[发明专利]激光光源装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用非线形光学晶体的波长转换型的激光光源装置。更详细地讲，涉及如下的激光光源装置：在使用非线形光学晶体的波长转换型的激光光源中，进行温度控制以使得该非线形光学晶体的转换效率最大的方法具有特征。

背景技术

作为电影或家庭影院等中利用的投射型投影仪的光源，正在开发使用了激光的装置。在作为这些光源的激光光源中，公知有使用从半导体激光器元件直接放射的光的情况、以及通过非线形光学晶体将从该半导体激光器元件放射的光转换为其他波长进行使用的情况。

最近，作为蓝色或绿色的激光光源，开发了在该非线形光学晶体中使用周期性极化反转型铌酸锂（PPLN：Periodically Poled Lithium Niobate）或周期极化反转型钽酸锂（PPLT：Periodically Poled Lithium Tantalate）等的激光光源。

作为这种技术，例如公知有专利文献1所记载的技术。根据该公报，记载了一种激光光源装置，该激光光源装置具有由半导体激光器构成的光源、入射从该光源放射的激光并将其转换为第2高次谐波的波长转换元件（例如使用PPLN作为非线形光学晶体的情况）、以及选择从该波长转换元件放出的规定波长的光并使其朝向所述光源反射的外部谐振器（例如体积布拉格光栅：VBG：Volume Bragg Grating）。

并且，记载了在安装该波长转换元件的子基之间设置温度调节单元的技术。进而，记载了如下技术：通过使用该温度调节单元来调节该波长转换元件的温度，能够对波长转换元件的极化反转周期的间距进行调整，所以，能够提高光的转换效率。

图14是示出激光光源装置的概略结构的框图。

安装在激光光源单元LH上的波长转换元件（例如PPLN）5具有进行使从激光光源元件（例如半导体激光器，以下设为半导体激光器进行说明）2放出的光的波长比入射光的波长短的波长转换的功能，例如，能够将红外线转换为绿色的光。

点亮电路20由馈电电路U1以及供给脉冲状电力的脉冲电路U2构成，供给用于点亮半导体激光器2的电压/电流。

该波长转换元件5具有通过上升到规定温度而进行伪相位匹配来提高光转换效率的特征，需要进行精度非常优良的温度控制。因此，具有用于对波长转换元件5进行加热的加热单元7（以下设为加热器7进行说明），配置用于检测加热器7的温度的温度检测单元Th1、例如热敏电阻。

并且，控制部21由控制单元21a、温度控制单元21b、以及驱动加热器7的驱动电路U3构成。

通过控制部21的控制单元21a对上述馈电电路U1进行控制，以使得对半导体激光器2施加的电压或在半导体激光器2中流过的电流成为预先设定的值或从外部设定的值。并且，进行该馈电的开始、停止等控制。上述控制部21的控制单元21a和温度控制单元21b例如由运算处理装置（CPU或微处理器）构成。

并且，通过控制单元21a对脉冲电路U2进行控制。控制单元21a接通/断开脉冲电路U2的开关元件，产生用于驱动半导体激光器2的脉冲输出。

温度控制单元21b根据由温度检测单元Th1检测到的温度与目标温度即设定温度之差控制针对上述加热器7的馈电量，进行反馈控制，以使得波长转换元件的温度成为上述设定温度。

作为上述反馈控制方式，一般可以使用作为“接通/断开-PID控制”而公知的控制方式。PID控制是组合比例要素、积分要素、微分要素进行控制以成为目标温度的方式。另外，本实施例中使用的PWM输出的频率例如应用大致数kHz程度的值。

图15是示出上述控制部21的温度控制单元21b中的控制处理的一例的流程图。图11的流程图可以通过安装在所述控制部21内的微计算机中的软件处理而实现，控制部21的温度控制单元21b例如执行以下的流程图所示的处理，将波长转换元件5的温度控制为设定温度。

控制部21的温度控制单元21b为了将波长转换元件5的温度控制为目标温度，利用温度检测单元Th1检测波长转换元件5的温度，通过对检测到的温度和作为目标温度的上述设定温度进行比较，周期性地执行并控制针对加热器7的输出操作量。以作为其代表手法的组合了比例要素和积分要素的PI控制为例对其进行说明。

在图15中，在步骤（B01）中，开始进行加热器控制，首先，在步骤（B02）中，通过温度检测单元Th1测定波长转换元件5的温度实测值（PPLN温度实测值），得到温度实测值（Tm_PPLN）。