１１１により反射し、誘電体多層膜２１０７を通過して波長変換素子１１３へ入光する。

共振状態となって光パワー密度が増大している第１の半導体レーザ１１２と第２の半導体レーザ光とが和周波混合されて得られる和周波光１１９は、光導波路２１１６を通過して波長変換素子１１３から誘電体多層膜２１０６を経て光波長変換装置外部へ出光する。誘電体多層膜２１０６は、和周波光１１９に対して透過性であり、且つ第１の半導体レーザ光１１２や第２の半導体レーザ光１１８に対しては反射性である。なお、誘電体多層膜２１０７は、第１の半導体レーザ光１１２や第２の半導体レーザ光１１８に対して透過性であり、且つ和周波光１１９に対しては反射性である。

図３は本発明の動作原理を表す図である。
同図において３２０１は第１の半導体レーザの外部共振器縦モードを表している。３２０２は第１の半導体レーザの許容波長幅であり、３２０２に示す波長範囲で有効な波長変換が生じる。３２０３は第２の半導体レーザの発振スペクトルを表す。第１および第２の半導体レーザ光が波長変換素子を介して和周波混合を生じ、３２０４に示す和周波光の発生になる。和周波光発生に繋がる第１の半導体レーザの共振器モード波長をλ_１（=２πｃ／ω₁）、第２の半導体レーザ発振光波長をλ_２（=２πｃ／ω₂）、その結果発生する和周波光波長をλ_３（=２πｃ／ω₃）とすると、周波数整合条件から、
ω₃=ω₁+ω₂
(１)

図２の例では波長変換素子１１３は非線形光学材料中に周期分極反転構造２１１５を与えた後、光導波路２１１６を形成して作製されている。周期分極反転構造は波長変換素子中で３つの光の位相が整合するように設計される。即ち、第１の半導体レーザ、第２の半導体レーザ、和周波光の波長の屈折率を各々
n₁、n₂、n₃とすれば、位相整合条件から
n₃ω₃= n₁ω₁+ n₂ω₂±Δk
(２)

上式で擬似位相整合条件を満たすΔｋは、以下の周期Λの分極反転構造を作りこむことで実現される。
Λ=2πc/Δk
(３)
入力する第１の半導体レーザ光のパワーをＰ_１、第２の半導体レーザ光のパワーをＰ_２とすれば、和周波光のパワーＰ₃は以下のように表される。

ここで、μ₀は真空の透磁率、d_effは有効非線形定数、Lは結晶長、Aはビーム面積である。

（4）式から、第１の半導体レーザパワーＰ_１を大きくする、あるいは、光導波路断面積Aを小さくすることは、和周波光のパワーを増大させる目的において、結晶長Lを長くすることと同等の効果を有することが分かる。

次に、図４を用いて本実施形態に係る和周波光の変調波形を説明する。図４は共振状態となって光パワー密度が増大している第１の半導体レーザのパワーの波形Ｐ_１と、第２の半導体レーザ光のパワーの波形Ｐ_２と、和周波混合されて得られる和周波光のパワーの波形Ｐ_３とを横軸を時間として示すグラフである。本図に示すように、第１の半導体レーザのパワーの波形Ｐ_１から、第１の半導体レーザは連続波として動作させていることがわかる。第２の半導体レーザ光のパワーの波形Ｐ_２から、第２の半導体レーザ光は駆動回路２１１０から加えられた変調信号に応じて時間変化されていることがわかる。

和周波光１１９のパワーＰ_３は、式（４）に示すように、第２の半導体レーザ１１７のパワーＰ_２に比例するため、和周波光も同様の変調波形となる。外部共振器構造で波長変換素子１１３内部の光パワーＰ_１密度が増大していることは、式（４）に示すように、波長変換効率の向上に寄与する。また、変調信号を加える第２の半導体レーザ１１７は外部共振器を構成しないため、高速変調に対応可能である。さらには、半導体レーザの変調において、大電流を注入することは、半導体活性層中のキャリア変動が大きく、また、電気素子として考えても高速に時間波形を追従させることは困難である。その点、本発明による入力光パワーのうち、一方の半導体レーザ光は連続波として、変調はもう一方の半導体レーザ光のみでよい場合は、変調する駆動電流量を全体として低く押さえることが可能で、半導体活性層でのキャリア変動も小さく押さえられ、駆動電源の高速化対応も容易である。

本実施形態に係る波長変換素子の分極反転構造について説明する。
図５は本実施形態に係る波長変換素子の周期分極反転構造の具体的構造を示す模式図である。符号４０２は光導波路、４０１は周期分極反転構造を指す。

波長変換素子は非線形光学材料であり、結晶体である。　KTiOPO₄（KTP）を、光が位相整合角θ（光伝播方向と結晶のz軸が成す角度）=
90°、位相整合角φ（光伝播方向とx-y平面内のx軸が成す角度）= 0°に沿って伝播する様にカットした結晶長10 mmのものが用いられる。

２つの半導体レーザの光から和周波光を効率良く発生させるために、周期分極反転構造４０１を結晶中に形成し、擬似位相整合をとることが好ましい。分極反転は櫛状に電極印加を行うことで得ている。さらに、光の閉じ込めを良くするために、Ｒｂイオンを結晶表面でマスクを通して拡散し、ストライプ幅約5μmの光導波路４０２を形成している。こうして作製した波長変換素子の光導波路へ、第１および第２の半導体レーザの偏波面を互いに直交させて位相整合条件に合うように入射させる。分極反転の周期は29μm〜30μmとなる。KTPの上記位相整合条件では、半導体レーザ１１１の発振波長に対する許容幅が約46nmと大きいため、外部共振器構造で光パワーを高める半導体レーザ１１１にとっては発振スペクトルがマルチモード化してもその多くを波長変換に活用することができるため、変換効率を劣化させることにはならず、有利である。

また、KTP結晶の許容温度幅も結晶長10mmに対しておよそ70℃と大きいため、温度制御機構が不要となる。また、KTPの端面２１０７’には805〜810nmと1550〜1590nmで反射が生じないようにTiO₂とSiO₂からなる無反射誘電体多層膜である誘電体多層膜２１０７が設けられている。また、KTPの端面２１０６’には波長805〜810
nmで高反射率となり、波長530〜540nmで低反射となるように誘電体多層膜２１０６が形成されている。

図６に本実施形態で適用できるさらに別の周期分極反転構造を示す波長変換素子を示す図６において符号６０１は周期分極反転構造、６０２は光導波路である。このように光導波路が波長変換素子から突出して配置されていて、周期分極反転構造に直交しているリッジ構造である形態の波長変換素子も適用可能である。

本実施形態では、第１の半導体レーザ１１１としてGaAs量子井戸構造の活性層からなるものを適用する。駆動電流として150mAを流すことでほぼ150mWの横シングルモードの光出力を得ることができるものである。発振波長はおよそ805〜810nmの範囲になる。この半導体レーザの各端面に、設計された誘電体多層膜を成膜することで、端面２１０２’に関しては、波長805〜810nmに対して高反射率に、端面２１０３’に関しては波長805〜810
nmに対して低反射率になる。

また、本実施形態では第２の半導体レーザ１１７はInGaAsP量子井戸構造の活性層からなるＤＦＢレーザである。駆動電流を150mAとすることで、発振波長1550〜1590nmの縦横ともにシングルモードの光出力40mWを得ることができる。ＤＦＢレーザはレーザ活性層上部のガイド層に形成された回折格子構造により安定した発振波長を得ることができる。

このような構成の光波長変換装置を用いて、半導体レーザ１１１に一定に電流を流し、半導体レーザ１１７へは繰返し周波数500MHzのパルス電流を流した。その結果、波長530〜540 nmの波長で数mW程度の和周波光出力を得ることができる。和周波光のパルスは半導体レーザ１１７の変調波形とほぼ同様な波形である。KTPを透過した半導体レーザの光は不図示の赤外カットフィルタで吸収ないし反射され、その結果、530〜540
nmを中心波長とする緑色の変調されたレーザ光のみが得られる。

なお、本実施形態では、周期分極反転を非線形光学材料中に施して、擬似位相整合を行ったが、例えば、第１の半導体レーザ光波長を808 nm、第２の半導体レーザ光波長を1550 nmとして、非線形光学材料への入射角度を、θ= 59.6°、φ= 0°とすることで周期分極反転を必要としない角度位相整合を行うこともできる。つまり、図２に示す周期分極反転構造２１１５は存在しない。さらに、光導波路２１１６を有しないバルク非線形光学材料を使用してもよい。光導波路が存在しない場合は、非線形光学材料中でレーザビーム径が細くなるように外部共振器内の光学系を設計すればよい。

（第３の実施の形態）
本実施の形態に係る光波長変換装置は、一対の反射面のうち、波長変換素子側の反射面が波長変換素子から離れて配置されたミラーであることを特徴とする。それ以外は第２の実施の形態と同じである。

図７は本実施形態に係る光波長変換装置を示す模式図である。符号５０３はミラーであり、波長変換素子１１３から離れて配置されている。また、符号５０５は誘電体多層膜である。ミラー５０３は波長変換素子１１３から出た光に対する凹面鏡であることが好ましい。このような構成にすることで、波長変換素子から出る光が太い場合あるいは広がる場合に、反射時に光を細く絞り波長変換素子に再び戻すことができる。ミラー５０３が波長変換素子に対して凹むような湾曲面を有している構成の場合、波長変換素子には光導波路が設けられていなくてもよい。符号５０５は、波長変換素子端部に必要に応じて配置される誘電体多層膜である。この誘電体多層膜５０５は第１の半導体レーザ光に対して無反射である。

さらに具体的に説明する。
本実施形態において、波長変換素子１１３としてKTPを用い、位相整合角θ= 90°とφ= 0°は第２実施形態と同様である。一方、位相整合を取る２つの半導体レーザの偏波方向は同方向である。周期分極反転の周期は、およそ10μmとなる。端面コーティングされた膜については、第２の実施形態と同様である。KTPの位相整合は、θ=
90°、φ= 0°に対してノンクリティカル位相整合となり、波長変換効率に対する角度許容幅が大きくなる。また、非線形定数をKTP結晶の最大非線形テンソル成分d₃₃＝16.9
(pm/V)に設計することができる。

（第４の実施の形態）
本実施の形態に係る光波長変換装置は第２半導体レーザとして電極分割ＤＢＲレーザを用いたことを特徴とする。それ以外は第２、第３の実施の形態のいずれかと同じである。図８は本実施形態に係る光波長変換装置を示す模式図である。符号７０６がＤＢＲレーザ、７０７は、必要に応じて設けられる光ファイバ、７０１は、第１の半導体レーザとしての一例である出射側端面を無反射コーティングしキャンパッケージされた素子である第１の半導体レーザ、７０８は光導波路、そして７０９は、必要に応じて設けて配置される赤外カットフィルタである。

本実施形態では、第２の半導体レーザとして電極分割ＤＢＲレーザを用いているため発振波長の制御がより容易である。この電極分割ＤＢＲレーザは３電極がそれぞれＤＢＲ領域、利得領域、そして位相領域に分けられている。各領域の電流量をコントロールすることで、発振波長と光出力を同時に制御することができる。光ファイバは必要に応じて設けられてよいものであるが、第２半導体レーザとして実装されている場合はその光ファイバを用いればよい。

本実施形態では、波長変換素子１１３としてLiNbO₃（LN）導波路を用いる。半導体レーザ７０１と半導体レーザ７０６の発振波長に合わせて、その和周波光が効率良く発生するように、図５と同様の構成で波長変換素子１１３には周期分極反転構造と光導波路が形成されている。周期約7μm〜8μmの格子状電極がzカットLN基板上に作製されており、高電界が印加されて、周期分極反転構造が形成されている。さらに、分極反転格子と直交するように、幅5μm、深さ5μmの光導波路７０８をプロトン交換により形成している。波長変換素子である非線形光学材料中の光パワー密度を高める効果は、(４)式に表されている。非線形光学材料中に光導波路を形成することでこの効果を飛躍的に生かすことができる。導波路長は10
mmとし、２つの半導体レーザの偏波面を基板に対して平行させて波長変換素子へレーザ光を結合させる。

LN結晶の擬似位相整合を用いた本実施形態の波長変換素子では、半導体レーザ７０１に対する波長許容幅はおよそ0.８nm、半導体レーザ７０６に対する波長許容幅はおよそ
0.３nmと狭いが、半導体レーザ７０６のＤＢＲ領域と位相制御領域への電流注入で発振波長を可変制御して、和周波光への波長変換効率が最大となるように調整できる。半導体レーザ７０６の光出力は利得領域への電流注入で増減する。変調信号を加えるのも利得領域への電流注入で行う。波長許容幅は狭いが、本実施例では非線形定数がLNの最大非線形テンソル成分d₃₃=34.4(pm/V)を利用できるため、高い波長変換効率が得られる。光導波路を通過した半導体レーザ光は、赤外カットフィルタ７０９で除去されて和周波成分である緑色のレーザ光７１０となる。

（第５の実施の形態）
本実施の形態に係る光波長変換装置は、第２の半導体レーザにバイアス電流と、信号に合わせたパルス電流を重畳させることでパルス状のレーザ光を出力させることを特徴とする。それ以外は第２ないし第４の実施の形態のいずれかと同じである。

第１の半導体レーザは、GaAs基板上に、p側およびn側のクラッド層としてInGaAsP層を形成し、そして、活性層はInGaAsを井戸層、GaAsPを障壁層とした歪量子井戸構造からなる。InGaAs井戸層は圧縮歪を加えられて、大よそ波長にして960
nmから1000 nmまでの範囲での発振が可能である。

第２の半導体レーザはInGaAsPを活性層とし、発振波長は1460 nmから1500 nmとなり、その和周波光として570 nmから600 nmを得ることができる。即ち、黄色から橙色の範囲のレーザ光を自由に設定して得ることが可能である。

本実施形態では、波長変換素子として、LN基板に周期分極反転を施し、さらに光導波路を形成したものを用いる。第２の半導体レーザに駆動電源から、閾値電流以下のバイアス電流を予め通電しておき、信号に合わせたパルス電流を重畳させることで、パルス状のレーザ光出力が得られ、それに同期して波長変換素子を介して和周波波長のパルス光が得られる。変調信号のパルス幅もしくはパルス尖頭値を変化させることで、和周波光にパルス幅変調もしくはパルス振幅変調が加えられる。このようにして、小型で変調可能な黄色〜橙色領域のレーザ光源を作製できる。第１の半導体レーザの活性層としてInGaAs系に代えて、GaInNaAs系ないしGaAsSb系を用いることで、少し長波長域でレーザ光を得ることができるため、橙色から赤色の和周波光を変調光として得ることもできる。

以上、第２の実施形態ないし第５の実施形態では第２半導体レーザ光が第１半導体レーザと波長変換素子との間から波長変換素子へ入光する形態を説明した。

次に、第２半導体レーザ光が、第１レーザ半導体が配置される側とは反対側から波長変換素子に入光するように第２半導体レーザが配置されている形態を説明する。

（第６の実施の形態）
　本実施の形態に係る光波長変換装置は、第１のレーザ半導体が配置される側とは反対側から第２の半導体レーザ光が波長変換素子へ入光するように、第２の半導体レーザが配置されていることを特徴とする。それ以外は、第１ないし第５の実施の形態のいずれかと同じである。

　図９に本実施形態に係る光波長変換装置を模式的に示す。符号９０５、９０５’、９０６、９０６’はそれぞれ第１の半導体レーザ光を反射する誘電体多層膜、波長変換素子の和周波光が出光する側の端部、第１の半導体レーザ光を透過させる誘電体多層膜、波長変換素子の第１の半導体レーザ側の端部である。符号９１１１はビームスプリッタである。

　第２の半導体レーザ１１７は波長変換素子の和周波光が出光する側に配置されている。第２の半導体レーザ光はビームスプリッタ９１１１を介して波長変換素子へ入光する。和周波光は同じ側から波長変換素子を出て、ビームスプリッタ９１１１にて反射して第２半導体レーザ光の方向とは異なる方向に沿って光波長変換装置外へ出る。本実施形態において、一対の反射面とは、第１半導体レーザ１１１の端部２１０２’に設けられているミラーである誘電体多層膜２１０２と　第１の半導体レーザ光を反射する誘電体多層膜９０５である。そして、本実施形態では、誘電体多層膜９０５は第２のレーザ光１１８を通過させる。また、誘電体多層膜９０５は和周波光１１９も通過させる。誘電体多層膜９０６は和周波光１１９を反射する。

　図１０は本実施形態の別形態に係る光波長変換装置を示す模式図である。符号１００１は第１の半導体レーザである。第１の半導体レーザが、出射側端面が無反射コーティングされキャンパッケージされたものであることが異なる。

（第７の実施の形態）
　本実施の形態に係る光波長変換装置は、一対の反射面のうち、波長変換素子側の反射面が波長変換素子から離れて配置されたミラーであることを特徴とする。それ以外は、第６および第３の実施の形態と同じである。

図１１に本実施形態に係る光波長変換装置を模式的に図示する。符号６０３はミラー、６０５は誘電体多層膜である。波長変換素子１１３の出光側端面に形成された誘電体多層膜６０５では第１の半導体レーザ光は透過され、外側に配置されたミラー６０３で反射されて共振器を形成する。第２の半導体レーザ１１７の出射光はビームスプリッタ２１１１およびミラー６０３を透過して波長変換素子１１３に入光される。

（第８の実施の形態）
本実施形態に係る光波長変換装置は、第２半導体レーザとして電極分割ＤＢＲレーザを用いたことを特徴とする。それ以外は、第６および第４の実施の形態と同じである。

図１２は本実施形態に係る光波長変換装置を示す模式図である。符号６０４、６０６は誘電体多層膜、２１１６は光導波路、６０２はビームスプリッタである。電極分割ＤＢＲレーザは、第１レーザ半導体７０１が配置される側とは反対側から波長変換素子へ入光するように配置されている。誘電体多層膜６０４は、第１の半導体レーザ光を通過させ、第２の半導体レーザ光を通過させ、和周波光を通過させる。誘電体多層膜６０６は第１の半導体レーザを反射させ、第２の半導体レーザ光を通過させる。

（第９の実施の形態）
本実施形態に係る光波長変換装置は、第２の半導体レーザにバイアス電流と、信号に合わせたパルス電流を重畳させることでパルス状のレーザ光を出力させることを特徴とする。それ以外は、第６および第５の実施の形態と同じである。

図１３は本実施形態に係る光波長変換装置を示す模式図である。第２の半導体レーザである歪量子井戸構造活性層を有するレーザチップ９０２が、第１の半導体レーザ７０１が配置される側とは反対側から波長変換素子へ入光するように配置されている。

次に、第２の半導体レーザが第１の半導体レーザの後ろに配置されたことを特徴とする光波長変換装置について第１０ないし１５の実施の形態を挙げて説明する。

（第１０の実施の形態）
本実施形態に係る光波長変換装置は、第２の半導体レーザが第１の半導体レーザの後ろに配置されたことを特徴とする。それ以外は、第１ないし第９の実施の形態の何れかと同じである。

図１４は本実施形態に係る光波長変換装置を示す模式図である。誘電体多層膜２１０２とミラー５０３とが一対の反射面を構成し、この一対の反射面と第１の半導体レーザ１１１と波長変換素子１１３とから外部共振器構造１１５を形成する。第２の半導体レーザ１１７は第１の半導体レーザの背後に配置されている。第２の半導体レーザからの第２の半導体レーザ光は、誘電体多層膜２１０２を透過して第１の半導体レーザを通過し、そこから出光する。

第２の半導体レーザ１１７は例えば1550nmの光を出すＤＦＢ型を挙げることができる。第１の半導体レーザ１１１に配置されている光導波路１０３は、例えばAlGaAs／GaAs多層膜で構成されたものである。波長変換素子１１３は、例えば非線形光学材料であるKTP結晶である。第２の半導体レーザ光は波長変換素子中を１回のみ伝搬する。

（第１１の実施の形態）
本実施の形態に係る光波長変換装置は、波長変換素子に周期分極反転構造と光導波路とを設けたことを特徴とする。それ以外は第１０の実施の形態と同じである。

図１５は本実施の形態に係る光波長変換装置の模式図である。本実施形態において、光導波路２１１６は、例えば溶融したRbNO₃中に結晶を浸してＲｂを拡散させることで形成されたものである。また、KTP結晶は厚さ1mmでz-cutされたものである。

結晶長は10mmとしてある。光導波路２１１６はx方向に平行に形成されており、分極反転の周期は和周波変換の位相整合条件を考慮して10μmとしている。光導波路２１１６の方向は有効非線形光学定数が最大となる（結晶中の最大の非線形光学定数成分を用いた波長変換が可能となる）ように選択されている。光導波路２１１６の断面積は約15μm²である。また、波長変換素子１１３の両端面には、波長808nmの光と1550nmの光の両方に対してほぼ無反射となるよう設計された多層膜が設けられている（図中不図示）。

第１の半導体レーザ１１１からの第１のレーザ光は、集光レンズ２１０４により光導波路２１１６に結合され、光導波路２１１６中を伝搬する。このとき、光導波路２１１６中をＴＭモードで伝搬するように第１のレーザ光の偏光状態は予め制御されている。第２のレーザもＴＭモードで伝搬するように予め制御されている。

（第１２の実施の形態）
本実施の形態に係る光波長変換装置は、光導波路１０３と光導波路２１１６の光結合にレンズを用いず、端面を直接隣接させて結合を行う、いわゆる、butt-coupling方式を用いていることである。それ以外は第１１の実施の形態と同じである。

図１６は本実施の形態に係る光波長変換装置を示す模式図である。本実施形態では、波長変換素子１１３として厚さ1mmのy-cutKTP結晶を用い、z方向に電界を印加することで分極反転領域２１１５が形成されている。さらに、溶融したRbNO₃中に結晶を浸してＲｂを拡散させることで光導波路２１１６が形成されている。結晶長は10mmとしてある。光導波路２１１６はx方向に平行に形成されており、分極反転の周期は和周波変換の位相整合条件を考慮して10μmとしている。光導波路２１１６の方向は有効非線形光学定数が最大となる（結晶中の最大の非線形光学定数成分を用いた波長変換が可能となる）ように選択されている。光導波路２１１６の断面積は約15μm²である。また、波長変換素子１１３の両端面には、波長808nmの光と1550nmの光の両方に対してほぼ無反射となるよう設計された多層膜が設けられている（図中不図示）。

導波路１０３と導波路２１１６とは数μm程度離して隣接配置されている。第１のレーザ光はＴＥモードで発振しており、光導波路２１１６中をＴＥモードで伝搬する。第２のレーザもＴＥモードで伝搬するように予め制御されている。

本実施形態は第１１の実施の形態に係る光波長変換装置と比べて小型化が可能である。本実施形態において、波長変換素子としてy-cutのKTP結晶を用いた例を示したが、これに限ったものではなく、例えば、z-cutのKTP結晶であってもよい。この場合、KTP結晶中の光導波路中をＴＭモードで導波させるのが望ましいのであれば、半導体レーザ中の活性層の層構成を工夫してＴＭモード光への利得を大きくしたり、共振器ミラーの反射率に偏光依存性を持たせたりしてＴＭモード光でレーザ発振するような構成にすればよい。

（第１３の実施の形態）
本実施形態に係る光波長変換装置は、第１２の実施の形態で説明したミラーを持たずに、波長変換素子の一方の端面に誘電体多層膜が構成されていることを特徴とする。それ以外は第１２の実施の形態と同じである。

図１７は本実施の形態に係る光波長変換装置を示す模式図である。誘電体多層膜２１０６が波長変換素子の一方の端面に直接成膜されている。この誘電多層膜２１０６と第１の半導体レーザ端部に配置された誘電体多層膜２１０２とが一対の反射面に相当する。本実施形態に係る光波長変換装置は、第１２の実施の形態に係る光波長変換装置と比べて、さらに小型にすることができる。

（第１４の実施の形態）
本実施形態に係る光波長変換装置は、第１の半導体レーザと第２の半導体レーザとの間の光結合にレンズを用いず、端面を直接隣接させて結合を行うbutt-coupling方式を用いていることである。それ以外は第１３の実施の形態と同じである。

図１８は本実施の形態に係る光波長変換装置を示す模式図である。符号１８０１は第２の半導体レーザであるＤＦＢ型レーザである。また１８０３は第２の半導体レーザに配置されている導波路を指す。導波路１８０３と導波路１０３とは数μm程度離れて隣接して配置されている。第２の半導体レーザはＴＥモードで発振しており、導波路１０３及び導波路２１１６をＴＥモードで伝搬する。

本実施形態に係る光波長変換装置は、第１３の実施の形態に係る光波長変換装置よりも、さらに小型化することができる。

（第１５の実施の形態）
本実施形態に係る光波長変換装置は、第２半導体レーザからの光を光ファイバにて第１の半導体レーザへ導入することを特徴とする。それ以外は第１４の実施の形態と同じである。

図１９は本実施の形態に係る光波長変換装置を示す模式図である。符号７０６は第２の半導体レーザ、７０７は光ファイバである。第２の半導体レーザ７０６はＤＦＢ型の半導体レーザであり、予め光ファイバ７０７と一体に実装されている。

本実施形態に係る光波長変換装置は、外部共振器構造１１５から離れた位置に第２の半導体レーザを配置することができる。図１９では集光レンズ２１０９を用いた様子が図示されているが、本実施形態では、その他に集光レンズ２１０９を除いて光ファイバ７０７の出射端を第１の半導体レーザ１１１に近接させて光結合を行ってもよい。また、光ファイバ７０７の出射端を球面加工した先球ファイバを用いてもよい。

（第１６の実施の形態）
本実施形態は、第１ないし第１５の実施の形態に係る光波長変換装置を光源としたことを特徴とする画像投射型表示装置に係る。図２０は本実施形態に係る画像投射装置を示す模式図である。符号８０１、８０２、８０３は光源、８０４は合波器、８０５は投射レンズ、８０６、８０７は光偏向器、８０８は被投射面、８０９は画素スポットを示す。

光源８０１、８０２、８０３はそれぞれが異なる色の光を発する。異なる光とは、例えば赤、緑、青である。このような色が異なる光源を用いてフルカラーの画像表示装置を提供することができる。本発明の光波長変換装置は、このうちの緑の光源８０２として用いることができる。

合波器８０４は、各光源８０１、８０２、８０３からの光を合波するための手段である。合波された光は合波器８０４を出て投射レンズ８０５を通過する。投射レンズ８０５を通過した光は、はじめに光偏向器８０６で反射し、次に別の光偏向器８０７で反射し、被投射面８０８へ投射される。合波された光は、被投影面８０９上の画素に相当する画像情報を有している。

本実施形態において、光偏向器８０６は被投射面８０８の水平方向（走査方向）に光を偏向走査する手段である。より具体的には、共振運動する光偏向器であり、ガルバノミラーである。この光偏向器８０６は、例えばシリコン等の半導体を原料とし単結晶材料をホトリソグラフィ技術により微細加工された構造のものであることが、正確な共振運動が達成できるという点で好ましい。また、光偏向器８０６は、画像情報を有する光を一方向にのみ走査させる形態であったり、あるいは走査方向に対して往復する光のいずれにも画像情報を有した状態で走査させる形態でもよい。その場合、往復描画が可能となる。

また、光偏向器８０７は水平走査する光を走査方向に対して垂直の方向に垂直走査させるための手段である。この光偏向器８０７により画像情報を有する光は被投射面８０８上で２次元的に投射されるので、被投射面８０８には２次元画像が表示される。光偏向器８０７は共振型であっても、そうでなくてもよい。というのは、走査方向の光偏向においては光偏向器が共振型である方が安定した高速動作を達成させる上で重要であるが、垂直走査の動作に関しては、共振型の光偏向器が達成することを求められるような高速動作を必ずしも要求されないからである。もちろん、光偏向器８０６、８０７ともに共振型の光偏向器であってもかまわない。

さらに具体的に説明する。
光源８０２としての本発明の光波長変換装置である緑色の和周波光源装置において、波長805nmおよび1590nmの半導体レーザを入力波光源とし、周期分極反転構造と光導波路を形成したKTP結晶基板を波長変換素子とすることで、波長534nmの光を得ることができる。緑色出力光の最大100mWを得るため、波長805nmのレーザ出力は最大500mW、波長1590nmの半導体レーザ出力は最大100mWとしている。連続電流を第１の半導体レーザに流すことで、発振波長805nmのレーザ共振が外部共振器で発生する。第２の半導体レーザにパルス幅変調を施した変調電流を流すことで、発振波長1590nmでピーク出力100mWのレーザ光が得られる。　

第２の半導体レーザ光出力を第１の半導体レーザと波長変換素子との間に存在するビームスプリッタを用いて波長変換素子に導入することで、図４に図示するような、第２の半導体レーザの光パルス波形に追従する和周波光出力の時間波形を得ることができる。パルス幅に変調が加わって各画素の緑色強度制御を行うことができる。図２０に示す投射型の画像表示装置がSVGA画像（800×600画素）でフレームレート60Hzとすると、クロック周期には大よそ35nsecが要求される。クロック周期内で十分なパルス幅変調を得るためには、1nsec程度あるいはそれ以下の応答特性が要求されるが、本実施形態によれば十分な光強度と高速応答性が同時に可能となる。

次に、青色の光源装置については、第１の半導体レーザとして発振波長600nm台のInGaAlP系半導体レーザを、第２の半導体レーザとして発振波長1500nm台のInGaAsP系半導体レーザを用いて、和周波光出力を得る。青色の出力光強度は、最大80mWで、緑色の場合と同様に高速の応答特性を得ることができる。青色光源に関しては、InGaN系半導体レーザを用い、波長440nmから460nm程度のレーザ光出力を直接得ても良い。

次に、赤色光源に関しては、InGaAlP系半導体レーザで直接635nmの光が得られる。出力光強度は、最大で100mWである。そのような条件で、上記した青、緑、赤、３色の光源８０１、８０２、８０３からの出力光を誘電体多層膜による合波器８０４で合波して、投射レンズ８０５を通して、Si基板を加工して作製したマイクロ共振ミラーからなる光偏向器８０６、８０７へ入射させる。マイクロ共振ミラーは水平方向、垂直方向の２方向に使用してもよいし、または、水平方向のみに使って、低速で構わない垂直方向に関しては、マイクロモーターでガルバノミラーを振動させる構造のものでもよい。被投射面８０８へ、レーザ光を画素スポット８０９として投射し、各画素スポットの各色ごとにその画素階調に応じてレーザ光のパルス幅を制御する。

各色の光源装置から出射した光は、光偏向器を含めた走査・投射光学系で損失を受ける。さらに、スクリーン最外部での光偏向器の非線形走査部分を除去したりするので、画像表示装置全体で25%から50%の光利用効率になる。例えば、光利用効率50%の場合、各レーザの光強度で、スクリーン上に投射されるのは、緑色、赤色で最大50mW、青色で最大40mWとなる。各色の中心波長および出力光強度は、全部を点灯した場合、標準光源D₆₅の白色となるように設定されている。

（第１７の実施の形態）
本実施の形態は、第１ないし第１５の実施の形態のいずれかに係る光波長変換装置を光源としたことを特徴とする電子写真方式の画像形成装置に係る。

図２１は本実施形態に係る画像形成装置を示す模式図である。符号８１０は本発明の光波長変換装置、８１１はコリメートレンズ、８１２は光偏向器、８１３は走査レンズ、８１４は被投射面である。光波長変換装置８１０を出た光は、コリメートレンズ８１１を通過し、光偏向器８１２へ投射される。光偏向器８１２は本図ではポリゴンミラーである。光偏向器８１２は回転することで、入射した光を走査方向へ偏向走査することができる。光偏向器８１２で反射した光（偏向光）は、走査レンズ８１３を通過する。走査レンズ８１３を通過した光は、画像形成面８１４に投射されるが、画像形成面８１４の等間隔の画素位置に対応するように画像情報を有した状態で投射される。画像形成面は、例えば光照射により静電潜像を得ることができる感光体等である。

感光体を画像形成面としてそこに静電潜像を得ることができれば、不図示の転写装置等により静電潜像から実像を例えば紙上に形成することができる。このような構成はレーザビームプリンタや複写機に適用することができる。

なお、本実施形態の光偏向器としてポリゴンミラーに替わって、例えば共振型の光偏向器、具体的にはガルバノミラーを用いてもよい。共振型の光偏向器による走査は、第１６の実施の形態に記載されている光偏向器の動作に準じる。

本発明の第１の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第２の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の実施形態の動作原理を説明する模式図である。本発明の実施形態の動作原理を説明する模式図である。本発明の実施形態の波長変換素子の模式図である。本発明の実施形態の他の波長変換素子の模式図である。本発明の第３の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第４の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第５の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第６の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第７の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第８の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第９の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第１０の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第１１の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第１２の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第１３の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第１４の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第１５の実施形態の光波長変換装置の模式図である。本発明の第１６の実施形態の光波長変換装置を有する画像投射型表示装置の模式図である。本発明の第１７の実施形態の光波長変換装置を有する電子写真方式の画像形成装置の模式図である。従来の光波長変換装置の模式的な構成図である。

符号の説明

　１１１、７０１、１００１　第１の半導体レーザ
　１１２　第１のレーザ光
　１１３　非線形光学材料
　１１５　外部共振器
　１１７、７０６、９０２、１８０１　第２の半導体レーザ
　１１８　第２のレーザ光
　１１９　和周波光

Claims

第１、第２の半導体レーザと、該２つの半導体レーザが各々出射する第１、第２のレーザ光を和周波光に変換する波長変換素子とを有する光波長変換装置であって、前記第１の半導体レーザと前記波長変換素子とが配置されて第１のレーザ光が共振状態となる外部共振器構造を有しており、前記第２のレーザ光が前記波長変換素子を伝搬するように第２のレーザ光の光路が定められていることを特徴とする光波長変換装置。
前記第１の半導体レーザと前記波長変換素子との間から前記波長変換素子に前記第２のレーザ光が入光するように前記第２の半導体レーザが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光波長変換装置。
前記第１の半導体レーザが配置されている側とは反対側から前記第２のレーザが前記波長変換素子へ入光するように前記第２の半導体レーザが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光波長変換装置。
前記第１の半導体レーザを通過して前記光波長変換素子へ前記第２のレーザが入光するように前記第２の半導体レーザが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光波長変換装置。
請求項１に記載の前記光波長変換装置を光源として有することを特徴とする画像投射型表示装置。
請求項１に記載の前記光波長変換装置を光源として有することを特徴とする電子写真方式の画像形成装置。
第１、第２の半導体レーザが各々出射する第１、第２のレーザ光を波長変換素子に入射してそれらの和周波光を発生させる光波長変換方法であって、前記第１の半導体レーザと前記波長変換素子とが配置されて第１のレーザ光が共振状態となる外部共振器構造を構築し、前記第２のレーザ光が前記波長変換素子を伝搬するように第２のレーザ光の光路を定めることを特徴とする光波長変換方法。
前記第１の半導体レーザと前記波長変換素子との間から前記波長変換素子に前記第２のレーザ光が入光するように前記第２の半導体レーザが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の光波長変換方法。
前記第１の半導体レーザが配置されている側とは反対側から前記第２のレーザが前記波長変換素子へ入光するように前記第２の半導体レーザが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の光波長変換方法。
前記第１の半導体レーザを通過して前記光波長変換素子へ前記第２のレーザが入光するように前記第２の半導体レーザが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の光波長変換方法。