JP5259716B2 - 波長変換レーザ光源、これを備えたプロジェクションディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置及びレーザ光源 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態について、図3ないし図13を参照しながら説明する。
本発明の他の実施の形態について図14及び図15を参照し、以下に説明する。
本発明の他の実施の形態に係る波長変換レーザ光源について図16ないし図29を参照し以下に説明する。
本発明の他の実施の形態について、図30ないし図32を参照し、以下に説明する。
Claims (22)
- 基本波光を出射する基本波光源と、
非線形光学効果を有し、前記基本波光を異なる波長の高調波光に変換する波長変換素子と、
前記基本波光が入射する位置に配置され、前記基本波光に含まれる特定の偏光方向の光のみを通過する偏光素子と、
前記偏光素子を通過した光を受光してその光量を電気信号に変換する第1の受光器と、
前記波長変換素子から出力される高調波光を受光してその光量を電気信号に変換するする第2の受光器と、
前記波長変換素子の温度を一定に保持する温度保持部と、
前記第2の受光器からの電気信号に基づいて前記基本波光源から出射される基本波光の光量を制御する第1の制御、および前記第1の受光器からの電気信号に基づいて前記基本波光の光量を制御する第2の制御をそれぞれ行う基本波制御部と、
前記第2の受光器からの電気信号に基づいて前記温度保持部の保持温度を制御する第3の制御を行う温度制御部と、を含むことを特徴とする波長変換レーザ光源。 - 基本波光を出射する基本波光源と、
非線形光学効果を有し、前記基本波光を異なる波長の高調波光に変換する波長変換素子と、
前記波長変換素子から出射される高調波光が入射する位置に配置され、前記高調波光に含まれる基本波光を分離するミラーと、
前記分離された基本波光が入射する位置に配置され、前記基本波光に含まれる特定の偏光方向の光のみを通過する偏光素子と、
前記偏光素子を通過した光を受光してその光量を電気信号に変換する第1の受光器と、
前記波長変換素子から出力される高調波光を受光してその光量を電気信号に変換する第2の受光器と、
前記波長変換素子の温度を一定に保持する温度保持部と、
前記第2の受光器からの電気信号に基づいて前記基本波光源から出射される基本波光の光量を制御する第1の制御、および、前記第2の受光器からの電気信号の位相と前記第1の受光器からの電気信号の位相とを比較した結果、それらの位相が同期しているときには前記基本波光の光量を制御する第2の制御をそれぞれ行う基本波制御部と、
前記第2の受光器からの電気信号の位相と前記第1の受光器からの電気信号の位相とを比較した結果、それらの位相が非同期のときには前記温度保持部の保持温度を制御する第3の制御を行う温度制御部と、を含むことを特徴とする波長変換レーザ光源。 - 前記第1の制御の実施タイミングと、前記第2の制御および前記第3の制御の実施タイミングとが重複しないように、前記第1ないし第3の制御が前記基本波制御部および前記温度制御部により間欠的に実施されることを特徴とする請求項1又は2に記載の波長変換レーザ光源。
- 前記温度制御部は、
前記波長変換素子の温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測部からの計測信号に基づいて、前記温度保持部に電流を供給し、前記温度保持部の保持温度を一定に制御する温度コントローラと、を含んでいることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の波長変換レーザ光源。 - 前記温度コントローラは、中心温度Tc(℃)を中心にして±Δt(℃)でウォブリングすることによって、前記温度保持部の保持温度を調整するものであり、
前記波長変換素子の温度がTc+Δt(℃)、Tc(℃)およびTc−Δt(℃)のときの前記高調波光の光量をそれぞれP(Tc+Δt)、P(Tc)およびP(Tc−Δt)としたとき、
P(Tc−Δt)<P(Tc)<P(Tc+Δt)の場合はTcを上昇させ、
P(Tc+Δt)<P(Tc)>P(Tc−Δt)の場合はTcを維持させ、
P(Tc−Δt)>P(Tc)>P(Tc+Δt)の場合はTcを低下させるよう、前記温度保持部に電流を供給することを特徴とする請求項4に記載の波長変換レーザ光源。 - 前記温度コントローラがウォブリングを行う前記Δtの範囲は、0.1℃〜0.2℃であることを特徴とする請求項5に記載の波長変換レーザ光源。
- 前記温度コントローラによる前記ウォブリングの周期が、5秒〜10秒であることを特徴とする請求項5または6に記載の波長変換レーザ光源。
- 前記第2の制御は、前記基本波のうち、前記波長変換素子の波長変換に寄与する偏光方向の光の強度が一定になるように、前記基本波の強度を制御することを特徴とする請求項1ないし7の何れか1項に記載の波長変換レーザ光源。
- 基本波光を出射する基本波光源と、
非線形光学効果を有し、前記基本波光を異なる波長の高調波光に変換する波長変換素子と、
前記基本波光が入射する位置に配置され、前記基本波光に含まれる特定の偏光方向の光のみを通過する偏光素子と、
前記偏光素子を通過した光を受光してその光量を電気信号に変換する第1の受光器と、
前記波長変換素子から出力される高調波光を受光してその光量を電気信号に変換するする第2の受光器と、
前記波長変換素子の温度を一定に保持する温度保持部と、
前記第2の受光器からの電気信号に基づいて前記基本波光源から出射される基本波光の光量を制御する第1の制御、前記第1の受光器からの電気信号に基づいて前記基本波光の光量を制御する第2の制御、および前記第2の受光器からの電気信号に基づいて前記基本波光の波長を制御する第3の制御をそれぞれ行う基本波制御部と、を含むことを特徴とする波長変換レーザ光源。 - 前記基本波制御部は、前記第1の制御の実施タイミングと、前記第2の制御および前記第3の制御の実施タイミングとが重複しないように、前記第1ないし第3の制御を間欠的に実施することを特徴とする請求項9に記載の波長変換レーザ光源。
- 前記基本波光源は、
励起光を発する半導体レーザと、
前記半導体レーザから発せられた励起光を吸収し、前記基本波光を発するダブルクラッド希土類添加ファイバと、
前記ダブルクラッド希土類添加ファイバの両端に配置され、当該基本波光源から発せられる前記基本波光の波長を決定する、狭反射帯域のファイバグレーティングおよび広反射帯域のファイバグレーティングと、
前記狭反射帯域のファイバグレーティングに応力を付加するアクチュエータと、を含み、
前記アクチュエータが前記狭反射帯域のファイバグレーティングに与える応力により前記基本波光の波長が変化することを特徴とする請求項9または10に記載の波長変換レーザ光源。 - 前記基本波光源は、分布帰還ミラー部を含む分布帰還型半導体レーザ光源であり、前記分布帰還ミラー部へ投入する電流を変化させることにより、前記基本波光の波長が変化することを特徴とする請求項9または10に記載の波長変換レーザ光源。
- 前記基本波光源は、
分布帰還ミラー部を有し、前記基本波光の元となる光を発生する分布帰還型半導体レーザ光源と、
励起光を発する励起光源と、
前記励起光を吸収することで前記分布帰還型半導体レーザ光源が発する光の強度を増幅させるレーザ媒質と、を含み、
前記分布帰還ミラー部へ投入する電流を変化させることで、前記基本波光の波長が変化することを特徴とする請求項9または10に記載の波長変換レーザ光源。 - 前記温度保持部の保持温度を制御する温度制御部をさらに含み、
前記温度制御部は、
前記波長変換素子の温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測部からの計測信号に基づいて、前記温度保持部に電流を供給し、前記温度保持部の保持温度を一定に制御する温度コントローラと、を備えていることを特徴とする請求項9ないし13の何れか1項に記載の波長変換レーザ光源。 - 前記波長変換素子の温度と前記温度計測部で計測される温度との間に差を設けるための熱抵抗調節材が、前記波長変換素子と前記温度計測部との間に設けられていることを特徴とする請求項4ないし7および14の何れか1項に記載の波長変換レーザ光源。
- 前記第2の制御は、前記基本波のうち、前記波長変換素子の波長変換に寄与する偏光方向の光の強度が一定になるように、前記基本波の強度を制御することを特徴とする請求項9ないし15の何れか1項に記載の波長変換レーザ光源。
- 前記熱抵抗調節材と、
前記波長変換素子、前記波長変換レーザ光源の筐体、または前記温度計測部と、の間に、
部材間の接触熱抵抗を均一にするための伝熱材が設けられていることを特徴とする請求項15記載の波長変換レーザ光源。 - 前記波長変換素子は、基本構造に酸素八面体構造を主とする光学結晶からなり、
前記光学結晶には、前記基本波光と前記高調波光との位相を整合させるための周期的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17の何れか1項に記載の波長変換レーザ光源。 - 前記波長変換素子は、前記周期的分極反転構造の分極方向と直交する面が電気抵抗率1×108Ω・cm以上の被覆材で覆われていることを特徴とする請求項18記載の波長変換レーザ光源。
- 請求項1ないし19の何れか1項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発せられた前記高調波光を受けて画像を形成する2次元光変調素子と、
前記2次元変調素子で形成された画像を投影する投影レンズと、を含むことを特徴とするプロジェクションディスプレイ装置。 - 請求項1ないし19の何れか1項に記載の波長変換レーザ光源を含む光源ユニットと、
前記光源ユニットから発せられた光を受けて画像を形成する液晶パネルと、を含むことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。 - 請求項1ないし19の何れか1項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力された前記高調波光を照射対象領域へ導くデリバリファイバと、を含むことを特徴とするレーザ光源。
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