[发明专利]激光波长转换装置以及具备该激光波长转换装置的图像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用采用非线性光学单结晶制作的波长转换元件的激光波长转换装置。 

背景技术

作为用于激光加工或激光显示等的光源，超过数W的高输出激光光源受到关注。在红色、蓝色区域中，开发有使用砷化镓(gallium arsenide)、氮化镓(gallium nitride)等的半导体激光器，还对高输出化进行了研究。但是，从半导体直接产生绿色的激光仍然是困难的。 

因此，一般使用通过将红外光等作为基波对其进行波长转换，得到作为第二谐波的绿色光的方法。具体而言，让从YAG激光器等固体激光器或者使用掺杂了Yb、Nd等稀土类的光纤的光纤激光器等发出的红外光射入非线性光学晶体，通过由所述非线性光学晶体进行的波长转换而得到绿色光。 

尤其是，已知在铌酸锂或钽酸锂中使用极化反转技术形成准相位匹配(quasi-phasematching(QPM))结构的波长转换元件具有较大的非线性光学常数，能够以较高的转换效率从红外光得到绿色光。此外，通过在波长转换元件中掺杂氧化镁(magnesium oxide)，如Applied Physics letters，44，9，847-849(1984)、Applied Physics letters，59，21，2657-2659(1991)所示，能够抑制作为晶体劣化之一的光导致的折射率变化(光折变(photorefractive))，从而能够在常温下进行稳定的波长转换。 

在采用掺杂了氧化镁的铌酸锂的波长转换元件中，当射入作为基波的红外光而产生作为第二谐波的绿色光时，虽然根据元件不同有所差异，但在产生超过2W的输出时，会出现在光束通道(beam path)的后半部开始产生晶体破坏的问题。此外，在峰值高的脉冲振荡的情况下，若平均输出超过0.5W，则会产生晶体破坏。 

此外，即使在采用钽酸锂的波长转换元件中，高输出时产生的晶体破坏同样也成为问题。 

在此，可认为，例如，为了得到5W的高输出的高谐波，像日本专利公开公报特开平 11-271823号中所示那样使用多个波长转换元件，或者像日本专利公开公报特开2004-125943号中所示那样在一个波长转换元件内形成多个光路，但不管采用哪种结构，若考虑到晶体破坏的产生，则一条光路能生成的绿色输出最大为2W，因此，需要三个波长转换元件或光路。 

发明内容

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种能够抑制波长转换元件的晶体破坏，并可得到高谐波的激光波长转换装置以及图像显示装置。 

本发明所涉及的一种激光波长转换装置包括射出激光的激光光源，和用于对来自所述激光光源的激光进行波长转换的波长转换元件，所述波长转换元件具备对所述激光的转换效率达到最大的最佳聚光条件，所述激光以较所述最佳聚光条件其转换效率降低的降低聚光条件入射到所述波长转换元件。 

本发明所涉及的一种图像显示装置包括多个激光光源，和利用所述多个激光光源将图像形成在所述屏幕上的光学系统，所述多个激光光源至少包含射出红色光束的红色激光光源、射出绿色光束的绿色激光光源以及射出蓝色光束的蓝色激光光源，所述各激光光源中的至少绿色激光光源具有所述激光波长转换装置。 

此外，本发明所涉及的另一种图像显示装置包括液晶显示面板，和从背面一侧照明所述液晶显示面板的背光照明装置，所述背光照明装置至少包含射出红色光束的红色激光光源、射出绿色光束的绿色激光光源以及射出蓝色光束的蓝色激光光源，所述各激光光源中的至少绿色激光光源具有所述激光波长转换装置。 

根据本发明，能够抑制波长转换元件的晶体破坏，并可得到高谐波。 

附图说明

图1是表示一般的激光波长转换装置的示意图。 

图2是表示波长转换效率与M2的关系的图。 

图3是表示聚光位置与波长转换效率的关系的图。 

图4是表示图1所示的波长转换元件内的红外光与绿色光的输出变化的图。 

图5是表示图1所示的波长转换元件内的红外光的光强度与距入射面的距离的关系的图。 

图6是表示图1所示的波长转换元件内的绿色光的光强度与距入射面的距离的关系的 图。 

图7是表示图1所示的波长转换元件内的紫外光的光强度与距入射面的距离的关系的图。 

图8是表示图1所示的波长转换元件内的绿色光的吸收量与距入射面的距离的关系的图。