[发明专利]波长转换装置以及图像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合光纤激光器与波长转换元件以取得稳定的可见光高输出激光器的波长转换装置，以及将该波长转换装置作为光源来使用的图像显示装置。

背景技术

单色性强、能够输出W级的高输出的可见光光源，对于实现大型显示器和高亮度显示器等是必要的。对于红、绿、蓝三原色中的红色光源，在DVD刻录机等中使用的红色高输出半导体激光器能够作为生产率高的小型光源来利用。但是，对于绿色或蓝色光源，用半导体激光器等却难以实现，需要生产率高的小型光源。尤其是，获得绿色的输出光本自，由于还缺少能够构成半导体激光器的适当的材料，在实现绿色光源方面难度较大。

作为这样的光源，组合了光纤激光器(fiber laser)和波长转换元件(wavelengthconvertingelement)的波长转换装置作为低输出的可见光光源得到了实现。将半导体激光器作为激励光纤激光器的激励光的光源来使用、将非线性光学晶体作为波长转换元件来使用的绿色或蓝色的小型光源已广为人知。

然而，为了从这样的波长转换装置中获得W级高输出的绿色或蓝色的输出光，必须解决若干问题。图31表示以往的波长转换装置的概略结构。对用该结构得到例如绿色的输出光的情况进行说明。图31所示的波长转换装置包括输出基波的光纤激光器20和将基波转换为绿色激光的波长转换元件27。

此外，对光纤激光器20的基本的激光器动作进行说明。首先，在图31中来自激励用激光光源21的激励光从光纤的一端入射。入射的激励光被Yb光纤14中包含的激光活性物质吸收后，在光纤14的内部产生基波的种光。该基波的种光在以光纤光栅(fibergrating)22和光纤光栅25作为一对反射镜的激光共振器中多次来回反射。与此同时，种光通过由光纤14中包含的激光活性物质所产生的增益而被放大，光强度增大，并经过波长选择，达到激光振荡。另外，激光光源21通过激励用激光电流源31而被进行电流驱动。

以下，对图31的波长转换装置的基本动作进行说明。如上所述，基波由光纤激光器20输出，基波经由透镜26射入波长转换元件27。来自光纤激光器20的基波通过波长转换元件27的非线性光学效果而被转换为高谐波(harmonic wave)。该转换后的高谐波被分束器(beam splitter)28部分反射，而透过的高谐波成为作为波长转换装置的输出光的绿色激光。

由分束器28部分反射的高谐波，被用于监视波长转换装置的输出光的受光元件29接收后，转换为电信号而加以利用。输出控制器30通过激励用激光电流源31来调整激光光源21的驱动电流，以使该转换后的信号的强度达到能够通过波长转换装置得到期望的输出的强度。这样，来自激光光源21的激励光的强度得到调整，光纤激光器20的基波的输出强度得到调整，其结果是波长转换装置的输出的强度得到调整。由此，波长转换装置的输出强度保持恒定的所谓自动功率控制(automatic power control)(以下简称为“APC”)得以稳定地运作。

如上所述，由于为了使来自激光器的光输出恒定，对来自激光光源的输出进行监视并将其反馈给驱动激光器的电流值的方法、将保持激光器的部分的温度保持为恒定的方法等在光记录领域中是重要的技术，因此，一直以来提出了各种各样的方法，例如在日本专利公开公报特开平1-98282号中提出了根据施加给激光二极管的电流值预测半导体芯片部分的温度上升，来对温度进行调节的方法。除此之外还提出了各种方法，在日本专利公开公报特开平2-253969号中提出了对通过反馈控制来控制光量时所施加的电流值设置上限、来保护激光二极管的方法。

此外，日本专利公开公报特开2004-103954号中提出了将激光二极管在空气冷却状态下使用时，通过监视激光二极管的温度来取代使用光敏二极管进行电流反馈，来确定所施加的电流量的方法。日本专利公开公报特开2004-356579号中提出了在激光二极管的动作开始并开始调节温度的情况下，通过配合检测到激光二极管的温度减小初始驱动电流，来防止激光二极管的破坏的方法。日本专利公开公报特开2005-311133号中提出了通过利用在进行激光器的温度调节时所使用的温度检测器来监视激光二极管的温度，由此确定所施加的电流量的方法。此外，关于组合了激光二极管和波长转换元件时的输出稳定化方法，提出了如日本专利公报特许第3329446号、日本专利公报特许第3334787号和日本专利公报特许第3526282号中所记载的结构。除了在此例举出的专利文献之外，关于激光二极管的温度调节还提出了各种方法。