JP2010033049A - 光学機器、これを備えた波長変換レーザ光源、画像表示装置およびレーザ光源装置 - Google Patents
光学機器、これを備えた波長変換レーザ光源、画像表示装置およびレーザ光源装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】波長変換レーザ光源は、Mgが5mol以上添加されたコングルエント組成のLiNbO3からなる波長変換素子209と、運転モード中に波長変換素子209へ光を入射させるための光源と、波長変換素子209へ前記光が入射されていない非運転モード中に波長変換素子209へ熱エネルギーを供給することにより、前記運転モード中に入射された光によって変化した波長変換素子209の屈折率を回復させる回復動作を行う屈折率回復機構とを含んでいる。
【選択図】図5
Description
本実施の形態に係る波長変換レーザ光源(光学機器)200は、後に詳細に説明するように、経時劣化による位相整合温度のシフトの原因となる非線形光学結晶の屈折率の変化を変化前の状態に回復させる屈折率回復機構を備えている。
本発明の他の実施の形態について、図面を参照し以下に説明する。
参考例として、運転モード中の波長変換素子の位相整合温度を80℃に設定した場合について説明する。本参考例では、前記の実施の形態1または2に示したような非線形光学結晶の屈折率の回復動作は行わない。
本実施の形態では、S66で算出した係数Gに基づいて、デューティー比の切り換えを行い電流波形を制御している。
上記不等式(2)を満たす場合は(S70でYES)、電流の極性を変更する(S71)。なお、G<0.9の場合(S67でNO)の場合は、上述の通り、S68のPWM制御は行わず、S70で、不等式(2)を満たすか否かを判断する(S70)。
本実施の形態では、波長変換レーザ光源に用いる波長変換素子209の波長変換結晶の長さと、屈折率回復機構による屈折率回復の効果との関係について説明する。
本発明の他の実施の形態について以下に図18ないし図20を参照し、以下に説明する。
したがって、単一の高出力ピーク値をもつ光電変換効率の高いパルスファイバレーザ装置を用いて構成しているので、高輝度で色再現性に優れ、簡単な構成で低消費電力の安定した画像表示装置を実現することができる。
201 出力設定器
202 温度コントローラ
203 バッテリ(バックアップ電源)
209 波長変換素子
212 受光器(フォトダイオード)
213 ビームスプリッタ
216 温度保持部(屈折率回復機構)
225 制御装置(屈折率回復機構)
231 基本波光源
235 基本波光
703 サーミスタ(屈折率回復機構)
704 A/Dコンバータ
705 レジスタ
706 EEPROM
707 MPU
708 電源
709 スイッチ
711 温度コントローラ(屈折率回復機構)
1707 紫外光源(紫外光照射部)
1800 2次元画像表示装置
1803 レーザ出力コントローラ
1805R 赤色レーザ光源
1805G 緑色レーザ光源
1805B 青色レーザ光源
1809R、1809G、1809B 2次元変調素子
1900 液晶表示装置
1910 液晶表示パネル
2000 光通信装置
Claims (20)
- 酸素八面体構造を有し、主成分以外に金属イオンが添加された非線形光学結晶と、
運転モード中に前記非線形光学結晶へ光を入射させるための光源と、
前記非線形光学結晶へ前記光が入射されていない非運転モード中に当該非線形光学結晶へ外部エネルギーを供給することにより、前記運転モード中に入射された光によって変化した前記非線形光学結晶の屈折率を回復させる回復動作を行う屈折率回復機構と、を含んでいることを特徴とする光学機器。 - 前記非線形光学結晶が、Mgが5mol以上添加されたコングルエント組成のLiNbO3もしくはLiTaO3、またはMgが1mol以上添加されたストイキオメトリック組成のLiNbO3、LiTaO3もしくはKTiOPO4からなることを特徴とする請求項1に記載の光学機器。
- 前記屈折率回復機構は、前記外部エネルギーとしての熱エネルギーを前記非線形光学結晶へ供給して前記非線形光学結晶の屈折率を回復させるものであり、
前記運転モード中における前記非線形光学結晶の運転温度よりも高い回復温度まで当該非線形光学結晶を加熱し、当該回復温度を所定時間保持する温度保持部を含んでいることを特徴とする請求項1に記載の光学機器。 - 前記回復温度が80℃以上であることを特徴とする請求項3に記載の光学機器。
- 前記回復温度が100℃以上であることを特徴とする請求項4に記載の光学機器。
- 前記温度保持部が回復温度を保持する時間は5分以上であることを特徴とする請求項4に記載の光学機器。
- 前記前記屈折率回復機構は、前記外部エネルギーとしての紫外光エネルギーを前記非線形光学結晶へ供給して前記非線形光学結晶の屈折率を回復させるものであり、
波長が280nm以上かつ380nm以下であり、出力が100mW以上の紫外光を、5分以上、前記非線形光学結晶へ照射する紫外光照射部を含んでいることを特徴とする請求項1に記載の光学機器。 - 前記屈折率回復機構は、前記外部エネルギーとしての電界エネルギーを前記非線形光学結晶へ供給して前記非線形光学結晶の屈折率を回復させるものであり、
電圧が500V以上であり、周波数が10Hz以上であり、デューティー比が50%以上である矩形波電圧を電極に印加することにより発生する電界を、当該電極を介して前記非線形光学結晶へ10秒間以上印加する電界印加部を含んでいることを特徴とする請求項1に記載の光学機器。 - 前記非線形光学結晶には、分極反転構造が形成されていることを特徴とする請求項1ないし7の何れか1項に記載の光学機器。
- 前記屈折率回復機構は、電源をONまたはOFFにする操作が行われたタイミングで、前記回復動作を行うことを特徴とする請求項1ないし9の何れか1項に記載の光学機器。
- 電力供給が絶たれた場合に前記屈折率回復機構を動作させるためのバックアップ電源をさらに具備していることを特徴とする請求項1ないし10の何れか1項に記載の光学機器。
- 前記屈折率回復機構は、前記運転モード中における前記非線形光学結晶の位相整合条件の変化に基づいて、当該非線形光学結晶の屈折率が変化したことを検知する検知部をさらに含み、
前記検知部の検知結果に基づいて前記回復動作を行うことを特徴とする請求項1ないし9の何れか1項に記載の光学機器。 - 前記検知部は、前記非線形光学結晶を通過して出射される光の出力を一定に制御した場合における前記光源に供給する電流量の変化に基づいて、当該非線形光学結晶の屈折率が変化したことを検知することを特徴とする請求項12に記載の光学機器。
- 前記検知部は、前記光源に供給する電流量を一定に制御した場合における前記非線形光学結晶を通過して出射される光の出力変化に基づいて、当該非線形光学結晶の屈折率が変化したことを検知することを特徴とする請求項12に記載の光学機器。
- 前記屈折率回復機構は、前記検知部が前記非線形光学結晶の屈折率が変化したことを検知したとき、前記光源の光出力を一旦停止させて前記運転モードから前記非運転モードへ切り換えて前記回復動作を行うことを特徴とする請求項12ないし14の何れか1項に記載の光学機器。
- 前記請求項1ないし15の何れか1項に記載の光学機器と、
前記非線形光学結晶を含み、前記光源からの光の波長を異なる波長のレーザ光に変換する波長変換素子と、を含むことを特徴とする波長変換レーザ光源。 - 請求項16に記載の波長変換レーザ光源と、
前記波長変換レーザ光源から出射されたレーザ光を2次元的に変調する2次元変調素子と、
前記2次元変調素子で変調されたレーザ光を投影する投影レンズと、を含むことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項16に記載の波長変換レーザ光源を含む光源ユニットと、
液晶パネルと、
前記光源ユニットから照射された光を前記液晶パネルへと導く導光部材とを含むことを特徴とする画像表示装置。 - 前記請求項1ないし9の何れか1項に記載の光学機器と、
前記非線形光学結晶を含み、前記光源からの光の波長を異なる波長のレーザ光に変換する波長変換素子と、
電力供給が絶たれた場合に前記屈折率回復機構を動作させるためのバックアップ電源と、を含む波長変換レーザ光源を具備してなる画像表示装置であって、
前記屈折率回復機構は、画像表示動作が終了したタイミングで、前記回復動作を行うことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項16に記載の波長変換レーザ光源と、
前記波長変換レーザ光源から出射されたレーザ光を照射領域へと導くファイバとを含むことを特徴とするレーザ光源装置。
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