專利名稱：波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器、圖像顯示裝置以及激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)基波進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換并輸出激光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，就存在利用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的非線性光學(xué)現(xiàn)象，將基波激光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為第 二諧波(Second Harmonic Generation: SHG)、 禾口步員(sum frequency wave)、 差步員 (differential frequency wave)等轉(zhuǎn)換波的波長(zhǎng)加以輸出的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，例如象圖ll.所示那樣，包括基波激光光源101、讓從激光光源IOI 射出的基波激光聚光的透鏡102、將已被聚光的基波激光轉(zhuǎn)換為第二諧波的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件 103、以及分離基波激光與高諧波激光的分色鏡(dichroic mirror) 104。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件103采用非線性光學(xué)晶體，對(duì)基波進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。具體而言，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換 元件103具有被適當(dāng)?shù)丶右哉{(diào)整使基波和轉(zhuǎn)換波的相位匹配的晶體的方位或極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu) 等。尤其是，具有極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件由于準(zhǔn)相位匹配(quasi-phasematchmg), 即使在低功率下也能進(jìn)行高效率的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，并根據(jù)設(shè)計(jì)能夠進(jìn)行各種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。所謂極 化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，是一種設(shè)置了使波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件103的自發(fā)極化周期性反轉(zhuǎn)的區(qū)域的結(jié)構(gòu)。
從基波轉(zhuǎn)換為第二諧波的轉(zhuǎn)換效率ii，當(dāng)設(shè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的相互作用長(zhǎng)度為L(zhǎng),基波 的功率為P，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件中的光束截面面積為A，距相位匹配條件的偏差為Ak時(shí)，則 能夠表示如下。
il ^ L2P/Axsinc2(Ak L/2)
在上述的式中，如果產(chǎn)生距相位匹配條件的偏差，則轉(zhuǎn)換效率降低，第二諧波(轉(zhuǎn)換 波)的產(chǎn)生減少。因此，進(jìn)行使非線性光學(xué)晶體的溫度為允許范圍內(nèi)的指定溫度的控制， 以便不產(chǎn)生距相位匹配條件的偏差。
例如，如日本專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)平4—318528號(hào)(以下稱作"專利文獻(xiàn)l")那樣，提 出了使用檢測(cè)轉(zhuǎn)換波的光強(qiáng)度的檢測(cè)裝置和非線性晶體的溫度調(diào)節(jié)裝置，控制溫度調(diào)節(jié)裝 置的驅(qū)動(dòng)以使轉(zhuǎn)換波的光強(qiáng)度收斂為目標(biāo)值。
根據(jù)專利文獻(xiàn)1所涉及的結(jié)構(gòu)，能夠得到高的轉(zhuǎn)換效率或控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器的輸出。但是，專利文獻(xiàn)l沒(méi)有提出通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率的控制來(lái)控制從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器射出的 轉(zhuǎn)換波光的強(qiáng)度分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率，從而能夠控制射出的轉(zhuǎn)換波光的 強(qiáng)度分布的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器、以及使用該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器的圖像顯示裝置和激光加工裝 置。
本發(fā)明所涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器包括射出基波的基波光源；將來(lái)自上述基波光源的 基波轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換波光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件；反射上述基波以便規(guī)定以不同的角度通過(guò)上述波長(zhǎng) 轉(zhuǎn)換元件的多個(gè)基波光路的一對(duì)基波反射面；以及控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率，以使在上述一對(duì)基 波反射面之間指向不同方向的上述多個(gè)基波光路中指定的基波光路的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率為最 高的控制裝置，其中，上述一對(duì)基波反射面中的至少其中之一的反射面為讓上述轉(zhuǎn)換波光 透過(guò)的輸出面。
本發(fā)明所涉及的圖像顯示裝置包括上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，和對(duì)從上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器 射出的轉(zhuǎn)換波光進(jìn)行調(diào)制以顯示指定圖像的調(diào)制元件。
本發(fā)明所涉及的激光加工裝置包括上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，和讓從上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器 射出的轉(zhuǎn)換波光聚光的聚光光學(xué)系統(tǒng)，上述轉(zhuǎn)換波光的光點(diǎn)形狀，通過(guò)增減上述各基波光 路中射出轉(zhuǎn)換波光的光路的數(shù)目而發(fā)生變化。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率，能夠控制被射出的轉(zhuǎn)換波光的強(qiáng)度分布。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器的概要結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示在圖1的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器中改變了優(yōu)先射出轉(zhuǎn)換波光的基波光路的狀態(tài)的 概要結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明的實(shí)施例1的變形例涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器的概要結(jié)構(gòu)圖。 圖4是實(shí)施例1的變形例涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器以及包括該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器的圖像顯 示裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施例2涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器的概要結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示在圖5的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器中改變了優(yōu)先射出轉(zhuǎn)換波光的基波光路的狀態(tài)的 概要結(jié)構(gòu)圖。圖7是本發(fā)明的實(shí)施例3涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器的概要結(jié)構(gòu)圖。 圖8是放大表示圖7的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件以及電極的概要立體圖。
圖9是表示在圖7的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器中改變了優(yōu)先射出轉(zhuǎn)換波光的基波光路的狀態(tài)的 概要結(jié)構(gòu)圖。
圖IO是包括本發(fā)明的實(shí)施例3涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器的激光加工裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。 圖11是以往的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器的概要結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。此外，以下的實(shí)施例是將本發(fā)明具體化的 一個(gè)例子，并不具有限定本發(fā)明的技術(shù)范圍的特性。 以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。 (實(shí)施例1)
圖1以及圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100的概要結(jié)構(gòu)圖。圖1 和圖2的不同之處在于，使優(yōu)先射出轉(zhuǎn)換波光的基波光路不同。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100包括作為射出基波的激光光源的分布反饋(distributed feedback,以下簡(jiǎn)稱為DFB)激光器1;使從DFB激光器1射出的基波準(zhǔn)直的準(zhǔn)直器 (collimator)2;讓被準(zhǔn)直的基波入射的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10;配置在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10兩側(cè)的 一對(duì)分色鏡(dichroic mirror)(基波反射面、輸出面)3、 4;用于吸收基波的射束漫射器 (beam diffuser) 5;以及用于控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率的控制裝置6。
DFB激光器1具有在LD的活性層區(qū)域中設(shè)置的光柵(grating)，容易得到縱單模輸出 (longitudinal single mode output)。 DFB激光器1通過(guò)利用電場(chǎng)或溫度來(lái)調(diào)諧決定振蕩 波長(zhǎng)的光柵，能夠進(jìn)行振蕩波長(zhǎng)的調(diào)制。具體而言，DFB激光器1的振蕩波長(zhǎng)能夠從1064 至1066nm的范圍內(nèi)選擇，DFB激光器1以各波長(zhǎng)進(jìn)行縱單模的輸出。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10采用具有極化周期反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的MgO:LiTa03晶體，呈長(zhǎng)方體形狀。 具體而言，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件IO具有沿圖1的左右方向排列的極化周期反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，通過(guò)反轉(zhuǎn) 周期的準(zhǔn)相位匹配，產(chǎn)生作為來(lái)自基波的轉(zhuǎn)換波光的第二諧波。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10具有在 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10內(nèi)均勻的極化反轉(zhuǎn)周期，通過(guò)恒溫保持機(jī)構(gòu)而被保持為恒定溫度。此外， 在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10的基波入射或出射的端面(圖1的左右的端面)上，施加讓基波以及 第二諧波通過(guò)的膜。
分色鏡3、 4被設(shè)置在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10的兩側(cè)，以便規(guī)定以不同的角度通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10的多個(gè)基波光路。以下，對(duì)分色鏡3、 4進(jìn)行具體說(shuō)明。
分色鏡3具有反射基波并讓第二諧波透過(guò)的膜。此外，分色鏡3從垂直于DFB激光 器1射出的基波的光軸的姿勢(shì)起，向波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10的長(zhǎng)度方向(圖1的左右方向)傾 斜配置。因此，被分色鏡3反射的基波沿著在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10的長(zhǎng)度方向傾斜的光軸再 次射入上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10。
分色鏡4也具有反射基波并讓第二諧波透過(guò)的膜。此外，分色鏡4以與上述分色鏡3 在圖1中左右對(duì)稱的角度傾斜配置。因此，被分色鏡4反射的基波沿著在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10 的長(zhǎng)度方向傾斜的光軸再次射入波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10。
通過(guò)以此方式將分色鏡3、 4相互傾斜配置，在這些分色鏡3、 4之間逐漸趨向圖1的 上方的基波光路Al至A5被加以規(guī)定。該基波光路Al至A5在分色鏡3、 4之間分別指 向不同的方向。各基波光路Al至A5的相對(duì)于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10的極化反轉(zhuǎn)周期的傾斜角 按A1到A5的順序增大，與此相伴，基波通過(guò)的極化反轉(zhuǎn)的周期也變長(zhǎng)。分色鏡3以及4 構(gòu)成波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光的輸出面。
控制裝置6具備用于控制從DFB激光器1被振蕩的基波的波長(zhǎng)的振蕩波長(zhǎng)控制部7。 振蕩波長(zhǎng)控制部7控制基波的波長(zhǎng)，以使上述基波光路Al至A5中指定的光路中的波長(zhǎng) 轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大。具體而言，振蕩波長(zhǎng)控制部7通過(guò)在DFB激光器1的光柵部產(chǎn)生所 期望的電場(chǎng)，調(diào)整振蕩波長(zhǎng)。
從DFB激光器1射出的基波通過(guò)準(zhǔn)直器2被準(zhǔn)直后射入波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10。在圖1所 示的例子中，通過(guò)利用振蕩波長(zhǎng)控制部7將DFB激光器1的振蕩波長(zhǎng)設(shè)定為1064nm, 在垂直于極化反轉(zhuǎn)周期的入射的基波光路Al中相位匹配得以進(jìn)行，在該基波光路Al中 以最高的轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波光(第二諧波)al。此時(shí)，在基波光路A2至A5中，隨著 通過(guò)分色鏡3、 4的反射而相對(duì)于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10的極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)傾斜，產(chǎn)生距相位匹配 調(diào)節(jié)的偏差，從而轉(zhuǎn)換效率降低，轉(zhuǎn)換波光(第二諧波)a2至a5僅產(chǎn)生少許。因此，在 基波光路Al中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光al優(yōu)先從作為轉(zhuǎn)換波光的輸出面的分色鏡3以及4中射 出。另外，未被進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的剩余的基波到達(dá)光束漫射器5并被吸收。
在圖2所示的例子中，通過(guò)利用振蕩波長(zhǎng)控制部7將DFB激光器1的振蕩波長(zhǎng)設(shè)定 為1066nm，在相對(duì)于極化反轉(zhuǎn)周期最傾斜的基波光路A5中進(jìn)行相位匹配，在該基波光 路A5中以最高的轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生第二諧波。此時(shí)，在基波光路A1至A4中，由于極化反轉(zhuǎn) 周期比用于滿足相位匹配條件的周期短，所以產(chǎn)生距相位匹配條件的偏差，轉(zhuǎn)換效率變低， 第二諧波僅產(chǎn)生少許。因此，在基波光路A5中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光a5優(yōu)先從作為轉(zhuǎn)換波光的輸出面的分色鏡3以及4中輸出。
同樣，通過(guò)利用振蕩波長(zhǎng)控制部7對(duì)DFB激光器1的振蕩波長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)制，能夠從基 波光路A2、 A3、 A4中選擇進(jìn)行相位匹配的基波光路，使各光路A2至A4中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換 波光a2至a4優(yōu)先射出。
也可以使用上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100射出掃描光。具體而言，通過(guò)利用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光 器100的控制裝置6在1064至1066nm的范圍內(nèi)以一定周期調(diào)制DFB激光器1的振蕩 波長(zhǎng)，能夠使選擇的基波光路按照A1—A2—A3—A4—A5—A4—A3—A2—Al—A2…… 順序變化。此時(shí)，由于出射的轉(zhuǎn)換波光的出射角度隨著選擇的基波光路不同而不同，因此 轉(zhuǎn)換波光依次以不同的角度射出，反復(fù)進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光的掃描。該掃描速度能夠由振蕩波 長(zhǎng)的調(diào)制速度來(lái)控制。上述的結(jié)構(gòu)是通過(guò)由控制裝置6依次進(jìn)行基波光路的選擇，進(jìn)行出 射的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光的掃描的最佳方式。如果采用此方式，則不使用可動(dòng)鏡等，僅用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換 激光器便可進(jìn)行光束掃描，因此能夠?qū)崿F(xiàn)部件數(shù)目的削減和損失的減少。此外，在如上述 結(jié)構(gòu)那樣通過(guò)基波的振蕩波長(zhǎng)的調(diào)制進(jìn)行轉(zhuǎn)換波光的掃描的情況下，各掃描位置的轉(zhuǎn)換波 光的波長(zhǎng)變得不同，因此能夠使用一個(gè)光源進(jìn)行分光測(cè)量等。
作為本發(fā)明的基波激光光源，除了 DFB激光器以外，還能夠使用半導(dǎo)體激光器、光 纖激光器、固體激光器等各種激光光源。在本實(shí)施例l中，使用的是用于基波的光束整形 的準(zhǔn)直器2，但為了進(jìn)行入射到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的基波的光束整形或擴(kuò)張角的控制，能夠使 用各種光學(xué)部件。此外，作為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件，能夠使用各種非線性材料。例如，能夠使用 LBO、 KTP、或者具有極化反轉(zhuǎn)周期結(jié)構(gòu)的LiNb03或LiTa03。
在本實(shí)施例中，作為分色鏡3、 4使用兩個(gè)平面鏡，并將這兩個(gè)平面鏡傾斜配置，但 也可以僅將一個(gè)傾斜配置。為了使基波光路具有某種程度的角度變化，較為理想的是，使 平面鏡傾斜的角度至少為1度以上。
此外，在本實(shí)施例中，將一對(duì)分色鏡3、 4的雙方作為轉(zhuǎn)換波光的輸出面，但也可以 使各分色鏡3、 4中的至少其中之一作為輸出波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光的面。
另外，本實(shí)施例是利用振蕩波長(zhǎng)控制部7進(jìn)行基波的振蕩波長(zhǎng)的調(diào)制，選擇優(yōu)先的基 波光路A1至A5的最佳方式。通過(guò)以此方式調(diào)制基波的振蕩波長(zhǎng)，不僅能夠進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn) 換光的角度以及強(qiáng)度分布的調(diào)制，還能進(jìn)行出射的轉(zhuǎn)換波光的波長(zhǎng)的調(diào)制。在進(jìn)行振蕩波 長(zhǎng)的調(diào)制的情況下，較為理想的是將調(diào)制頻率設(shè)定為100Hz以上，以高速進(jìn)行調(diào)制。通 過(guò)高速進(jìn)行調(diào)制，能夠在使用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光作為圖像顯示或照明的情況下使外觀的光譜帶寬 (apparent spectral width)變寬，降低相干性。此外，通過(guò)使DFB激光器1的振蕩波長(zhǎng)高速變化，能夠使出射的轉(zhuǎn)換波光的角度變 化高速化。較為理想的是，振蕩波長(zhǎng)的高速調(diào)制如本實(shí)施例這樣使用DFB激光器1并使 用光柵部的電場(chǎng)調(diào)制。采用這種方式，能夠進(jìn)行非常高速的振蕩波長(zhǎng)的控制。
以下參照?qǐng)D3對(duì)實(shí)施例1的變形例進(jìn)行說(shuō)明。
圖3表示實(shí)施例1的變形例涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100a的概要圖。對(duì)與上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn) 換激光器100相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說(shuō)明。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100a除了波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100的結(jié)構(gòu)之外，還具有接收從基波光路 Al、 A3、 A5射出的轉(zhuǎn)換波光al、 a2、 a3(應(yīng)為al、 a3、 a5)的一部分的受光元件8a、 8b、 8c和采樣器65。
受光元件8a至8c檢測(cè)接收的轉(zhuǎn)換波光的光量，基于檢測(cè)值的差檢測(cè)入射到受光元件 8a至8c的哪一個(gè)的入射光量最多。
采樣器65是用于反射從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件10射出的轉(zhuǎn)換波光的一部分，并將其引導(dǎo)至受 光元件8a至8c的光學(xué)部件。具體而言，采樣器65是被施加了低反射膜的玻璃板。
在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100a中，通過(guò)利用控制裝置6的振蕩波長(zhǎng)控制部7改變DFB激 光器1的波長(zhǎng)，能夠選擇優(yōu)先射出轉(zhuǎn)換波光的基波光路A1至A5。基于受光元件8a至8c 中入射光量最多的受光元件的檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)基波光路Al、 A3、 A5中轉(zhuǎn)換波光優(yōu)先射出 的基波光路?？刂蒲b置6進(jìn)行反饋控制，以便使基于受光元件8a至8c的檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)到 的基波光路與利用振蕩波長(zhǎng)控制部7選擇的基波光路一致。因此，總是優(yōu)先從選擇的基波 光路輸出轉(zhuǎn)換波光。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100a是具有接收來(lái)自基波光路Al、 A3、 A5的轉(zhuǎn)換波光al、 a3、 a5的多個(gè)受光元件8a至8c，能夠?qū)幕ü饴稟l、 A3、 A5中選擇的基波光路進(jìn)行反 饋控制的最佳方式。
在上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100a中，具有相位匹配條件不同的多個(gè)基波光路Al至A5， 利用相位匹配條件的不同進(jìn)行光路的選擇。有時(shí)，相位匹配條件會(huì)根據(jù)周圍環(huán)境或時(shí)間的 經(jīng)過(guò)而受到影響，從初始條件發(fā)生變化。在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100a中，通過(guò)基于檢測(cè)來(lái)自 多個(gè)基波光路的輸出的多個(gè)受光元件8a至8c的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行反饋控制，不管相位匹配條 件的變化都能使來(lái)自期望的基波光路的輸出優(yōu)先。此外，在上述實(shí)施例中，對(duì)包括接收來(lái) 自基波光路Al、 A3、 A5的轉(zhuǎn)換波光al、 a3、 a5的3個(gè)受光元件8a至8c的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了 說(shuō)明，但也可以包括與全部基波光路Al至A5對(duì)應(yīng)的5個(gè)受光元件，能夠?qū)θ炕ü?路A1至A5進(jìn)行反饋控制。另外，所謂多個(gè)受光元件，意指包含分割一個(gè)受光元件加以使用的方式，例如，能夠 使用Si-PD等。
以下參照?qǐng)D4對(duì)實(shí)施例1的變形例進(jìn)行說(shuō)明。
圖4表示實(shí)施例1的變形例涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器lOOb以及具備該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器 100b的圖像顯示裝置18的概要圖。對(duì)與上述結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說(shuō) 明。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100b包括DFB激光器l、透鏡2、控制裝置6和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件14。 DFB激光器1通過(guò)上述振蕩波長(zhǎng)控制部7以振蕩波長(zhǎng)可變化的狀態(tài)輸出基波 (1064nm附近)。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件14如圖4所示具有梯形(圖4的左側(cè)的邊與上底邊以及下底邊呈直角 的梯形)的側(cè)面形狀，呈該側(cè)面形狀沿著與圖4的紙面垂直的方向延伸的柱狀的外形。該 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件14中形成沿圖4的左右方向排列的極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
更具體而言，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件14具有相對(duì)于從DFB激光器1射出的基波垂直的端面(圖 4的左側(cè)的端面)12和傾斜的端面(圖4的右側(cè)的端面)11。端面12僅在基波的入射部 分具有基波的反射防止(Anti Reflection:AR，防反射)膜，在其他部分具有基波以及轉(zhuǎn) 換波光的反射(High Reflection:HR，高反射)膜。端面11具有基波的HR膜和轉(zhuǎn)換波 光的AR膜，為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光的輸出面。此外，端面11相對(duì)于端面12傾斜。
此外，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件14采用具有極化反轉(zhuǎn)周期結(jié)構(gòu)的MgO:LiNb03，極化反轉(zhuǎn)周期 沿入射的基波的方向(圖4的左右方向)形成。通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件14基波被轉(zhuǎn)換為綠色 的轉(zhuǎn)換波光(532nm附近)。由于端面11相對(duì)于端面12傾斜，所以被端面12反射的基 波的光路相對(duì)于極化反轉(zhuǎn)周期傾斜。因此，隨著經(jīng)端面12的反射次數(shù)增多，基波光路與 極化反轉(zhuǎn)周期交叉的角度增大。
具體而言，基波光路B1至B5按從B1到B5的順序，與極化反轉(zhuǎn)周期的交叉角度增 大。與此相伴，基波光路B1至B5中的相位匹配條件根據(jù)經(jīng)端面12的反射次數(shù)而各自不 同。因此，通過(guò)利用包含振蕩波長(zhǎng)控制部7的控制裝置6調(diào)制基波的波長(zhǎng)，能夠從各基波 光路Bl至B5中的其中之一的光路優(yōu)先輸出轉(zhuǎn)換波光。
下面對(duì)圖4所示的圖像顯示裝置18進(jìn)行說(shuō)明。
圖像顯示裝置18包括上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100b、使來(lái)自波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100b的轉(zhuǎn) 換波光偏向的透鏡15、讓來(lái)自透鏡15的轉(zhuǎn)換波光入射的導(dǎo)光板(light guide plate) 16、 以及用于利用從導(dǎo)光板16射出的轉(zhuǎn)換波光來(lái)顯示圖像的液晶面板17。從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100b射出的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光經(jīng)過(guò)透鏡15被引導(dǎo)至導(dǎo)光板16。導(dǎo)光板 16將從側(cè)面入射的光束進(jìn)行均勻化，并通過(guò)讓光束從主面射出，從背面照明液品面板17。 液品面板17通過(guò)按照?qǐng)D像信號(hào)調(diào)制轉(zhuǎn)換波光來(lái)顯示圖像。液晶面板17是包括偏振板、液 晶、TFT等一般的透過(guò)型液晶面板。導(dǎo)光板16具有子導(dǎo)光板(sub-light guide plate)16a、 16b、 16c。子導(dǎo)光板16a、 16b、 16c分別對(duì)入射的轉(zhuǎn)換波光進(jìn)行均勻化，并將其導(dǎo)向液 晶面板17—側(cè)(主面?zhèn)?。
在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100b中從基波光路Bl射出的轉(zhuǎn)換波光bl，通過(guò)透鏡15被偏向 后入射到子導(dǎo)光板16a。同樣，從基波光路B3以及基波光路B5射出的轉(zhuǎn)換波光b3、 b5 分別入射到子導(dǎo)光板16b以及子導(dǎo)光板16c。因此，根據(jù)在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100b中選擇 基波光路Bl、 B3、 B5中的哪一個(gè)光路，能夠控制讓子導(dǎo)光板16a至16c的哪一部分發(fā) 光。
這樣，在圖像顯示裝置18中，通過(guò)選擇子導(dǎo)光板16a至16c中發(fā)光的子導(dǎo)光板，能 夠控制畫面內(nèi)的輝度分布(luminance distribution)。例如，在顯示漆黑的圖像時(shí)，讓子導(dǎo) 光板16a至16c都不發(fā)光，以表示黑色。此外，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100b中能夠選擇的基 波光路的數(shù)目較多的情況下，也能與此相應(yīng)地增加子導(dǎo)光板的數(shù)目。
圖像顯示裝置18是從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100b優(yōu)先射出在從基波光路Bl、 B3、 B5中 選擇的光路中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光，并具有對(duì)該轉(zhuǎn)換波光進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制元件的最佳方式。這 樣，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100b中，由于能夠選擇讓轉(zhuǎn)換波光射出的基波光路，所以能夠控 制在圖像顯示裝置顯示的圖像的輝度分布。
具體而言，圖像顯示裝置18具有子導(dǎo)光板16a至16c，因此能夠與子導(dǎo)光板16a至 16c的位置相對(duì)應(yīng)地選擇使液晶面板17發(fā)光的部位。為了控制圖像顯示裝置的輝度分布， 通過(guò)不讓配置在與顯示的圖像中黑色部分對(duì)應(yīng)的位置的子導(dǎo)光板發(fā)光，而僅讓配置在與明 亮部分對(duì)應(yīng)的位置的子導(dǎo)光板較強(qiáng)地發(fā)光，能夠提高圖像的對(duì)比度。此外，通過(guò)不讓導(dǎo)光 板16的不需要的區(qū)域發(fā)光，能夠?qū)崿F(xiàn)功耗的減少。
另外，在顯示彩色圖像的情況下，除了上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器100b夕卜，還同時(shí)使用紅 色以及藍(lán)色的激光光源。通過(guò)為每個(gè)子導(dǎo)光板16a至16c設(shè)置紅色以及藍(lán)色的半導(dǎo)體激光 光源，能夠?yàn)槊總€(gè)子導(dǎo)光板設(shè)定圖像顯示裝置的輝度分布。
(實(shí)施例2)
圖5以及圖6是本發(fā)明的實(shí)施例2涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器200的概要結(jié)構(gòu)圖。圖5和圖6的不同之處在于，使優(yōu)先射出轉(zhuǎn)換波光的基波光路不同。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器200包括作為射出基波的激光光源的光纖激光器21;讓來(lái)自光纖 激光器21的基波聚光的聚光透鏡22;被聚光的基波入射的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20;配置在波長(zhǎng)
轉(zhuǎn)換元件20兩側(cè)的一對(duì)凹面鏡23、 24;以及用于控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的溫度的控制裝 置25。
光纖激光器21以單模且10W以上的輸出射出直線偏振的基波光。由于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件 20的轉(zhuǎn)換效率與基波的功率成比例，因此通過(guò)利用上述光纖激光器21能得到高的轉(zhuǎn)換效 率，從而能夠得到高效率的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器200。 g卩，光纖激光器21是能夠使波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換 激光器200具有高效率的最佳的基波激光光源。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20采用具有極化周期反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的MgO:LiNb03晶體，呈長(zhǎng)度為25mm、 寬度為5mm、厚度為lmm的長(zhǎng)方體的形狀。具體而言，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20具有沿圖5的 左右方向(波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的長(zhǎng)度方向)排列的極化周期反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，通過(guò)反轉(zhuǎn)周期的準(zhǔn) 相位匹配，產(chǎn)生作為轉(zhuǎn)換波光的第二諧波。圖5以及6所示的條紋圖形是周期結(jié)構(gòu)的概要， 反轉(zhuǎn)周期約為7iim，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20內(nèi)大致均勻。此外，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的基波 入射及出射的端面(圖5的左右的端面)，施加有讓基波以及第二諧波(轉(zhuǎn)換波光)的膜。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的溫度由控制裝置25的溫度控制部26控制。具體而言，例如，在 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的底面安裝珀耳帖元件(Peltier element),通過(guò)由溫度控制部26對(duì)該珀 耳帖元件施加電壓，能夠控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的溫度。此時(shí)，較為理想的是，設(shè)置用于 檢測(cè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的溫度的溫度傳感器，基于該溫度傳感器的檢測(cè)溫度，由溫度控制 部26進(jìn)行反饋控制。此外，溫度控制可以針對(duì)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的整體進(jìn)行，也可以針對(duì) 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的一部分進(jìn)行。
凹面鏡23具有反射基波并讓第二諧波透過(guò)的膜，成為用于射出作為轉(zhuǎn)換波光的第二 諧波的輸出面。凹面鏡24具有反射基波以及第二諧波的膜。凹面鏡23的曲率半徑為 22mm，凹面鏡24的曲率半徑為20mm，凹面鏡之間的距離以空氣換算長(zhǎng)度約為21mm。 基波通過(guò)在兩個(gè)凹面鏡23、 24之間反射，以不同的角度在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20中多次往返。 此外，兩個(gè)凹面鏡23、 24還起到在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20內(nèi)的基波光路中讓基波聚光的作用。 由此提高轉(zhuǎn)換效率。
從光纖激光器21射出的基波通過(guò)聚光透鏡22而被聚光，以在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20內(nèi)具 有束腰(beam waist)。來(lái)自聚光透鏡22的基波從沒(méi)有被凹面鏡24覆蓋的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件 20的端面入射到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20內(nèi)。從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20射出的基波通過(guò)凹面鏡23反射，以不同的入射角度再次入射到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20。然后，從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20射出的基波通過(guò)凹面鏡24反射，以不同的入射角度再次入射波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20。
這樣，基波在凹面鏡23與24之間往返，以不同的角度多次通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件。艮卩，在各凹面鏡23、 24之間，分別指向各自的方向的多個(gè)基波光路(圖5中僅例示了 El至E7,但實(shí)際上有更多的光路被規(guī)定)得以規(guī)定。在本實(shí)施例中，在這些基波光路El至E7中，從圖5的左邊朝向右邊的基波光路E1、 3、 5、 7中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光el、 e3、 e5、e7透過(guò)凹面鏡23射出。以下，具體地進(jìn)行說(shuō)明。
基波在各凹面鏡23、 24之間往返的過(guò)程中，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20內(nèi)的多處聚光。具體而言，在圖5所示的結(jié)構(gòu)中，在被凹面鏡24反射并從圖5的左邊向右通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20時(shí)(通過(guò)基波光路El、 E3、 E5、 E7時(shí))，基波光聚光，轉(zhuǎn)換效率變高。基波在通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20內(nèi)時(shí)產(chǎn)生的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光從凹面鏡23輸出。另一方面，從圖5的右邊向左通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20時(shí)(通過(guò)基波光路E2、 E4、 E6時(shí))，基波光以通過(guò)凹面鏡23聚光使通過(guò)了束腰的基波光不發(fā)散的狀態(tài)再次返回到凹面鏡24側(cè)。
在圖5中，利用溫度控制部26控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的溫度并保持該溫度，以便在垂直于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的極化反轉(zhuǎn)周期結(jié)構(gòu)而通過(guò)的基波光路中進(jìn)行相位匹配。在本實(shí)施例中，位于圖5下面的基波光路El和位于上面的基波光路E3與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的極化反轉(zhuǎn)周期結(jié)構(gòu)大體垂直，因此在這些基波光路E1、 E3中，距相位匹配條件的偏差較少，從而轉(zhuǎn)換效率變高，產(chǎn)生的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光較多。尤其是，本實(shí)施例中的基波光路E1與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的極化反轉(zhuǎn)周期結(jié)構(gòu)基本垂直，因此該基波光路El中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率最大。而在傾斜通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的基波光路E2、 E4、 E6中，距相位匹配條件的偏差較大，因此轉(zhuǎn)換效率變低，產(chǎn)生的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光較少。因此，在位于圖5下面的基波光路E1以及位于上面的基波光路E3中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光優(yōu)先射出。
圖6表示利用溫度控制部26將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的溫度控制為比圖5所示的例子低1度的溫度，并保持該溫度的狀態(tài)。在圖6所示的狀態(tài)中，在傾斜穿過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的極化反轉(zhuǎn)周期結(jié)構(gòu)的基波光路E5、 E7中距相位匹配條件的偏差量較小，轉(zhuǎn)換效率變高。而在與極化反轉(zhuǎn)周期結(jié)構(gòu)基本垂直的基波光路El、 E3中，距相位匹配條件的偏差量較大，轉(zhuǎn)換效率變低。即，在圖6所示的例子中，讓在傾斜通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的基波光路E5、 E7 (位于圖6的中層的光路)中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光優(yōu)先射出。更具體而言，在本實(shí)施例中，基波光路E7中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率被設(shè)定得最高。
本實(shí)施例2通過(guò)由溫度控制部26使波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的溫度變化，控制以不同角度通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的各個(gè)基波光路El至E7中的距相位匹配條件的偏差量，讓在指定的基波光路中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光優(yōu)先射出。在實(shí)施例2中，通過(guò)進(jìn)行讓指定的基波光路中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光優(yōu)先射出的控制，能夠控制從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器200射出的轉(zhuǎn)換波光的強(qiáng)度分布。
實(shí)施例2是通過(guò)由溫度控制部26對(duì)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20進(jìn)行溫度控制，從指定的基波光路優(yōu)先產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波光的最佳方式。因此，根據(jù)實(shí)施例2，能夠?qū)牟ㄩL(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器200射出的波長(zhǎng)設(shè)為一定，控制射出的轉(zhuǎn)換波光的角度、強(qiáng)度分布以及射出的光束數(shù)目。此外，通過(guò)對(duì)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的一部分進(jìn)行溫度控制，使波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20內(nèi)具有溫度分布，也能夠控制角度、強(qiáng)度分布以及光束數(shù)目。
在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器200中，轉(zhuǎn)換波光以多個(gè)光束的形式從作為輸出面的凹面鏡23射出。具體而言，在本實(shí)施例中，由于凹面鏡23和凹面鏡24以同軸的方式正對(duì)設(shè)置，因此入射到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的基波在凹面鏡23和凹面鏡24之間沿波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的寬度方向(圖5以及圖6的上下方向)被伸展而到達(dá)凹面鏡23。 g卩，基波沿著在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的寬度方向上存在的多個(gè)基波光路(El至E7)行進(jìn)，作為沿寬度方向排列的多條光束到達(dá)凹面鏡23。此時(shí)，在凹面鏡23、 24之間往返的基波光路El至E7，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的寬度方向?yàn)橄嗷ゲ煌慕嵌取陌济骁R23射出的轉(zhuǎn)換波光，由于是各基波光路(El、E3、 E5、 E7)中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光(el、 e3、 e5、 e7)的合計(jì)，所以成為在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的寬度方向被多束化了的橫向多束光束(lateralmulti-beam)而被射出。在此，如本實(shí)施例2這樣，在射出在基波光路(El、 E3、 E5、 E7)的多個(gè)基波光路中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光時(shí)，優(yōu)先射出任一個(gè)基波光路中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光，這意味著控制在各基波光路E1、 E3、 E5、E7中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光之間的功率平衡。即，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器200中，通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的溫度控制，能夠控制射出的橫向多束光束的強(qiáng)度分布。
本實(shí)施例是控制以橫向多束光束射出的轉(zhuǎn)換波光的強(qiáng)度分布的最佳方式。本實(shí)施例涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器200具有多個(gè)基波光路，因此能夠?qū)⑥D(zhuǎn)換波光作為多個(gè)光束輸出。并且，通過(guò)使上述多個(gè)光束為線狀的橫向多束光束，能夠作為一個(gè)光束進(jìn)行處理。在此，能夠控制橫向多束光束的強(qiáng)度分布成為將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器200應(yīng)用于各種應(yīng)用產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。尤其是，在影像或照明的領(lǐng)域中，由于需要強(qiáng)度的均勻化，所以是有效的。在射出橫向多束光束的以前的激光器中，控制多束光束中包含的各光束的強(qiáng)度比較復(fù)雜，但在本實(shí)施例涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器200中，通過(guò)控制轉(zhuǎn)換效率，能夠容易地對(duì)多束光束中包含的各光束的強(qiáng)度進(jìn)行控制。此外，通過(guò)使用于優(yōu)先射出轉(zhuǎn)換波光的基波光路的切換隨時(shí)間變化，能夠使橫向多束光束的強(qiáng)度分布隨時(shí)間變化，因此能夠減少干涉噪聲(interference noise)。在圖6所示的例子中，利用溫度控制部26控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的溫度，使得與基波首次入射到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的基波光路El相比，在隨后通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的基波光路E2至E7中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光較多。這樣能夠抑制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的因發(fā)熱而產(chǎn)生的破壞。其理由如以下所述。
在基波以及轉(zhuǎn)換波的功率較大的情況下，可能會(huì)產(chǎn)生波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的發(fā)熱以及該發(fā)熱導(dǎo)致的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的破壞，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的耐光性則成為問(wèn)題。對(duì)此，研討本實(shí)施例，由于在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器200中，使基波往返于凹面鏡23、 24之間，因此基波由于凹面鏡23、 24的反射時(shí)的損失或轉(zhuǎn)換波光產(chǎn)生時(shí)的消耗，隨著上述往返的次數(shù)增加而衰減。因此，在首次入射到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的基波光路E1中，上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的發(fā)熱和破壞的風(fēng)險(xiǎn)最高。另一方面，如圖6所示，通過(guò)進(jìn)行控制以使得與基波首次入射到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的基波光路El相比，在隨后通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的基波光路E2至E7中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光較多，能夠避免波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件20的發(fā)熱以及該發(fā)熱導(dǎo)致的破壞的風(fēng)險(xiǎn)，這是較為理想的。因此，通過(guò)進(jìn)行圖6所示那樣的控制，能夠得到進(jìn)行可靠性高的穩(wěn)定輸出的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器。
(實(shí)施例3)
圖7至圖9是本發(fā)明的實(shí)施例3涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器300的概要結(jié)構(gòu)圖。圖7和圖9的區(qū)別在于使優(yōu)先射出轉(zhuǎn)換波光的基波光路不同。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器300包括作為脈沖振蕩基波的激光光源的鎖模激光器(mode-locklaser) 31;讓來(lái)自鎖模激光器31的基波聚光的聚光透鏡32;讓被聚光的基波入射的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30;配置在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30兩側(cè)的分色鏡33以及凹面鏡34;安裝在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30上的電極37;以及用于控制對(duì)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30施加的電壓的控制裝置35。
鎖模激光器31以40psec的脈沖寬度(pulse width)進(jìn)行激光振蕩。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30采用具有極化周期反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的MgO:LiNb03晶體，具有20nmi的長(zhǎng)度。此外，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30具有沿圖7的左右方向(波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的長(zhǎng)度方向)排列的極化周期反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，通過(guò)反轉(zhuǎn)周期的準(zhǔn)相位匹配產(chǎn)生作為轉(zhuǎn)換波光的第二諧波。上述極化周期反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的反轉(zhuǎn)周期在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30內(nèi)均勻。此外，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30的基波入射及出射的端面(圖7的左右的端面)施加讓基波和第二諧波透過(guò)的膜。并且，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30的溫度通過(guò)圖外的恒溫保持部而被保持為恒定。
分色鏡33具有反射基波并讓第二諧波透過(guò)的膜，成為用于射出作為轉(zhuǎn)換波光的第二諧波的輸出面。分色鏡33從垂直于從鎖模激光器31射出的基波的光軸的姿勢(shì)起，向波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30的長(zhǎng)度方向(圖7的左右方向)傾斜而配置。因此，被分色鏡33反射的基波沿著在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30的長(zhǎng)度方向傾斜的光軸再次入射到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30。
凹面鏡34具有反射基波以及第二諧波的膜。凹面鏡34起到聚光基波的作用。因此，在該凹面鏡34與上述分色鏡33之間，分別指向不同方向的多個(gè)基波光路Dl至D5得以規(guī)定。并且，凹面鏡34將沿著這些基波光路Dl至D5中的光路D3、 D5傳播的基波的光束直徑縮小。基波光路D3以及基波光路D5以與光路Dl不同的角度通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30。
電極37是在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30的表面和背面(圖8的上面和底面)分別設(shè)置的梳齒狀(梯子型)的電極。電極37分別被設(shè)置在MgO:LiNb03晶體的z軸方向的+ z軸面和一z軸面。更具體而言，電極37被設(shè)置在共4處以分別夾著基波光路D3以及基波光路D5被規(guī)定的區(qū)域。各電極37的在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30的寬度方向(圖7的上下方向)延伸的多個(gè)部分分別與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30的極化反轉(zhuǎn)周期對(duì)應(yīng)形成。
控制裝置35具備用于控制在上述各電極37之間所施加的電壓的電壓控制部36。電壓控制部36通過(guò)在夾著基波光路D3而被配置的一對(duì)電極37之間，或者在夾著基波光路D5而被配置的一對(duì)電極37之間分別施加電壓，在基波電路D3或基波電路D5被規(guī)定的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30的一部分區(qū)域中產(chǎn)生電場(chǎng)。并且，通過(guò)切換電壓控制部36的電壓施加和施加的停止，能夠進(jìn)行在基波電路D3或基波電路D5被規(guī)定的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30的區(qū)域中產(chǎn)生的電場(chǎng)的切換。這樣，通過(guò)針對(duì)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30產(chǎn)生電場(chǎng)，對(duì)于基波電路D3以及基波電路D5被規(guī)定的區(qū)域，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30的折射率發(fā)生變化。
從鎖模激光器31射出的基波的脈沖光通過(guò)聚光透鏡32而被聚光并入射到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30。在圖7中，在相對(duì)于極化反轉(zhuǎn)周期垂直入射的基波光路D1中進(jìn)行相位匹配，在該基波光路D1中以高的轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生第二諧波。另一方面，在基波光路D3以及基波光路D5中，基波傾斜入射到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30，相對(duì)于極化反轉(zhuǎn)周期結(jié)構(gòu)具有傾斜度地通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30。因此，在基波光路D3以及D5中，產(chǎn)生距相位匹配條件的偏差，轉(zhuǎn)換效率變低，第二諧波幾乎不產(chǎn)生。因此，只有在基波光路Dl中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光dl從分色鏡33輸出。另外，轉(zhuǎn)換波光dl的脈沖寬度約為40psec。
在圖9中，通過(guò)由電壓控制部36對(duì)各電極37施加電壓，在基波電路D3和基波電路D5被規(guī)定的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30的區(qū)域中產(chǎn)生電場(chǎng)。由此，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30的基波光路中的第二諧波與基波的折射率差變小，即使光路相對(duì)于極化反轉(zhuǎn)周期結(jié)構(gòu)傾斜，距相位匹配條件的偏差量也變小。因此，在基波光路的基波電路D3以及基波電路D5中，轉(zhuǎn)換效率也變高。其結(jié)果是，在圖9所示的例子中，第二諧波不僅在基波光路D1中產(chǎn)生，而且在基波電路D3以及基波電路D5中也產(chǎn)生，并從分色鏡33輸出。
在此，基波光路D1、基波光路D3以及基波光路D5的合計(jì)輸出的脈沖時(shí)間寬度約為lOOpsec。并且，基波光路D3的輸出光相對(duì)于基波光路D1中的輸出光在時(shí)間上延遲，基波光路D5的輸出光相對(duì)于基波光路D3的輸出光在時(shí)間上延遲，因此，合計(jì)輸出光的脈沖寬度相對(duì)于來(lái)自鎖模激光器31的基波被擴(kuò)大為2倍以上。另外，通過(guò)進(jìn)一步增加光路數(shù)目，還能夠?qū)⒑嫌?jì)輸出光的脈沖寬度增加為5倍以上。此外，通過(guò)僅在與基波光路D5對(duì)應(yīng)的區(qū)域中產(chǎn)生電場(chǎng)，在基波光路D1和基波光路D5中產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波光，還能夠以45psec的間隔輸出40psec的轉(zhuǎn)換波光的脈沖。
本實(shí)施例3涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器300是通過(guò)由電壓控制部36在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30中產(chǎn)生電場(chǎng)，來(lái)控制距相位匹配條件的偏差量，選擇產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波光的基波光路的基波光路Dl、 D3、 D5的最佳方式。在本實(shí)施例中，通過(guò)以不同角度經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30的基波光路Dl、 D3、 D5和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件30中產(chǎn)生的電場(chǎng)，能夠控制距相位匹配條件的偏差量。通過(guò)基于電場(chǎng)的切換，能夠高速進(jìn)行基波光路選擇的切換。例如，在本實(shí)施例中，能夠在脈沖光的重復(fù)周期內(nèi)切換基波光路的選擇。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器300是通過(guò)使用讓基波脈沖振蕩的鎖模激光器31，由控制裝置35控制射出轉(zhuǎn)換波光的基波光路的數(shù)目，來(lái)控制出射光的脈沖寬度或間隔的最佳方式。在圖7和圖9中，通過(guò)將射出轉(zhuǎn)換波光的基波光路的數(shù)目從1切換為3，能夠?qū)⒊錾涔獾拿}沖寬度從40psec增大為100psec。通過(guò)基于基波光路的數(shù)目控制脈沖寬度，能夠使脈沖寬度變?yōu)閿?shù)倍。此外，象選擇了基波光路D1和基波光路D5的情況(圖9的情況)那樣，能夠生成非常短的脈沖間隔的脈沖光。通過(guò)使用本實(shí)施例，能夠進(jìn)行在其他的激光器中難以實(shí)現(xiàn)的脈沖寬度以及脈沖間隔的出射。
下面對(duì)圖10所示的激光加工裝置39進(jìn)行說(shuō)明。圖10表示實(shí)施例3的變形例涉及的激光加工裝置39的概要圖。激光加工裝置39包括上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器300和讓來(lái)自波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器300的轉(zhuǎn)換波光聚光的透鏡38。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器300通過(guò)上述控制裝置36，能夠切換僅選擇基波光路Dl輸出轉(zhuǎn)換波光dl的情況和從基波光路Dl至D3輸出轉(zhuǎn)換波光dl、 d3、 d5的情況。透鏡38讓來(lái)自波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器300的轉(zhuǎn)換波光聚光。在使用上述激光加工裝置39進(jìn)行加工的情況下，將加工對(duì)象物體T的表面配置在透鏡38的聚光位置附近。在此，激光加工裝置39如上述那樣能夠切換僅輸出轉(zhuǎn)換波光dl的狀態(tài)和輸出轉(zhuǎn)換波光dl至d3的狀態(tài)，因此能夠選擇對(duì)加工對(duì)象物體T在一個(gè)光點(diǎn)處照射光束的情況和在線狀排列的三個(gè)光點(diǎn)處照射光束的情況。
本實(shí)施例涉及的激光加工裝置39通過(guò)選擇波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器300的基波光路，能夠使光束對(duì)加工對(duì)象物體T的照射范圍(光點(diǎn)形狀)發(fā)生變化。通過(guò)使光束的照射范圍發(fā)生變化，能夠設(shè)定與加工種類相適應(yīng)的光束的照射范圍，能夠?qū)崿F(xiàn)加工時(shí)間的縮短和加工精度的提高。此外，本實(shí)施例涉及的激光加工裝置39不使用機(jī)械性機(jī)構(gòu)便可使光束的照射范圍發(fā)生變化，因此可靠性較高。另外，在上述激光加工裝置39中，由于能夠使優(yōu)先射出轉(zhuǎn)換波光的基波光路Dl至D3隨時(shí)間連續(xù)地變化，所以能夠形成光束出射過(guò)程中的光點(diǎn)形狀變化或中間性的光點(diǎn)形狀。因此，能夠迅速地進(jìn)行復(fù)雜的加工。
另外，上述的實(shí)施例不限定于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)能進(jìn)行適當(dāng)變更。當(dāng)然，也能將本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例組合起來(lái)加以使用。另外，也可以采用使用多個(gè)基波光源，或者除了第二諧波之外，輸出差頻(differential frequency wave)、和頻(sumfrequency wave)等轉(zhuǎn)換波的結(jié)構(gòu)。此外，也可以使波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件內(nèi)的極化反轉(zhuǎn)周期具有數(shù)種類的周期。
本發(fā)明的特征在于，基波在一對(duì)基波反射面之間被反射，以不同角度多次通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件，至少一個(gè)反射面作為讓波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光透過(guò)的輸出面，具有進(jìn)行在通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的多個(gè)基波光路中能夠產(chǎn)生波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光時(shí)，使指定的基波光路的轉(zhuǎn)換波光優(yōu)先射出的控制的控制裝置。
在本結(jié)構(gòu)中，通過(guò)使一個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件內(nèi)具有角度不同的基波光路，從而具有多個(gè)相位匹配條件。通過(guò)由控制裝置設(shè)定與指定的基波光路的相位匹配條件相符合的基波波長(zhǎng)或溫度等，可使指定的基波光路的轉(zhuǎn)換效率變高。另一方面，在指定的基波光路以外的基波光路中，由于偏離相位匹配條件，所以轉(zhuǎn)換效率降低，作為其結(jié)果，指定的基波光路的轉(zhuǎn)換波光優(yōu)先射出。通過(guò)優(yōu)先射出來(lái)自指定的基波光路的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光，能夠控制射出的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光的角度、強(qiáng)度分布或者光束數(shù)目等。
另外，上述的具體實(shí)施例中主要包含具有以下結(jié)構(gòu)的發(fā)明。
本發(fā)明所涉及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器包括射出基波的基波光源；用于將來(lái)自上述基波光源的基波轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換波光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件；反射上述基波以便規(guī)定以不同的角度通過(guò)上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的多個(gè)基波光路的一對(duì)基波反射面；以及控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率，以使在上述一對(duì)基波反射面之間指向不同方向的上述多個(gè)基波光路中指定的基波光路的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率 為最高的控制裝置，其中，上述一對(duì)基波反射面中的至少其中之一的反射面作為讓上述轉(zhuǎn) 換波光透過(guò)的輸出面。
根據(jù)本發(fā)明，由于規(guī)定以不同角度通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的多個(gè)基波光路，因此與在一對(duì) 基波反射面之間指向不同方向的多個(gè)基波光路對(duì)應(yīng)地存在多個(gè)相位匹配條件。并且，在本 發(fā)明中，通過(guò)控制裝置能夠控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率以使各基波光路中指定的光路的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效 率達(dá)到最高，因此能夠在與該基波光路對(duì)應(yīng)的方向(角度)使轉(zhuǎn)換波光優(yōu)先射出。
因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可對(duì)射出的轉(zhuǎn)換波光的角度、強(qiáng)度分布以及脈沖時(shí)間寬 度進(jìn)行控制的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器。
另外，本發(fā)明的一對(duì)基波反射面可以反射基波光，并且一對(duì)基波反射面的至少其中之 一為給基波光的光路帶來(lái)角度變化的面。例如，基波反射面可以不是平面，而成為凸面或 凹面形狀，也可以將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的端面作為基波反射面。反射面的形狀可以采用球面或 非球面以及柱面。
具體而言，可以采用上述控制裝置具備控制上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的溫度的溫度控制部， 上述溫度控制部通過(guò)對(duì)上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行溫度控制來(lái)選擇上述指定的基波光路的結(jié) 構(gòu)。
這樣，通過(guò)控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的溫度以使波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的相位匹配條件發(fā)生變化，能 夠控制各基波光路中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率。
此外，也可以采用上述控制裝置具備控制基于上述基波光源的上述基波的振蕩波長(zhǎng)的 振蕩波長(zhǎng)控制部，上述振蕩波長(zhǎng)控制部通過(guò)控制上述基波的振蕩波長(zhǎng)來(lái)選擇上述指定的基 波光路的結(jié)構(gòu)。
這樣，通過(guò)使基于基波光源的基波的振蕩波長(zhǎng)發(fā)生變化，能夠控制多個(gè)基波光路中的 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率。
此外，還可以采用上述控制裝置具備對(duì)上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件施加電壓以便在上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn) 換元件中產(chǎn)生電場(chǎng)的電壓控制部，上述電壓控制部通過(guò)在上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件中產(chǎn)生電場(chǎng)來(lái) 選擇上述指定的基波光路的結(jié)構(gòu)。
這樣，通過(guò)對(duì)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件施加電壓以使波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的折射率發(fā)生變化，能夠控制 多個(gè)基波光路中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率。
在上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器中，較為理想的是還包括能夠檢測(cè)從上述各基波光路的至少其 中之一射出的轉(zhuǎn)換波光的光量的受光元件，上述控制裝置基于由上述受光元件檢測(cè)到的光量控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率，以使上述指定的基波光路中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)進(jìn)行反饋控制，能夠使指定的基波光路中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率確實(shí)為最咼。
在上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器中，較為理想的是，上述控制裝置讓在上述各基波光路中至少 兩個(gè)以上的光路中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光作為多束光束同時(shí)射出，并控制上述多束光束的強(qiáng)度分 布。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于從至少兩個(gè)以上的光路射出作為多束光束的轉(zhuǎn)換波光，因此通過(guò)控 制上述各光路中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率，能夠控制多束光束的強(qiáng)度分布。
在上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器中，較為理想的是，上述基波光源讓上述基波脈沖振蕩，上述 控制裝置通過(guò)增減上述各基波光路中射出上述轉(zhuǎn)換波光的光路的數(shù)目，控制從上述輸出面 射出的轉(zhuǎn)換波光的脈沖寬度、間隔的至少其中之一。
在以上述方式使基波脈沖振蕩的情況下，隨著從基波光源到各基波光路的光路長(zhǎng)度存 在差異，會(huì)出現(xiàn)即使在一個(gè)基波光路中不產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波光時(shí)也在其他基波光路中產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波 光的情況。因此，在上述結(jié)構(gòu)中，通過(guò)利用上述光路長(zhǎng)度的差異，增減射出轉(zhuǎn)換波光的基 波光路的數(shù)目，能夠控制從輸出面射出的轉(zhuǎn)換波光的脈沖寬度或間隔。
在上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器中，較為理想的是，上述控制部控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率，以使與上 述各基波光路中上述基波首次通過(guò)的光路相比，在隨后通過(guò)的光路中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率較大。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制伴隨發(fā)熱的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的破壞。其理由如以下所述。由于在 基波首次通過(guò)的基波光路中基波的功率較大，因此若使該基波光路中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率增 大，則在此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光的功率也增大，從而與該轉(zhuǎn)換波光的吸收相伴的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件 的發(fā)熱量變大。與之相對(duì)，如上述結(jié)構(gòu)那樣，通過(guò)了第一個(gè)基波光路后的基波的功率減小 了被波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的部分，因此即使增大隨后的基波光路中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率，由此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換 波光的功率也較小，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的發(fā)熱量也變小。因此，能夠抑制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的破壞。
在上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器中，較為理想的是，上述控制裝置依次切換射出上述轉(zhuǎn)換波光 的基波光路，以便讓從上述輸出面射出的轉(zhuǎn)換波光掃描指定范圍，。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)換波光作為掃描指定范圍的掃描光加以輸出。 本發(fā)明所提供的圖像
顯示裝置包括上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，和對(duì)從上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器射出的轉(zhuǎn)換波光進(jìn)行 調(diào)制以顯示指定圖像的調(diào)制元件。根據(jù)本發(fā)明，由于能夠利用從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器沿指定方向射出的轉(zhuǎn)換波光，根據(jù)顯示 的圖像將轉(zhuǎn)換波光引導(dǎo)至調(diào)制元件的適當(dāng)位置處，因此能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的對(duì)比度的提高以及 功耗的減少。
本發(fā)明所提供的激光加工裝置包括上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，和讓從上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器 射出的轉(zhuǎn)換波光聚光的聚光光學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)增減上述各基波光路中射出轉(zhuǎn)換波光的光路的 數(shù)目，使上述轉(zhuǎn)換波光的光點(diǎn)形狀發(fā)生變化。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)根據(jù)加工類別使轉(zhuǎn)換波光的光點(diǎn)形狀發(fā)生變化，能夠?qū)崿F(xiàn)加工時(shí)間 的縮短和加工精度的提高。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
本發(fā)明能夠用于進(jìn)行來(lái)自基波光源的基波的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器。
權(quán)利要求
1.一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，其特征在于包括基波光源，射出基波；波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件，將來(lái)自所述基波光源的基波轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換波光；一對(duì)基波反射面，反射所述基波，以便規(guī)定以不同角度通過(guò)所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的多個(gè)基波光路；以及控制裝置，控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率，以使在所述一對(duì)基波反射面之間指向不同方向的所述多個(gè)基波光路中指定的基波光路的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率為最高，其中，所述一對(duì)基波反射面中的至少其中之一的反射面，為讓所述轉(zhuǎn)換波光透過(guò)的輸出面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，其特征在于 所述控制裝置具備控制所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的溫度的溫度控制部，所述溫度控制部，通過(guò)對(duì)所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行溫度控制來(lái)選擇所述指定的基波光路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，其特征在于所述控制裝置具備控制基于所述基波光源的所述基波的振蕩波長(zhǎng)的振蕩波長(zhǎng)控制部， 所述振蕩波長(zhǎng)控制部，通過(guò)控制所述基波的振蕩波長(zhǎng)來(lái)選擇所述指定的基波光路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，其特征在于所述控制裝置具備對(duì)所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件施加電壓以便在所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件中產(chǎn)生電 場(chǎng)的電壓控制部，所述電壓控制部，通過(guò)在所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件中產(chǎn)生電場(chǎng)來(lái)選擇所述指定的基波光路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，其特征在于還包括能夠檢 測(cè)從所述各基波光路的至少其中之一射出的轉(zhuǎn)換波光的光量的受光元件，其中，所述控制裝置，基于由所述受光元件檢測(cè)到的光量控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率，以使所述指定 的基波光路中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，其特征在于所述控制裝置， 讓在所述各基波光路的至少兩個(gè)以上的光路中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換波光作為多束光束同時(shí)射出，并 控制所述多束光束的強(qiáng)度分布。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，其特征在于 所述基波光源，讓所述基波脈沖振蕩，所述控制裝置，通過(guò)增減所述各基波光路中射出所述轉(zhuǎn)換波光的光路的數(shù)目，控制從 所述輸出面射出的轉(zhuǎn)換波光的脈沖寬度、間隔的至少其中之一。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，其特征在于所述控制部控 制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率，以使與所述各基波光路中所述基波首次通過(guò)的光路相比，在隨后通過(guò)的 光路中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率較大。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，其特征在于所述控制裝置 依次切換射出所述轉(zhuǎn)換波光的基波光路，以便讓從所述輸出面射出的轉(zhuǎn)換波光掃描指定的 范圍。
10. —種圖像顯示裝置，其特征在于包括 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，以及對(duì)從所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器射出的轉(zhuǎn)換波光進(jìn)行調(diào)制以顯示指定圖像的調(diào)制元件。
11. 一種激光加工裝置，其特征在于包括 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器，以及 讓從所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器射出的轉(zhuǎn)換波光聚光的聚光光學(xué)系統(tǒng)，其中， 所述轉(zhuǎn)換波光的光點(diǎn)形狀，隨著所述各基波光路中射出轉(zhuǎn)換波光的光路的數(shù)目的增減而發(fā)生變化。
全文摘要
本發(fā)明的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光器包括反射基波以便規(guī)定以不同角度通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的多個(gè)基波光路的一對(duì)基波反射面；以及控制波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率，以使在一對(duì)基波反射面之間指向不同方向的基波光路中指定的基波光路的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率為最高的控制裝置。
文檔編號(hào)G02F1/37GK101689007SQ20098000018
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者古屋博之, 堀川信之, 山本和久, 式井慎一, 楠龜弘一, 水內(nèi)公典, 水島哲郎 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社