JP3600249B2

JP3600249B2 - 単色ｒ、ｇ、ｂレーザ光源ディスプレイ装置及び方法

Info

Publication number: JP3600249B2
Application number: JP52678598A
Authority: JP
Inventors: 雅行唐川
Original assignee: コーポレイションフォーレーザーオプティクスリサーチ
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: CA2273040C; EP1012818A4; WO1998026328A3; WO1998026328A2; AU7850298A; CA2273040A1; JP2000510262A; AU723680B2; US6304237B1; US20020018036A1; EP1012818A2; US6774881B2

Description

発明の背景
良好な色バランスを有する白色光出力を生じる単色赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）光源は多くのディスプレイの用途において非常に望ましい。その理由はこの光源が従来の赤、緑及び青のフィルターを備えた干渉性でない白色光源に比して効率が高いからである。例えば、３チャンネル透過液晶ディスプレイ（LCD）パネルモジュレータを基本とする投影ディスプレイ装置に関連して使用される場合に、良好な色バランスを有する白色光出力を生じる単色Ｒ、Ｇ、Ｂ光源は、従来の赤、緑及び青のフィルターを備えたキセノンランプやハロゲン化金属ランプなどの非渉性の白色光源よりも少なくとも約４倍高い光効率を達成するからである。
しかしながら、単色Ｒ、Ｇ、Ｂ光源は赤、緑及び青の可視スペクトルを生じるある種のレーザに由来せざるを得ない。そのため、従来のこの種の光源を開発しようとする試みは次の欠点を有する。
1.光源としてある種のガスレーザを使用すると、受け入れられないほどに低い壁プラグ（wall plug）効率となり、また定常的な保守を要する。
2.R、Ｇ、Ｂ光源により発生される３つの主波長はディスプレイでの使用に適さない。
3.ディスプレイにおいて使用されるある種の光変調器は、連続波（CW）Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源で良好に動作する。その他のものはパルスＲ、Ｇ、Ｂレーザ光源を必要とする。連続波レーザから効率的に適当なＲ、Ｇ、Ｂ光を発生させることは非常に困難であり、また、従来のパルス型レーザ光源は、不所望に長いパルス長により連続波光源を必要とする空間光変調器とは適正に結合しなかった。
4.従来のＲ、Ｇ、Ｂレーザ光源に関連した最後の問題点は、レーザスペックルである。この現象は光学的に粗い表面（レーザ光源からの波長の４分の１よりも深い局所的な不規則凹所を有する表面）を反射又は透過した高度に干渉性の光の反射又は透過から生じるランダム干渉パターンであると考えられている。スペックルは非常に見づらく、スペックルを減じるために行われた従来の試みは、スクリーンを振動させることにより各波面に関連した位相干渉性を乱すことであった。
発明の概要
本発明は単色パルスＲ、Ｇ、Ｂ光源、かかる光源を使用したディスプレイ装置、及びかかる光源及びディスプレイに関する。
本発明は、ディスプレイ、特にLCDディスプレイに応用するのに適したＲ、Ｇ、Ｂパルスレーザ光源を提供する。本光源は例えばネオジム（Nd）含有レーザ媒体、特にネオジム：バナジン酸イットリウムNd:YVO₄等のレーザ媒体を有する、例えば約1342nm、1047nm及び1064nmの波長と選択されたパルス幅とパルスレートとを有するパルス信号波レーザ放射を発生する単一又は複数レーザ主（マスター）発振器と、レーザ放射の増幅を行うための単一又は複数レーザパワー増幅器とを具備している。光源は単一又は複数の、好ましくはすべてが固体状態の、非線形周波数変換器を含み、増幅された信号波レーザ放射を受け取りそれを変換して、スペックルを減じるようにわずかな空間的インコヒーレンスを有する緑波長（例えば約532nm又は523.5nm）と、スペックルを減じるようにスペクトル線幅がわずかに広がった（即ち干渉性が減じた）赤波長（例えば約626nm〜629nm）と、青波長（例えば約447〜452nm）に変換する。これらの波長は、光源が３枚のLCDディスプレイ装置に結合又はそこで使用される場合のようなカラーディスプレイの目的に特に有用である。この点は後で説明する。
本発明は、パルス（pulsed）レーザから生じるスペックル雑音を減じる方法を提供する。レーザ光はそれが干渉性であるのでスペックル雑音を生じる。光源としてＲ、Ｇ、Ｂパルスレーザが使用されるとき、多重モード動作により緑光に空間的インコヒーレンスを導入することにより、及び赤光にスペクトル線幅がわずかに広がり（即ち干渉性の減少）を導入すること（これらは組み合わされてスペックル雑音を減少）により、スペックル雑音を減少する。
Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源のパルス動作は、それにより各種の非線形変換、例えば光学的パラメータ発振（OPO）、周波数混合和（SFM）を使用して、1064nmの基本レーザ放射から可視光波長の光を生成できるので重要である。
本発明は単色パルスレーザ光源を使用するディスプレイ、特にLCDを提供する。LCDパネルは（空間的光変調器の一種）はパルス変調器を必要としないからである。Ｒ、Ｇ、Ｂパルスレーザ光源は、３つのLCDパネル（各原色に対して一つ）へ結合されてディスプレイを構成する。
本発明は次の特徴を有する単色Ｒ、Ｇ、Ｂ光源を提供する。
a.非常に高い電気光変換効率を有するレーザ構造。
b.入力ビデオ信号色空間を、単色Ｒ、Ｇ、Ｂ光源により形成されるＲ、Ｇ、Ｂ色空間へ変換し、得られるカラースペクトルがディスプレイ用に利用されるようにするデジタルカラー変換電子技術。
c.高パルスレート（40〜80kHz）で動作し、非常に短いパルス（半値幅は約7ns）を生成するレーザ空洞構造か、又は非常に高いパルスレート（＞＞1MHz）で動作して超単パルス幅（半値幅は約100ps）を生成するレーザ空洞構造。ここでは、この単色Ｒ、Ｇ、Ｂ光源を、連続波又は準連続波モードで動作するＲ、Ｇ、Ｂパルス光源を必要とする多くの異なった空間光変換器に結合させるアクティブモードロックを用いる。
d.多重モードレーザ放射（M²は約10）を生成する緑色レーザ構造。このレーザの多重モード動作は空間的インコヒーレンスを増し、それによりスペックル効果を減じる。
本発明を例示の目的で幾つかの実施例に関連して説明するが、本発明の範囲内で各種の追加、改良、修正、変更を例示の実施例について行い得ることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は光源に使用される主発振器の概略的なブロック図である。
図２は図１の主発振器を備えたＲ、Ｇ、Ｂ光源の概略的なブロック図である。
図３はLCDディスプレイ装置として３枚の透過LCDパネルを備えたレーザ光源の概略図である。
図４は色度座標（CIE）である。
図５はデジタル色空間変換の図式図である。
実施例の説明
単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源の性能の目標は、パルスレート、パルスの半値幅（FWHM）、高輝度及びＲ、Ｇ、Ｂレーザ光が混合したときの充分な色バランスを有する白色光の要件を満足することである。単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源は、連続波ダイオード棒で励起（ポンプ）された100％固体Ｒ、Ｇ、Ｂパルスレーザ光源であって、約628nm（Ｒ）、532nm（Ｇ）、及び452nm（Ｂ）の波長の光を発生する。この単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源は、Nd:YVO₄中の1064nm遷移を基本レーザ放射として有し、非常に狭いパルス幅と高い平均出力を高いパルスレートで達成するための、多段主発振器／パワー増幅器（MOPA）構造が意図されている。
主（マスター）発振器の概略図は図１に示されている。この主発振器の主要な条件は、予め決められたパルス幅（＜7ns）及びパルスレート（＞40kHz）を有する1064nmのパルスレーザ放射出力を生じることである。アクティブミラーを備えたNd:YVO₄結晶（代表例は4mm×4mm×5mm）は、一端に該結晶の100μｍ内に固定された500μ直径の光ファイバを有する連続波ファイバー結合ダイオードレーザ棒（平均出力約20w）により光学的に励起される。結晶の励起端はアクティブミラーとして作用するように研磨されているか、又は別個のミラーを使用して、連続波ファイバ結合ダイオードレーザ棒からの励起用ビームを収束させるために使用できる。レーザの脈動は主発振器空洞内に配置されたマイクロ音響−光又は電気−光Ｑスイッチにより達成される。
パワー増幅器の主な条件は、主発振器からの信号波を漸次増幅して1064nmのレーザ放射の平均出力を増大させることである。主発振器は出力カップラを介して多段のNd:YVO₄結晶を基本とする利得モジュール（例えばパワー増幅器）に結合され、平均出力パワーは主発振器により多くの利得モジュールが付加される分だけ増大する。各利得モジュールは、１つ又は２つの連続波ダイオードレーザ棒（出力パワー約20w、ピーク波長約807nm）により横励起されるNd:YVO₄結晶板から構成される。Nd:YVO₄結晶板の片面は少しだけ粗面となっていて、Nd:YVO₄結晶内の寄生発振を防止している。一般に、Nd:YVO₄結晶は非常に高い利得を有し、そのため連続波ダイオードレーザからの光学的励起パワーの約50％が主発振器とパワー増幅器内で1064nmのレーザ放射に変換される。この基本レーザ放射（1064nm）のビーム開きはほぼ回折限界であり、そのため、ビームの品質は以下に説明するように非線形波長変換手段及び所望のＲ、Ｇ、Ｂカラーを生成する方法に非常に適している。
影像形成／ディスプレイに使用される空間光変調により課される条件によっては、高いパルスレート及び又は非常に短いパルス幅は必要がないであろう。
このような条件に対しては、Nd:YAG（ネオジム：イットリウムアルミニウムガーネット）及び又はNd:YLF（ネオジム：イットリウムリチウムフルオライド）（レーザ波長1047nm）結晶がNd:YVO₄の代わりに上記多段MOPAを構成するために使用できる。KTA,KTP,LBO及BBOは、1064nm及び1047nmのレーザ放射から所望の非線形周波数変換を行って、所望の赤、緑及び青の波長の光を発生するのに使用できる結晶である。SHG（二次高調波）、THG（三次高調波）及びOPO（光学パラメータ発振器）は、これらの結晶から構成される非線形周波数変換器である。
本発明の単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源の概略ブロック図は図２に示されている。Nd:YVO₄を基本とするMOPAからの1064nmレーザ放射の約14％は、ビームスプリッタにより他の波長から分離され、周波数二倍化により532nmの緑光を生成する。この光はディスプレイの緑（Ｇ）として使用される。基本波から緑色を作るＩ型LBO（リチウムトリボレート）又はII型KTP（カリウムチオニルフォスフェート）での60％二次高調波発生（SGR）効率は達成可能な目標である。また、SHG空洞はエタロン誘導縦モード及び主TEM₀₀モードを発生するためにエタロン板を具備する。この少量のエタロン誘導縦誘導モードは空間的インコヒーレンスを増大することを助け、それによりスペックル効果を減少させ、なおかつディスプレイへの応用で重要な明るくてきれいな画像を形成するのに重要な横方向の回折限界に近い緑ビームを維持する。別法として、不安定共振構造をSHG空洞に採用して、1064nmから緑（532nm）を発生させても良い。不安定共振器は横方向に多重モードレーザ動作を生じるので、緑（532nm）の出力は少量の空間的インコヒーレンスを生じ（M²は約10）、これもスペックルの減少に資する。
Nd:YVO₄を基本とするMOPAからの残りの1064nmレーザ放射の約半分は、Ｉ型LBO又はII型KTPにより周波数二倍化されて緑（532nm）を発生する。この緑レーザ光は縦方向にTi:S（チタン：サファイア）棒を励起するために使用され、Ti:Sからの赤外放射は多重複屈折板（厚さ1T）により904nmに同調され、ついでＩ型BBO（βバリウムボレート）又はLBO（リチウムボレート）により周波数二倍化されて452nmの青光を発生する。
15〜20％の変換効率がこの緑励起パワーから青への変換で期待される。この青レーザの空間モードは回折限界近くにある。Ti:Sレーザは近赤外領域に非常に広いバンド幅（約700−1000nm）を有するから、青波長は、異なった光学コーティングと複屈折板の組を選択することにより、430nmと460nmの間で同調し得る。この波長同調の能力のため、各種のディスプレーが必要に応じて異なったＲ、Ｇ、Ｂ色空間を作ることができる。Nd:YVO₄レーザ媒体（物質）は多くの遷移線を有し、その主なものは1064nmと1342nmにある。この第２の遷移線（1342nm）は主要線（1064nm）の３分の１程度の強度を有するが、適正なコーティングにより修正できる。これに代わる青レーザではNd:YVO₄を基本としたMOPAをレーザ媒体に用い、1342nm放射を生じるように光学コートしたものを用いる。Ｉ型LBO結晶を使用して671nm（1342nmの二次高調波）を発生し、そして追加のＩ型LBOとII型KTPを使用して1342nmと671nmの周波数混合和（SFM）を得ることにより、447nmが発生される。これは三次高調波発生（THM）として知られている。従って、Nd:YVO₄からの1342nmの放射の三次高調波は447nmの青波長を生じ、この青レーザは青波長に対する代替的な単色光源として使用することができる。
最後に、1064nmレーザ放射の残りの半分はKTA（カリウムチタニルアルセネート）を基本とする空洞内光学パラメータ発振（OPO）を励起するのに使用され、そして周波数混合和（SFM）が626nmと629nmとの間の波長である赤を発生する。KTAが1064nmにより励起されるとき、信号（約1520nm〜1540nm）とアイドラー（空き）波（約3540nm）を生じることが示された。KTP（カリウムチタニルフォスフェート）とは異なり、KTAはアイドラー波（約3540nm）を吸収せず、そのため、KTAを基本とするOPOから比較的高い変換効率（約60％）が期待される。
周波数混合和（SFM）を得るには異なった型であるIII型KTPが使用される。このものは波長1520〜1540nmと1064nmの間の周波数混合和に対して77度の位相整合を有し、予想周波数混和（SFM）変換効率約30％で626nmと629nmの間の赤波長を生成する。この赤レーザは青レーザについて上に検討したと同様に回析限界近辺のモードを生じる。しかし、そのレーザ放射は626nmと629nmの間の波長を有する。このわずかなインコヒーレンスはスペックル効果を減少する助けとなる。同様に、III型KTPの代わりに、II型KTA又はＩ型LBOは1520〜1540nmと1064nmとの間の周波数混合和（SFM）を得るために使用できる。
白色光の輝度の大部分（約90％）は単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源の赤及び緑からの寄与である。上記のように、この単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源は空間的インコヒーレンスを誘起する緑レーザ（例えば多重モード構造）と、狭いスペクトル線幅の広がりを生じる赤レーザとから構成され、それによりこれら両者の効果の総和でスペックル雑音を減少する。
空間光変調器として３枚の透過型LCDパネルと組み合わせた単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源は図３に示されている。LCDパネルはパルス幅変調に対しては全く不感であるので、この単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源は空間光変調器として作用する透過型及び反射型LCDパネルの両者と結合できる。特に単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源が透過型と結合したときには、正確に同一サイズのｎ×ｍマイクロレンズ配列（ｎは透過型LCDパネルの行、ｍは透過型LCDパネルの列）であり、他の光学系を単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源と透過型LCDパネルとの間に追加して、光がLCDパネルに最高度の光透過効率で透過するようにし、またLCDパネル内のグリッド構造により生じる光の回析効果を最小にすべきである。ｎ×ｍのマイクロレンズ配列を持つ追加のパネルを、LCDパネルの反対側に使用して透過光を再平行化しても良い。
映像形成又はディスプレイのために空間光変調が、連続波又は準連続波光源を使用する必要がある場合には、この単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源はアクティブモードロック機構を採用して、超高速パルスを生成することができる。損失変調によるアクティブモードロックはNd:YAGレーザのような限定された利得帯域幅を有するレーザからパルスを発生させる場合に広く使用されている。損失変調は超安定なRF信号発生器により駆動される音響光学変調器により実施される。通常80〜100psの範囲のパルス期間（FWHM）が得られる。従って、主発振器をアクティブモードロック手段を有するNd:YAG結晶で構成し、パワー増幅器をNd:YAGを基本とするレーザ利得モジュールでパワー増幅器を構成すると、単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源は超高速パルスを発生し、従って、準連続波モードで動作する。これは1ns以下のパルス変調幅を要する特定の型の空間光変調器に対する光源として非常に有用である。
２つの異なった色空間（一つはNTSC規格によるもの、他方は単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源によるもの）が図４に示されている。ディスプレイに使用される入力信号は輝度及びクロマ（色）情報を含む。大抵の既存のディスプレイはNTSC規格により定義された色空間に従っている。この色空間は赤（約610nm）、緑（約540nm）及び青（約470nm）により構成される。一方、単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザにより構成される色空間は赤（約628nm）、緑（約532nm）及び青（約452nm）により構成される。
以下に検討するデジタル色空間変換器の概略図は図５に示される。入力信号の色空間を再現するために、この単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源は下記の機能を実現するデジタル電子回路を有する。
a.輝度入力信号とクロマ入力信号（C_R、C_B、Ｙ入力）を別々に受け取る。
b.C_R、C_B、Ｙ入力により24ビットのカラー情報が入力され、実時間基準で３×３行列掛け算器による新たな色空間に変換され（例えば、単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源色空間）、使用される空間光変換器に対する別個の３つの制御部へ出力される。
c.3つの独立な256×８入力ルックアップ表が使用されて、入力信号を他の色空間に変換する前にガンマ補正の追加又は除去、利得調整及び色相調整を可能にする。
d.色空間変換からの出力信号はユーザ定義のOE制御入力によりクロック信号に対して３状態非同期であり得る。
e.色空間変換器からの出力信号は単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源及び使用される空間光変調器の動作特性に対して適応するように時間圧縮又は伸張し得る。
f.トリガー信号を使用される空間光変調器の動作モードと同期した単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源に送る。
上記の単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源は多くの異なった映像形成、例えばディスプレイの用途に光源として使用できる。単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源を有する３枚の透過型LCDパネルの実施例を説明したが、本発明は他の形式の空間光変調器、例えば次のような変調器に組み合わせることができる。
a. 反射型LCDパネル。
b. 光バルブ式空間光変調器。
c. 米国特許第4720747号及び第4851918号に記載されている振幅変調三音響−光学セル型の空間光変調器。
d. テキサスインスツルメントから市販されている、デジタルミラー装置（DMD）。二次元電気−機械的デジタルミラー配列装置変調器。
e. Ｒ、Ｇ、Ｂ光学ビームを水平方向に偏向してスクリーン表面に位置づけるために、圧電装置を使用する電気機械的な高速光学ビームデフレクター。

Claims

ディスプレイ装置に使用するに適した低スペックル雑音のＲ、Ｇ及びＢビームを発生するＲ、Ｇ、Ｂパルスレーザ光源において、
ａ）選択されたパルス幅とパルスレートとを有するパルスレーザ出力ビームを発生するレーザ媒体を備えたレーザと、
ｂ）前記出力ビームの第１の部分を受けて前記Ｒビームを発生するＲチャンネルであって、前記出力ビームの波長より長い第１の波長と前記出力ビームのスペクトル線幅よりも広いスペクトル線幅とを有する光線を発生するように光学パラメータ発振器として動作する第１の非線形結晶、並びに前記第１の波長の光線を前記出力ビームの前記第１の部分と結合して、周波数加算による混合により、前記第１の波長の光線のスペクトル線幅により決定されるスペクトル線幅を有する前記Ｒビームを発生する第２の非線形結晶を具備している共振空洞を含んでいる前記Ｒチャンネルと、
ｃ）前記出力ビームの第２の部分を受けて前記Ｇビームを発生するＧチャンネルであって、前記出力ビームの二次高調波光線を発生する第３の非線形結晶を有する共振空洞を有し、該共振空洞には更に、前記Ｇビームの伝播方向に対して傾斜して挿入されたエタロンであって前記Ｇチャンネルのスペクトル線幅を規定する複数のＧチャンネル共振空洞縦モードを発生するエタロンを含んでいる、前記Ｇチャンネルと、
ｄ）前記出力ビームの第３の部分を受けて前記Ｂビームを発生するＢチャンネルであって、前記出力ビームの第３の部分を周波数二倍化する第４の非線形結晶を備えた共振空洞、及び前記周波数二倍化出力ビームによりポンプされ、波長同調により前記Ｂビームの波長の２倍の波長のレーザ出力を生じるTi:Sレーザ結晶と、前記２倍の波長のレーザ出力を周波数二倍化して前記Ｂビームを発生する第５の非線形結晶とを含んでいる共振空洞を有するＢチャンネルと、
より構成され、前記ＲチャンネルとＧチャンネルは前記Ｒ、Ｇ、Ｂパルスレーザ光源のスペックル雑音を低減するスペクトル線幅を有するＲ、Ｇ、Ｂパルスレーザ光源。
前記Ｇビームは532nm又は多重モードの約523.5nmの波長を有し、前記Ｒビームは約626nm〜629nmの波長を有し、前記Ｂビームは約452nm又は447nmの波長を有する請求項１の光源。
前記レーザは、
ａ）ネオジム・バナジン酸イットリウムレーザ媒体と、
ｂ）出力波長807nmの単一又は複数のダイオードレーザ棒と、
ｃ）該ダイオードレーザ棒の出力を前記レーザ媒体の一端に導く光ファイバと、
ｄ）前記レーザ媒体からのレーザビームをパルス化するＱスイッチと、
ｅ）前記パルス化したビームを共振させ伝送させる端部ミラー及び出力ビームカップラーと、
よりなる請求項１の光源。
請求項１の単色Ｒ、Ｇ、Ｂレーザ光源を含んでいるカラービデオ画像ディスプレイ装置であって、前記ディスプレイ装置は、各々がＲ、Ｇ、Ｂビームの一つに光学的及び電気的に結合した３枚のLCDパネルを含んでいるディスプレイ装置。
低スペックル雑音のＲ、Ｇ及びＢビームを発生するＲ、Ｇ、Ｂパルスレーザ光源を備えたカラービデオ画像ディスプレイ装置おいて、前記光源は
ａ）選択されたパルス幅と波長を有するパルスレーザ出力ビームを発生するレーザ媒体を備えたレーザと、
ｂ）前記出力ビームの第１の部分を受けて前記Ｒビームを発生するＲチャンネルであって、前記出力ビームの波長より長い第１の波長と前記出力ビームのスペクトル線幅よりも広いスペクトル線幅とを有する光線を発生するように光学パラメータ発振器として動作する第１の非線形結晶、並びに前記第１の波長の光線を前記出力ビームの前記第１の部分と結合して、周波数加算による混合により、前記第１の波長の光線のスペクトル線幅により決定されるスペクトル線幅を有する前記Ｒビームを発生する第２の非線形結晶を具備している共振空洞を含んでいる前記Ｒチャンネルと、
ｃ）前記出力ビームの第２の部分を受けて前記Ｇビームを発生するＧチャンネルであって、前記出力ビームを周波数二倍化する第３の非線形結晶を有する共振空洞を有し、該共振空洞には更に前記Ｇビームの伝播方向に対して傾斜して挿入されていて前記Ｇチャンネルのスペクトル線幅を規定する複数のＧチャンネル共振空洞縦モードを発生するエタロンを含んでいる、前記Ｇチャンネルと、
ｄ）前記出力ビームの第３の部分を受けて前記Ｂビームを発生するＢチャンネルであって、前記出力ビームの第３の部分を周波数二倍化する第４の非線形結晶を備えた共振空洞、及び前記周波数二倍化出力ビームによりポンプされ、波長同調により前記Ｂビームの波長の２倍の波長のレーザ出力を生じるTi:Sレーザ結晶と、前記２倍の波長のレーザ出力を周波数二倍化して前記Ｂビームを発生する第５の非線形結晶とを含んでいる共振空洞を有するＢチャンネルと、
より構成され、更に
ｅ）前記Ｒ、Ｇ、Ｂレーザビームを受け取ってそれらを成形する第１の光学手段と、前記第１の光学手段からＲ、Ｇ、Ｂレーザビームを受け取ってそれらを変調してカラービデオ画像を形成する空間的光変調器と、前記空間的光変調器を動作させる電子回路と、前記カラービデオ画像を伝達し、結合してスクリーンに投影する第２の光学手段とよりなるカラービデオ画像ディスプレイ装置。
カラーディスプレイ装置において有用な、スペックル雑音の減少したＲ、Ｇ、Ｂパルスレーザ光を形成する方法において、
ａ）パルスレーザ出力ビームを発生し、
ｂ）前記出力ビームの第１の部分を周波数二倍化する非線形結晶を有するＧチャンネル空洞内にＧビームの伝播方向に対し傾斜して挿入されたエタロンによる多重縦モード動作により、前記出力ビームのスペクトル線幅よりも広いスペクトル線幅を有するＧビームを生成し、
ｃ）前記出力ビームの第２の部分を非線形結晶により周波数二倍化し、該周波数二倍化したレーザ出力によりTi:Sレーザ結晶をポンプし、波長同調によりＢビームの二倍の波長の中間レーザ波長のビームを発生し、前記中間レーザ波長のビームを非線形結晶を用いた空洞内非線形周波数変換によりＢビームを生成し、
ｄ）前記出力ビームの第３の部分をパラメータ発振器として動作する非線形結晶により非線形周波数変換することにより、前記出力ビームのスペクトル線幅よりも広いスペクトル線幅と長い波長を有する中間ビームを発生し、前記中間ビームと前記出力ビームとを結晶を用いた非線形和周波数混合により、前記中間ビームのスペクトル線幅により決定されるスペクトル線幅を有するＲビームを生成する事からなるＲ、Ｇ、Ｂレーザ光を形成する方法。
前記Ｒ、Ｇ、Ｂビームを光学的に混合して減少したスペックル雑音を有する色バランスされた白色パルスレーザ光を生成する請求項６の方法。
前記Ｒ、Ｇ、Ｂビームの強度を変調し、変調されたこれらのビームをディスプレイに投影する請求項６の方法。