專利名稱：波長轉(zhuǎn)換激光光源、具備此波長轉(zhuǎn)換激光光源的投影顯示裝置、液晶顯示裝置以及激光光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用非線性光學(xué)效應(yīng)對(duì)激光光源發(fā)出的激光進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換的波 長轉(zhuǎn)換激光光源、具備此波長轉(zhuǎn)換激光光源的投影顯示裝置、液晶顯示裝置以及激光光源。
背景技術(shù)：
一直以來，通過利用非線性光學(xué)效應(yīng)對(duì)從Nd: YAG激光器或NchYVO4激光器振蕩的 光進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換而得到綠色光等可見激光，或者將綠色光進(jìn)一步轉(zhuǎn)換后得到紫外激光的波 長轉(zhuǎn)換激光光源已得到了大量的開發(fā)和應(yīng)用。這些轉(zhuǎn)換光被用于激光加工或激光顯示等用 途。圖1示出了利用非線性光學(xué)效應(yīng)的以往的波長轉(zhuǎn)換激光光源的一般結(jié)構(gòu)例在。為 了獲得非線性光學(xué)效應(yīng)，必須使用雙折射率(birefringence)的非線性光學(xué)晶體。具體 而言，作為雙折射率的非線性光學(xué)晶體，使用了 LW3O5(三硼酸鋰LB0)、KTiOPO4(磷酸鈦 氧鉀=KTP)、CsLiB6Oltl(硼酸銫鋰CLB0)、形成極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的LiNbO3(鈮酸鋰=PPLN)或 LiTaO3 (鉭酸鋰=PPLT)等。如圖1所示，波長轉(zhuǎn)換激光光源100包括基波光源101、聚光透鏡108、波長轉(zhuǎn)換 元件(非線性光學(xué)晶體)109、再次準(zhǔn)直透鏡111、波長分離鏡113、使波長轉(zhuǎn)換元件109的溫 度保持恒定的加熱器等溫度保持裝置116、控制激光輸出的控制裝置115、以及配置在控制 裝置115內(nèi)用來控制非線性光學(xué)晶體的溫度的溫度控制器122?；ü庠?01經(jīng)常使用波 長為1.06μπι的Nd:YAG激光器、Nd:YVO4激光器、或采用摻鐿光纖(Yb-doped fiber)的光 纖激光器等。在此，以從波長為1. 06 μ m的激光產(chǎn)生一半波長即0. 532 μ m的激光的第二諧波產(chǎn) 生(second harmonic generation)為例對(duì)實(shí)際的云力作進(jìn)行說明。從基波光源101振蕩的波長為1. 06 μ m的激光通過聚光透鏡108被聚光于非線性 光學(xué)晶體109。此時(shí)，非線性光學(xué)晶體109的對(duì)波長為1. 06 μ m的光的折射率與對(duì)所要產(chǎn)生 的波長為0. 532 μ m的光的折射率必須一致，這被稱作相位匹配(phase matching)。一般 而言，因?yàn)榫w的折射率根據(jù)晶體本身的溫度條件而變化，所以必須使晶體的溫度恒定。因 此，將非線性光學(xué)晶體本身配置在溫度保持裝置116內(nèi)，保持在與晶體種類對(duì)應(yīng)的溫度。例如，在使用LBO晶體，采用被稱作為type-Ι非臨界相位匹配的相位匹配方法的 情況下，必須將晶體保持在148°C至150°C的溫度。另外，在使用極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的LiNbO3晶體的情況下，通過設(shè)計(jì)極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的周 期，能夠任意決定相位匹配的溫度或波長，但為了持續(xù)保持相位匹配條件，必須將元件溫度 和基波波長保持恒定(參照專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2)。圖2示意性地表示監(jiān)視作為波長轉(zhuǎn)換后的光的綠色光，將輸出控制為恒定的控制 循環(huán)(control loop)。圖2所示的控制循環(huán)250通過控制對(duì)基波光源101的輸入電流(inrush
5current) 240控制來自基波光源101的基波輸出沈0。基波輸出260射入通過元件溫度控 制部280的控制其溫度被保持為恒定的采用非線性光學(xué)晶體的波長轉(zhuǎn)換元件109。然后，在 波長轉(zhuǎn)換元件109內(nèi)被進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換后，從波長轉(zhuǎn)換元件109輸出綠色光270。為了使該綠 色光270的輸出恒定，由控制循環(huán)250根據(jù)綠色光270的光強(qiáng)度控制對(duì)基波光源102輸入 的電流MO的方法作為APC(auto power control,自動(dòng)功率控制)而得到了使用。另一方面，在利用非線性光學(xué)效應(yīng)進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換的情況下，必須滿足相位匹配條 件。因此，從基波光源101振蕩的基波的偏振方向以及從基波光源101振蕩的基波的波長 也是波長轉(zhuǎn)換的重要要素。在專利文獻(xiàn)3中，示出了通過分別監(jiān)視基波和第二諧波的輸出來降低緩和振蕩時(shí) 的輸出雜訊(nosie)的方法。另一方面，在專利文獻(xiàn)4中，提出了在使用取得type-II相位匹配的波長轉(zhuǎn)換元件 的波長轉(zhuǎn)換激光光源中，獲得基波的各偏振成分并反饋至共振器內(nèi)所具備的相位差調(diào)整單 元的驅(qū)動(dòng)的方法。但是，在專利文獻(xiàn)4的方法中，波長轉(zhuǎn)換元件的相位匹配狀態(tài)也一起變動(dòng)，因此難 以實(shí)現(xiàn)輸出的穩(wěn)定化。在以往的控制循環(huán)中，不僅存在以往指出的在緩和振蕩狀態(tài)下無法應(yīng)對(duì)的問題， 而且存在在穩(wěn)定狀態(tài)下也無法應(yīng)對(duì)偏振變化或波長變化的問題。如上所述，可知存在由于基波狀態(tài)的原因而使波長轉(zhuǎn)換元件的相位匹配狀態(tài)發(fā)生 變化，由此無法穩(wěn)定地進(jìn)行效率較好的波長轉(zhuǎn)換的問題。專利文獻(xiàn)1 日本專利公開公報(bào)特開2004-157217號(hào)專利文獻(xiàn)2 日本專利公開公報(bào)特開2000-305120號(hào)專利文獻(xiàn)3 日本專利公開公報(bào)特開2004-348052號(hào)專利文獻(xiàn)4 日本專利公開公報(bào)特開平5-188421號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠穩(wěn)定地進(jìn)行效率較好的波長轉(zhuǎn)換的波長轉(zhuǎn)換激 光光源、具備此波長轉(zhuǎn)換激光光源的投影顯示裝置、液晶顯示裝置以及激光光源。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的波長轉(zhuǎn)換激光光源包括射出基波光的基波 光源；具有非線性光學(xué)效應(yīng)，將所述基波光轉(zhuǎn)換為不同波長的諧波光的波長轉(zhuǎn)換元件；接 收從所述基波光源射出的基波光中包含的特定的偏振方向的光并將其光量轉(zhuǎn)換為電信號(hào) 的第一受光器；接收從所述波長轉(zhuǎn)換元件輸出的諧波光并將其光量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的第二受 光器；保持所述波長轉(zhuǎn)換元件的溫度恒定的溫度保持部；分別進(jìn)行基于來自所述第二受光 器的電信號(hào)控制從所述基波光源射出的基波光的光量的第一控制、和基于來自所述第一受 光器的電信號(hào)控制所述基波光的光量的第二控制的基波控制部；以及進(jìn)行基于來自所述第 二受光器的電信號(hào)控制所述溫度保持部的保持溫度的第三控制的溫度控制部。根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明者們的研究結(jié)果，首次發(fā)現(xiàn)基波光的偏振成分的變化對(duì)諧波光的 輸出變動(dòng)具有較大影響。為此，本波長轉(zhuǎn)換激光光源采用如下結(jié)構(gòu)，即，利用第一受光器接 收從基波光源射出的基波光中包含的特定的偏振方向的光并將其光量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，基波 控制部根據(jù)該電信號(hào)控制從基波光源射出的基波光的光量或波長。由此，能夠恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行根據(jù)基波光的偏振成分變化的基波光調(diào)整，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可穩(wěn)定地進(jìn)行效率較好的波長轉(zhuǎn) 換的波長轉(zhuǎn)換激光光源。本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)異點(diǎn)可以通過以下所示的記載而得到充分的理解。 另外，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)通過參照附圖的以下說明顯而易見。


圖1是表示以往的波長轉(zhuǎn)換激光光源的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是表示以往的波長轉(zhuǎn)換激光光源中的控制循環(huán)的說明圖。圖3A表示測(cè)量基波光的偏振方向變化量的測(cè)量裝置的概略結(jié)構(gòu)。圖:3B表示用圖 3A所示的測(cè)量裝置測(cè)量的基波光的偏振方向發(fā)生變化的量。圖4是表示應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的諧波輸出光的控制方法的波長 轉(zhuǎn)換光源的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5是表示應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的諧波輸出光的控制方法的控制 循環(huán)的說明圖。圖6是表示應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的諧波輸出光的控制方法的控制 循環(huán)中控制對(duì)象的切換時(shí)間的時(shí)序圖。圖7是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的用于進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件的溫度調(diào)整 的控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。圖8A是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的諧波輸出光的控制方法中波長 轉(zhuǎn)換元件的溫度控制方法的曲線圖。圖8B是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的諧 波輸出光的控制方法中波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制方法的曲線圖。圖8C是用于說明本發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的諧波輸出光的控制方法中波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制方法的曲線 圖。圖8D是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的諧波輸出光的控制方法中波長轉(zhuǎn)換 元件的溫度控制方法的曲線圖。圖9是表示應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的諧波輸出光的控制方法時(shí)的輸 出穩(wěn)定性的曲線圖。圖10是表示應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的另一個(gè)諧波輸出光的控制方法的波長 轉(zhuǎn)換光源的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。圖11是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的另一個(gè)諧波輸出光的控制方法的控制循環(huán) 的說明圖。圖12是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的用于進(jìn)行振蕩波長的調(diào)整的控制系 統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。圖13是表示應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的諧波輸出光的另一個(gè)控制方法 時(shí)的輸出穩(wěn)定性的曲線圖。圖14是表示應(yīng)用本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式所涉及的諧波輸出光的控制方法的波 長轉(zhuǎn)換光源的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。圖15A是表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式所涉及的諧波輸出光的控制步驟的流程 圖。圖15B是表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式所涉及的諧波輸出光的控制方法的控制循環(huán)的示意圖。圖16是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光源的概略結(jié)構(gòu)的示 意圖。圖17是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的相對(duì)于波長轉(zhuǎn)換元件的從基波到諧 波光的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大的溫度的差(ΔΤ)與得到設(shè)定的諧波輸出所需要的基波光量的 關(guān)系的曲線圖。圖18是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的相對(duì)于波長轉(zhuǎn)換元件的從基波到諧 波光的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大的溫度的差(ΔΤ)與得到設(shè)定的諧波輸出所需要的基波光量的 關(guān)系的曲線圖。圖19是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的控制步驟的流程圖。圖20是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光源的波長轉(zhuǎn)換元件 溫度的控制步驟的流程圖。圖21是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的控制中的閾值c與圖17的關(guān)系的曲 線圖。圖22是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光源的概略結(jié)構(gòu)的說 明圖。圖23是表示本實(shí)施方式的又一實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光源的熱敏電阻 與基波光路之間的溫度差與相對(duì)于從基波到諧波光的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大的溫度的偏離量 ΔΤ發(fā)生偏移的情形的曲線圖。圖M是表示本實(shí)施方式的又一實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光源的熱敏電阻 與基波光路之間的溫度差與相對(duì)于從基波到諧波光的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大的溫度的偏離量 ΔΤ發(fā)生偏移的情形的另一曲線圖。圖25是表示本實(shí)施方式的又一實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光源的熱敏電阻 與基波光路之間的溫度差與相對(duì)于從基波到諧波光的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大的溫度的偏離量 ΔΤ發(fā)生偏移的情形的又一曲線圖。圖沈是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的具備熱阻部件的波長轉(zhuǎn)換激光光源 的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。圖27是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光源的波長轉(zhuǎn)換光量 與相對(duì)于從基波到諧波光的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大的溫度的偏離量ΔΤ的關(guān)系的曲線圖。圖觀是表示本實(shí)施方式的又一實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光源的波長轉(zhuǎn)換 光量與相對(duì)于從基波到諧波光的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大的溫度的偏離量ΔΤ的關(guān)系的曲線圖。圖四是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的具備熱阻部件的波長轉(zhuǎn)換激光光源 的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。圖30是表示應(yīng)用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光源的投影儀 (投影顯示器)的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。圖31A以及圖31B是表示應(yīng)用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光 源的液晶顯示器的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。圖32是表示應(yīng)用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光源的醫(yī)療用 光源的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施方式1)下面參照?qǐng)D3至圖13對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明者們的研究結(jié)果，本次首次發(fā)現(xiàn)基波光的偏振成分的變化對(duì)諧波 光的輸出變動(dòng)具有較大影響。另外，本次研究中還發(fā)現(xiàn)，在使用采用type-I相位匹配或準(zhǔn) 相位匹配(quasi phase matching)的波長轉(zhuǎn)換元件的情況下，基波的偏振成分的變化也對(duì) 諧波輸出變動(dòng)具有較大影響。關(guān)于該問題，本次首次發(fā)現(xiàn)在使用振蕩波長或偏振方向會(huì)發(fā)生變化的基波光源的 情況下，存在必須將輸入電流的充裕(margin)(控制充裕)取得較大的問題。圖3A示出測(cè)量基波光的偏振方向變化量的測(cè)量裝置300的概略結(jié)構(gòu)。圖示出 利用圖3A所示的測(cè)量裝置300測(cè)量從基波光源101射出的基波光的偏振方向變化的量的 結(jié)果。如圖3A所示，測(cè)量裝置300包括基波光源101、偏振棱鏡301以及具備受光部302的 功率計(jì)(power meter) 303。從基波光源101射出的基波光105射入偏振棱鏡301，被進(jìn)行 直線偏振。然后，該直線偏振光內(nèi)只有特定的偏振成分射入功率計(jì)303的受光部302。并 且，功率計(jì)303根據(jù)射入該受光部302的受光量測(cè)量輸出變動(dòng)量。圖:3B的曲線繪制出相對(duì) 于測(cè)量時(shí)間的輸出變動(dòng)量即偏振方向變化的量。從圖;3B的曲線可知，如圖中虛線所示，在基波光205(應(yīng)為105)不通過偏振棱鏡 301的情況下輸出大致恒定，而在基波光205(應(yīng)為10 通過偏振棱鏡301的情況下輸出最 大降低了 8%左右，即偏振方向發(fā)生變化。本實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)了即使控制充裕較小也能應(yīng)對(duì)偏振方向變化或波長變化等在以 往的控制方法中難以調(diào)整的要素的控制(控制A)。圖4是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光源200的概略結(jié)構(gòu)的 示意圖。該波長轉(zhuǎn)換激光光源200是實(shí)現(xiàn)上述控制A的結(jié)構(gòu)例。如圖4所示，本波長轉(zhuǎn)換激光光源200包括基波光源(光源)201、分色鏡 (dichroicmirror)206、分束器(beam splitter) 207、偏振濾光器 403、受光器(光電二極 管)404、聚光透鏡208、波長轉(zhuǎn)換元件(包括非線性光學(xué)晶體)209、再準(zhǔn)直透鏡211、分束器 213和受光器(光電二極管)212等。從基波光源(光源)201振蕩的基波205的一部分通過分束器207透過光量的1 %， 剩余的99%被反射。由分束器207反射的基波205輸入波長轉(zhuǎn)換元件209。然后，基波205 通過波長轉(zhuǎn)換元件209被進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為作為第二諧波的綠色光。作為基波光源201，使用采用了摻鐿光纖的光纖激光光源。光纖激光光源具有可任 意決定振蕩波長或譜寬的優(yōu)點(diǎn)。因此，通過使譜寬為窄帶域能夠大幅提高從基波到諧波的 轉(zhuǎn)換效率。由基波光源201產(chǎn)生的基波光205通過聚光透鏡208被聚光到包括非線性光學(xué)晶 體的波長轉(zhuǎn)換元件209。在本實(shí)施方式中，作為非線性光學(xué)晶體，使用形成有極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu) 的MgiLiNbO3晶體元件(MgLN元件)。本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)為，監(jiān)視透過分束器207并通過偏振濾光器403的基波，進(jìn)行反 饋控制(feedback control)。
在透過分束器207的基波205中，只有對(duì)波長轉(zhuǎn)換有影響的偏振成分透過偏振濾 光器403。然后，由受光器(光電二極管)404監(jiān)視透過偏振濾光器403的該偏振成分的光。受光器404能夠在基波205的強(qiáng)度變化的同時(shí)監(jiān)視偏振波動(dòng)作為強(qiáng)度變化，并轉(zhuǎn) 換為電信號(hào)。該電信號(hào)作為基波205的強(qiáng)度信息被反饋到控制裝置215。在本實(shí)施方式中， 根據(jù)該反饋的信息，如后述的圖5的循環(huán)2那樣，進(jìn)行反饋控制以使特定的偏振成分的強(qiáng)度 達(dá)到恒定(APC =Auto Power Control,自動(dòng)功率控制)。另外，本波長轉(zhuǎn)換激光光源200還具備配置在波長轉(zhuǎn)換元件209的下面用于將波 長轉(zhuǎn)換元件209維持在恒定溫度的溫度保持部216。作為該溫度保持部216，使用珀耳帖元 件(Peltier element)。通過在波長轉(zhuǎn)換元件209中的波長轉(zhuǎn)換而生成的第二諧波210(綠色光)被再準(zhǔn) 直透鏡211轉(zhuǎn)換成平行光束后，經(jīng)由分束器213，其中的一部分被受光器212接收。該受光 器212監(jiān)視由波長轉(zhuǎn)換元件209生成的第二諧波210的強(qiáng)度，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(綠色光的強(qiáng) 度信息)并輸出。保持波長轉(zhuǎn)換元件209的溫度的溫度保持部216的溫度，根據(jù)由受光器212監(jiān)視 的第二諧波210的強(qiáng)度信息得以控制(圖5的循環(huán)幻。由此，在由于基波波長變化而導(dǎo)致 第二諧波210的強(qiáng)度發(fā)生變動(dòng)的情況下，能夠?qū)?yīng)基波波長的變化使波長轉(zhuǎn)換元件209的 溫度發(fā)生變化。S卩，在盡管將對(duì)波長轉(zhuǎn)換有影響的偏振方向的基波輸入控制為恒定(圖5的循環(huán) 2)，但第二諧波210的輸出仍然發(fā)生變動(dòng)的情況下，可以認(rèn)為該輸出變動(dòng)的主要原因是基 波波長。因此，在本控制A中，在這種情況下，使波長轉(zhuǎn)換元件209的溫度發(fā)生變化(圖5 的循環(huán)幻以應(yīng)對(duì)基波波長的變化。但是，在僅利用上述兩個(gè)循環(huán)(循環(huán)2以及循環(huán)幻的反饋控制中，只能用溫度這 一時(shí)間常數(shù)較大的參數(shù)來控制第二諧波210的輸出變動(dòng)。因此，難以使第二諧波210的輸 出恒定。為此，在本控制A中，在停止圖5的循環(huán)2及循環(huán)3的控制的狀態(tài)下，進(jìn)行循環(huán)1 的控制。在該循環(huán)1中，基于表示第二諧波210的強(qiáng)度信息的電信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)基波的電流。 通過插入該循環(huán)1的反饋控制，即使在將時(shí)間常數(shù)較大的參數(shù)作為控制對(duì)象的情況下，也 能使第二諧波210的輸出恒定。即，通過像本控制A這樣使多個(gè)循環(huán)分時(shí)地動(dòng)作，能夠減小 第二諧波210的輸出變動(dòng)。圖6是表示控制對(duì)象的切換時(shí)間的一例的時(shí)序圖(timing chart)。在該時(shí)序圖中 示出了各循環(huán)相應(yīng)于波長轉(zhuǎn)換激光光源200的動(dòng)作狀況是動(dòng)作還是中止。首先，在設(shè)定來自波長轉(zhuǎn)換激光光源200的光輸出(第二諧波210的輸出)時(shí)，進(jìn) 行將光輸出值反饋至輸入基波光源201的電流值的APC控制(循環(huán)1)，在光輸出被確定時(shí) 開始分時(shí)控制。在本控制A中，讓使基波205的輸出保持恒定的控制(循環(huán)幻和使波長轉(zhuǎn)換元件 209的溫度為最佳的控制(循環(huán)3)在相同時(shí)間動(dòng)作。這是因?yàn)?，即使讓上述循環(huán)2和循環(huán) 3這兩個(gè)循環(huán)同時(shí)動(dòng)作也不會(huì)產(chǎn)生失控等問題。但是，本實(shí)施方式所涉及的反饋控制并不限 定于此。S卩，只要使循環(huán)1的動(dòng)作時(shí)間與循環(huán)2及循環(huán)3的動(dòng)作時(shí)間不同，則循環(huán)2及循環(huán) 3這兩個(gè)循環(huán)不必一定在相同時(shí)間時(shí)動(dòng)作，也可以在不同時(shí)間時(shí)開始和結(jié)束。
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在循環(huán)3中，進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件209的溫度調(diào)整。因此，循環(huán)3的動(dòng)作時(shí)間為10 秒至1分鐘左右較為理想。在此，讓循環(huán)2及循環(huán)3動(dòng)作一定時(shí)間后，暫且結(jié)束循環(huán)2及循 環(huán)3的控制。另一方面，循環(huán)1的動(dòng)作時(shí)間為0. 1秒至10秒左右，可足以進(jìn)行追隨。并且，在解除循環(huán)2及循環(huán)3以后，使基于諧波光輸出反饋至輸入基波光源的電流 值的循環(huán)1再次動(dòng)作。這樣，通過分割使循環(huán)1動(dòng)作的時(shí)間和使循環(huán)2及循環(huán)3動(dòng)作的時(shí) 間，能夠針對(duì)周邊環(huán)境溫度或基波光的波長變動(dòng)等環(huán)境變化而將波長轉(zhuǎn)換元件209的溫度 始終保持為最佳值。因此，能夠減小使波長轉(zhuǎn)換元件209的溫度不發(fā)生變化而保持恒定時(shí) 所需要的基波光的輸出充裕(output margin)，即輸入基波光源的電流值的充裕，具有能夠 以簡(jiǎn)單的控制實(shí)現(xiàn)裝置的小型化、低功耗的效果。在諧波光的輸出被調(diào)制成矩形波射出時(shí)或在對(duì)脈沖振蕩的諧波光的輸出進(jìn)行處 理時(shí)，通過將對(duì)諧波光的輸出進(jìn)行了時(shí)間平均后的值用于反饋控制，能夠應(yīng)用本控制。下面，對(duì)波長轉(zhuǎn)換元件209的溫度設(shè)定方法進(jìn)行說明。圖7是表示循環(huán)3中所利 用的進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件209的溫度調(diào)整的控制系統(tǒng)的示意圖。波長轉(zhuǎn)換元件209被保持在溫度保持部216的上面，通過利用熱敏電阻703監(jiān)視 溫度保持部216的溫度，間接地監(jiān)視波長轉(zhuǎn)換元件209的溫度。來自熱敏電阻703的溫度 信號(hào)和波長轉(zhuǎn)換后的光的光強(qiáng)度信號(hào)712由A/D轉(zhuǎn)換器704轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并存儲(chǔ)到寄存 器705中。對(duì)應(yīng)于諧波輸出的元件溫度的表預(yù)先與所需要的輸入基波光源201的電流的值 一起被存儲(chǔ)在EEPR0M706中?？刂蒲b置215 (應(yīng)為22 將諧波光輸出的設(shè)定值數(shù)據(jù)傳送到 MPU707。如圖7所示，溫度控制器711包括電源708、熱敏電阻703、將來自熱敏電阻703 的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的A/D轉(zhuǎn)換器704、存儲(chǔ)被A/D轉(zhuǎn)換器704轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的溫 度信號(hào)的寄存器705、存儲(chǔ)輸出-溫度設(shè)定值的換算表和預(yù)先所需要的輸入電流值等的 EEPR0M706、從控制裝置215傳送諧波輸出設(shè)定值數(shù)據(jù)的MPU707、以及用于對(duì)從電源708向 溫度保持部216提供的電流波形進(jìn)行PWM(Pulse Width Modulation，脈寬調(diào)制)控制的開 關(guān) 709。在本實(shí)施方式中，波長轉(zhuǎn)換元件209具有極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(在本實(shí)施方式中是具有 極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的Mg = LiNbO3)，波長轉(zhuǎn)換元件209的保持溫度設(shè)為50°C。圖8A至圖8D表示波長轉(zhuǎn)換元件209的溫度調(diào)整方法的一例。使波長轉(zhuǎn)換元件209的控制溫度以中心溫度Tc (V )為中心擺動(dòng)士 Δ t (°C )。當(dāng)設(shè)元件溫度為Tc+At(°C)時(shí)的諧波輸出為P(Tc+At)、為Tc(°C )時(shí)的諧波 輸出為PCTc)、為Tc-Atrc )時(shí)的諧波輸出為P(Tc-At)時(shí)，在如圖8A所示P (Tc-At) <P(Tc) < P (Tc+At)的情況下，進(jìn)行使Tc上升的操作。在如圖8B所示P (Tc+At) <P(Tc)
>P (Tc-At)的情況下，進(jìn)行控制以維持Tc。另一方面，在如圖8C所示P (Tc-At) >P(Tc)
>P (Tc+At)的情況下，進(jìn)行使Tc下降的操作。此外，At為0. 1至0.2°C的范圍較為理想。 擺動(dòng)周期為5秒至10秒。雖然與波長轉(zhuǎn)換元件保持部分的熱容量也有關(guān)系，但由于在At 為0.2°C以上時(shí)或擺動(dòng)周期為5秒以下時(shí)，諧波輸出的波動(dòng)(hunting)增大，因此難以搜索 P(Tc)達(dá)到最大的點(diǎn)。另一方面，由于在1°C以下的情況下溫度檢測(cè)時(shí)容易受到外 部干擾的影響，因此通過設(shè)定成上述范圍，具有可在將輸出變動(dòng)抑制得較小的狀態(tài)下進(jìn)行 輸出恒定動(dòng)作的效果。
此外，作為溫度控制方法并不限定于該方法。也可應(yīng)用一種所謂的登山控制的方 法，如圖8D所示，在相對(duì)于溫度的輸出特性曲線的輸出峰值的80%至90%的位置處待機(jī)， 根據(jù)來自該處(圖中的P(Tpv))的輸出變動(dòng)量，計(jì)算與從基波到諧波光的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大 的溫度的偏差，來修正波長轉(zhuǎn)換元件209的溫度。圖9是表示在波長轉(zhuǎn)換激光光源200中應(yīng)用了本實(shí)施方式的輸出控制方法時(shí)相對(duì) 于動(dòng)作時(shí)間的輸出變動(dòng)量的曲線圖。下面將該圖與圖3B進(jìn)行比較以驗(yàn)證本實(shí)施方式的效果。在圖;3B的情況下，由基波的偏振成分變化引起的輸出的降低為8%以上相當(dāng)大， 由基波的波長變動(dòng)引起的輸出的降低也在從動(dòng)作開始起3500秒后達(dá)到2%左右。與此相 對(duì)，在應(yīng)用了本實(shí)施方式的輸出控制方法的情況下，如圖9所示，可以看出，由基波的偏振 成分變化引起的輸出的降低被減少到僅僅左右，由基波的波長變動(dòng)引起的輸出的降低
基本為零。如上所述，本實(shí)施方式所涉及的控制方法有效地抑制了由基波的偏振成分變化以 及基波的波長變動(dòng)引起的輸出變動(dòng)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)控制穩(wěn)定性的提高以及波長轉(zhuǎn)換激光 光源可靠性的提高。以下參照?qǐng)D10說明本實(shí)施方式所涉及的另一反饋控制。在該反饋控制中，通過調(diào) 整基波光源201的振蕩波長，進(jìn)行控制使得波長轉(zhuǎn)換光的輸出達(dá)到恒定(控制B)。圖10是表示控制B中提出的激光光源1000的結(jié)構(gòu)的示意圖?；ü庠?01如圖10所示，包括發(fā)出激勵(lì)光的半導(dǎo)體激光器102、吸收從半導(dǎo)體激 光器102發(fā)出的激勵(lì)光并發(fā)出所述基波光的雙包層(double clad)摻稀土光纖103、配置在 雙包層摻稀土光纖103的兩端用來確定從基波光源201發(fā)出的所述基波光的波長的窄反射 帶域的光纖光柵104b以及寬反射帶域的光纖光柵104a、對(duì)從半導(dǎo)體激光器102發(fā)出的所述 激勵(lì)光中未被所述雙包層摻稀土光纖103吸收的所述激勵(lì)光進(jìn)行吸收處理的殘存激勵(lì)光 處理機(jī)構(gòu)(不圖示)、使從基波光源201發(fā)出的所述基波光的偏振方向變?yōu)橹本€方向的偏振 單一化機(jī)構(gòu)(不圖示)，以及對(duì)所述窄反射帶域的光纖光柵附加應(yīng)力的致動(dòng)器1001，其中， 窄反射帶域的光纖光柵104b的一端被保持在所述致動(dòng)器1001上，基于由致動(dòng)器1001施加 于所述窄反射帶域的光纖光柵104b的應(yīng)力，所述基波光的波長發(fā)生變化。從基波光源(光纖激光器)201振蕩的基波205的一部分利用分分束器207透過 光量的1%，剩余的99%被反射。被反射的基波205輸入波長轉(zhuǎn)換元件209。并且，被輸入 的基波205通過波長轉(zhuǎn)換元件209被進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為作為諧波光的綠色光。利用透過分束器207的光監(jiān)視基波205。在此，由偏振濾光器403僅取出其中之 一的偏振成分的狀態(tài)的光由受光器(光電二極管)404觀測(cè)。由此，受光器404能夠在基波 205的強(qiáng)度變化的同時(shí)監(jiān)視偏振波動(dòng)作為強(qiáng)度變化。從基波光源201振蕩的基波由受光器 404進(jìn)行監(jiān)視，強(qiáng)度信息被反饋至控制裝置215。作為可改變基波光的波長的基波光源，也可以采用包括分布反饋鏡部的分布反饋 型半導(dǎo)體激光光源，所述基波光的波長通過改變輸入至所述分布反饋鏡部的電流而發(fā)生變 化。另外，作為可改變基波光的波長的基波光源，也可以采用如下結(jié)構(gòu)的光源，該光源 包括具有分布反饋鏡部、產(chǎn)生作為所述基波光的源的光的分布反饋型半導(dǎo)體激光光源；發(fā)出激勵(lì)光的激勵(lì)光源；以及通過吸收所述激勵(lì)光來放大由所述分布反饋型半導(dǎo)體激光光 源發(fā)出的光的強(qiáng)度的激光介質(zhì)，其中，所述基波光的波長通過改變輸入至所述分布反饋鏡 部的電流而發(fā)生變化。在控制B中，與前述控制A同樣，也是基于被反饋至控制裝置的信息進(jìn)行反饋控 制，以使某個(gè)偏振成分的強(qiáng)度達(dá)到恒定(APC:Auto Power Control,自動(dòng)功率控制，循環(huán) 2(圖 11))。接著，對(duì)與控制A不同的地方進(jìn)行說明。在控制A中，對(duì)波長轉(zhuǎn)換元件209進(jìn)行溫 度調(diào)節(jié)的溫度保持部216的溫度基于由受光器212監(jiān)視的綠色光的強(qiáng)度信息得以控制，但 在本控制B中，溫度保持部216的溫度以指定的溫度保持恒定。在本控制B中，代替調(diào)整元 件溫度，使用固定光纖光柵104b的致動(dòng)器1001，將基波波長調(diào)整到與由溫度保持部216決 定的元件溫度相適應(yīng)(循環(huán)幻。即，有如下構(gòu)思，進(jìn)行控制以便使對(duì)波長轉(zhuǎn)換有影響的偏振 方向的基波輸入達(dá)到恒定(圖11的循環(huán)幻，使作為另一個(gè)綠色光的變動(dòng)因素的基波波長發(fā) 生變化(圖11的循環(huán)幻，從而來應(yīng)對(duì)綠色光的輸出變動(dòng)。但是，在上述兩個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)中，無法以綠色光的光量為基準(zhǔn)決定輸入至基波光源 201的電流量。因此，在設(shè)定所希望的綠色光輸出時(shí)會(huì)發(fā)生障礙。為此，在本控制A(應(yīng)為控 制B)中，通過在使圖11的循環(huán)2及循環(huán)3的控制停止的狀態(tài)下，插入基于綠色光的強(qiáng)度信 號(hào)向驅(qū)動(dòng)基波的電流反饋的控制(圖11的循環(huán)1)，實(shí)現(xiàn)在設(shè)定綠色輸出時(shí)也能使綠色光輸 出恒定。即，通過使多個(gè)循環(huán)分時(shí)地動(dòng)作，能夠減小綠色光的變動(dòng)。此外，與控制A同樣，在射出進(jìn)行了矩形波調(diào)制的光輸出時(shí)或在對(duì)脈沖振蕩的激 光進(jìn)行處理時(shí)，通過將對(duì)輸出進(jìn)行時(shí)間平均后的值用于反饋控制，能夠應(yīng)用本控制。下面，對(duì)波長轉(zhuǎn)換元件209的基波光的溫度設(shè)定方法進(jìn)行說明。圖12是表示循環(huán) 3中使用的進(jìn)行振蕩波長的調(diào)整的控制系統(tǒng)1200的示意圖。決定振蕩波長的光纖光柵(FBG) 104b的一端被保持在致動(dòng)器1001上，根據(jù)施加于 致動(dòng)器1001的電壓確定施加給FBG104b的應(yīng)力。經(jīng)波長轉(zhuǎn)換而生成的綠色光的光強(qiáng)度信 號(hào)1201由A/D轉(zhuǎn)換器1202轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并存儲(chǔ)到寄存器1203中。與諧波輸出相對(duì)應(yīng)的 施加于致動(dòng)器1001的電壓即施加于FBG的應(yīng)力的表與所需要的對(duì)激勵(lì)LD的輸入電流一起 預(yù)先存儲(chǔ)在EEPR0M1204中。諧波輸出設(shè)定值的數(shù)據(jù)從控制裝置215被傳送到MPU1205。MPU1205取得存儲(chǔ)在 EEPR0M1204中的與諧波輸出相對(duì)應(yīng)的施加給FBG的應(yīng)力的數(shù)據(jù)，與存儲(chǔ)在寄存器1203中的 綠色光強(qiáng)度信號(hào)的當(dāng)前值進(jìn)行比較和計(jì)算。電源1206是對(duì)致動(dòng)器1001供電的電源，由信 號(hào)轉(zhuǎn)換器1207將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)后進(jìn)行致動(dòng)器1001的控制。此外，作為本實(shí)施方式中可使用的致動(dòng)器1001，雖然可以是使用電磁線圈的致動(dòng) 器也可以是使用壓電元件的致動(dòng)器，但從可通過電壓控制施加于FBG的應(yīng)力，并且可通過 電壓值監(jiān)視應(yīng)力這一點(diǎn)考慮，采用使用電磁線圈的致動(dòng)器1001較為理想。此外，作為使基波波長發(fā)生變化的方法，也可以使用作為波長可變半導(dǎo)體激光器 的一種的DBR(Distributed Bragg Ref lector，分布布拉格反射)激光器。另外，也可以采 用將DBR激光作為種子光(seed light)，使用光纖放大器等放大光的方法。圖13表示控制B中相對(duì)于波長轉(zhuǎn)換激光光源1000的動(dòng)作時(shí)間的輸出變動(dòng)量的曲 線圖?？梢钥闯?，在此情況下，輸出變動(dòng)量被保持在以內(nèi)，與圖3B所示的曲線圖相比，能夠大幅降低由基波的波長變動(dòng)引起的輸出變動(dòng)以及由基波的偏振成分變化引起的輸出變 動(dòng)。在本實(shí)施方式的情況下，由于將快于波長轉(zhuǎn)換元件的溫度時(shí)間應(yīng)答的基波的振蕩波長 作為控制對(duì)象，因此與控制A相比能夠提高控制應(yīng)答速度。并且可以看出，具有在應(yīng)用控制 A時(shí)的圖9所示的曲線圖中殘留了左右的相對(duì)于波長的輸出變動(dòng)通過應(yīng)用控制B可進(jìn) 一步得到抑制的效果。通過采用本實(shí)施方式的控制A及控制B中所示結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換激光光源，能夠檢 測(cè)對(duì)基波偏振方向、基波波長以及波長轉(zhuǎn)換元件的溫度的外部干擾所引起的輸出變化，因 此具有提高輸出控制的穩(wěn)定性和裝置的可靠性的效果。(實(shí)施方式2)以下，參照?qǐng)D14以及圖15說明本發(fā)明的另一實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，說明將上述的實(shí)施方式1的控制方法應(yīng)用于內(nèi)部共振器型波長 轉(zhuǎn)換激光光源的情況。圖14示出本實(shí)施方式所涉及的內(nèi)部共振器型波長轉(zhuǎn)換激光光源1400的概略結(jié) 構(gòu)。本內(nèi)部共振器型波長轉(zhuǎn)換激光光源1400包括電源裝置1403、控制裝置1402、輸出 設(shè)定器1401、激勵(lì)光源(基波光源、激光二極管)1405、準(zhǔn)直透鏡1406、聚光透鏡1407、固體 激光元件1409、共振鏡1408以及1412、電介質(zhì)多層膜鏡1413、具備偏振片1415的受光元件
1416、溫度控制器1404、諧波反射鏡1414和1417以及受光元件1418等。從激勵(lì)光源(激光二極管)1405射出的激勵(lì)光通過使用準(zhǔn)直透鏡1406以及聚光 透鏡1407射入固體激光元件1409從而被激勵(lì)。固體激光元件1409以及波長轉(zhuǎn)換元件1410被配置在具備共振鏡1408和1412的 共振器內(nèi)。從固體激光元件1409振蕩的基波在該共振器內(nèi)共振，進(jìn)行激光振蕩。產(chǎn)生的基 波射入波長轉(zhuǎn)換元件1410，其一部分被轉(zhuǎn)換為第二諧波。共振鏡1408以及出射鏡1412針 對(duì)基波光的波長反射率高，尤其是在射出光的出射鏡1412上，形成有針對(duì)第二諧波反射率 低(高透射)的電介質(zhì)多層膜。從激光共振器射出的光幾乎都是第二諧波，但也射出很少量的基波。因此，讓從出 射鏡1412射出的第二諧波通過電介質(zhì)多層膜鏡1413，使基波成分與第二諧波分離。被電介 質(zhì)多層膜鏡1413反射而與第二諧波分離的基波射入具備偏振片1415的受光元件1416，其 光量受到監(jiān)視。另一方面，第二諧波的成分通過電介質(zhì)多層膜鏡1413，被諧波反射鏡1414、 1417反射，作為輸出光1419向光源外部射出。此時(shí)，第二諧波的一部分通過諧波反射鏡
1417。并且，由受光元件1418接收通過諧波反射鏡1417的諧波，監(jiān)視諧波的光量。在本實(shí)施方式中，作為波長轉(zhuǎn)換元件，使用具有周期性極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)相位匹 配LiNbO3元件，但也可以使用在同樣具有氧八面體結(jié)構(gòu)(oxygen octahedral structure) 作為基本結(jié)構(gòu)的1^1^03或1(110 04晶體中形成周期性極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)相位匹配波長轉(zhuǎn)換 元件。另外，也可以像一般所操作的那樣，采用使用在晶體系統(tǒng)中摻雜Mg或Ce等以抑制光 折射率變化的晶體基板的元件。由受光元件1416接收到的基波的光強(qiáng)度信號(hào)以及由受光元件1418接收到的諧波 的光強(qiáng)度信號(hào)被送至控制裝置1402。控制裝置1402基于基波和諧波的各光強(qiáng)度信號(hào)以及 由輸出設(shè)定器1401設(shè)定的輸入值，控制從電源裝置1403向激勵(lì)光源1405發(fā)送的電流信號(hào)。另外，波長轉(zhuǎn)換元件1410通過溫度控制器1404被進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。在實(shí)施方式2中，射入受光元件1416的基波也通過偏振片1415，由此成為只具有 特定的偏振成分。通過采用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，能夠把握由于激光共振器的模式變化而產(chǎn) 生的偏振變動(dòng)，從而能夠像以下所述那樣進(jìn)行與激光的振蕩狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的控制。參照?qǐng)D15A的流程圖來說明本實(shí)施方式所涉及的諧波光的控制步驟。首先，在穩(wěn)定動(dòng)作中，判斷諧波光(諧波)的光量有無變化(Si)。如果諧波光的 光量沒有變化(在Sl中為“否”)，則繼續(xù)穩(wěn)定動(dòng)作(S2)。另一方面，如果諧波光的光量發(fā) 生了變化(在Sl中為“是”)，判斷殘存基波的相位與諧波光的相位是一致還是反轉(zhuǎn)(S2)。 如果殘存基波的相位與諧波光的相位一致，調(diào)整激勵(lì)電流(S； )。另一方面，如果殘存基波的 相位與諧波光的相位反轉(zhuǎn)，則調(diào)整元件溫度(S4)。在S3中調(diào)整了激勵(lì)電流后，或在S4中調(diào) 整元件溫度后，判斷諧波輸出是否已恢復(fù)(S5)。如果諧波輸出未恢復(fù)(在S5中為“否”)， 返回S2，判斷殘存基波的相位與諧波光的相位是一致還是反轉(zhuǎn)，反復(fù)執(zhí)行此后的步驟。另一 方面，如果諧波輸出已恢復(fù)(在S5中為“是”)，則返回Si，繼續(xù)執(zhí)行穩(wěn)定動(dòng)作。例如，在由受光元件1416檢測(cè)的特定的偏振成分的光強(qiáng)度信號(hào)的相位與由受光 元件1418檢測(cè)的諧波的光強(qiáng)度信號(hào)的相位一致(同步)的情況下，可以預(yù)測(cè)輸出變動(dòng)的因 素在于基波光源。作為由基波光源引起的輸出降低因素，認(rèn)為是固體激光元件的發(fā)熱、激勵(lì) 光源的輸出降低、以及振蕩的基波的模式變化這三個(gè)因素。如果原因在于激勵(lì)光源(基波 光源)1405，則如圖15B所示的循環(huán)2所示，進(jìn)行改變供應(yīng)給激勵(lì)光源1405的激勵(lì)電流以使 由受光元件1416檢測(cè)的特定的偏振成分的基波強(qiáng)度達(dá)到恒定的反饋控制(APC =AutoPower Control,自動(dòng)功率控制)。另一方面，在由受光元件1416檢測(cè)到的特定的偏振成分的光強(qiáng)度信號(hào)的相位與 由受光元件1418檢測(cè)的諧波的光強(qiáng)度信號(hào)的相位反轉(zhuǎn)(非同步)的情況下，可以預(yù)測(cè)輸出 變動(dòng)的因素在于波長轉(zhuǎn)換元件。這樣，如果波長轉(zhuǎn)換元件存在異常，使用實(shí)施方式1中參照 圖8A至圖8D說明的方法，通過使元件溫度為最佳，能夠恢復(fù)輸出。此外，關(guān)于由受光元件1416檢測(cè)的特定的偏振成分的光強(qiáng)度信號(hào)與由受光元件 1418檢測(cè)的諧波的光強(qiáng)度信號(hào)的相位是一致(同步)還是反轉(zhuǎn)(非同步)的判斷，例如，兩 個(gè)信號(hào)的相位如果在O士45度的范圍則可判斷為一致(同步)，而兩個(gè)信號(hào)的相位如果在 180士45度的范圍則可判斷為反轉(zhuǎn)(非同步)。如上所述，通過檢測(cè)基波的光強(qiáng)度與諧波的光強(qiáng)度的相位差，能夠迅速地識(shí)別輸 出變動(dòng)的因素。由此，能夠迅速并且穩(wěn)定地進(jìn)行與激光的振蕩狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的控制，因此能夠 實(shí)現(xiàn)可靠性較高的波長轉(zhuǎn)換激光光源。此外，上述的相位的同步和非同步的選擇控制也可應(yīng)用于圖11的控制循環(huán)2以及 控制循環(huán)3。圖15B中表示本實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光源的控制循環(huán)。對(duì)于從出射鏡輸出的殘存基波和諧波(綠色光)，將其強(qiáng)度的相位信息進(jìn)行比較， 基于表示強(qiáng)度變化的同步/非同步的信息，判斷是在循環(huán)2中進(jìn)行反饋還是在循環(huán)3中進(jìn) 行反饋。在循環(huán)2中，反饋至對(duì)激勵(lì)光源1405的輸入電流值。另一方面，在循環(huán)3中，以元 件溫度的形式進(jìn)行反饋。此時(shí)，在執(zhí)行本實(shí)施方式時(shí)重要之點(diǎn)在于，相對(duì)于殘存基波的光量 變動(dòng)，如果諧波(綠色光)的光量不發(fā)生變化，則不進(jìn)行反饋動(dòng)作。
循環(huán)1是用于在設(shè)定輸出時(shí)或每隔一定時(shí)間進(jìn)行輸入電流值與諧波(綠色光)輸 出的比較的循環(huán)。在本實(shí)施方式中，也可直接使用實(shí)施方式1中使用的控制對(duì)象的切換時(shí) 間的一例。在圖6的時(shí)序圖中示出了相對(duì)于波長轉(zhuǎn)換激光光源的動(dòng)作狀況各循環(huán)是動(dòng)作還 是中止。首先，在設(shè)定來自光源的光輸出時(shí)，進(jìn)行將光輸出值反饋至輸入電流值的APC控 制(循環(huán)1)，在確定了光輸出后開始分時(shí)控制。在本實(shí)施方式中，讓使基波的輸出恒定的控制(循環(huán)幻和使波長轉(zhuǎn)換元件的溫度 為最佳的控制(循環(huán)幻在相同時(shí)間動(dòng)作。這是因?yàn)?，?duì)于上述循環(huán)2以及循環(huán)3的兩個(gè)循 環(huán)，即使同時(shí)動(dòng)作也不會(huì)產(chǎn)生失控等問題。但是，與實(shí)施方式1同樣，本實(shí)施方式所涉及的 反饋控制并不限定于此。即，只要使循環(huán)1的動(dòng)作時(shí)間與循環(huán)2及循環(huán)3的動(dòng)作時(shí)間為不 同，則循環(huán)2及循環(huán)3這兩個(gè)循環(huán)不必一定在相同時(shí)間時(shí)動(dòng)作，也可以在不同時(shí)間時(shí)開始和 結(jié)束。由于在循環(huán)3中進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件的溫度調(diào)整，因此循環(huán)3的動(dòng)作時(shí)間為10秒至 1分鐘左右較為理想。并且，在使循環(huán)2及循環(huán)3動(dòng)作一定時(shí)間后，暫且結(jié)束循環(huán)1 (應(yīng)為循 環(huán)3)及循環(huán)2的控制并解除循環(huán)，使基于諧波(綠色光)輸出反饋至輸入電流值的循環(huán)1 再次動(dòng)作。循環(huán)1的動(dòng)作時(shí)間為0. 1秒至10秒左右，可足以進(jìn)行追隨。這樣，通過分割循 環(huán)1動(dòng)作的時(shí)間和循環(huán)2及循環(huán)3動(dòng)作的時(shí)間，能夠針對(duì)環(huán)境溫度或基波光的波長變動(dòng)等 環(huán)境變化將元件溫度始終保持為最佳值。其結(jié)果是，具有改善控制的穩(wěn)定性、提高光源可靠 性的效果。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的控制方法，能夠減小使元件溫度恒定時(shí)所需 要的基波光的輸出充裕(輸入電流值的充裕)，因此能夠通過簡(jiǎn)單的控制實(shí)現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換激 光裝置的小型化以及低功耗。已知在使用本實(shí)施方式所涉及的控制方法的情況下，與實(shí)施方式1的圖13所示的 曲線圖相同，具有將輸出變動(dòng)抑制在以下的效果。(實(shí)施方式3)下面參照?qǐng)D16至圖四說明本發(fā)明的另一實(shí)施方式所涉及的波長轉(zhuǎn)換激光光源。針對(duì)實(shí)施方式1及2中說明的控制所實(shí)現(xiàn)的輸出穩(wěn)定化和低功耗的問題，可進(jìn)一 步增強(qiáng)效果的波長轉(zhuǎn)換激光光源的結(jié)構(gòu)被加以說明。圖16示出本實(shí)施方式中提出的波長轉(zhuǎn)換激光光源的結(jié)構(gòu)示意圖。圖17及圖18 是表示波長轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大的熱敏電阻溫度和由熱敏電阻監(jiān)視的溫度的差(ΔΤ)與為 了得到設(shè)定的諧波輸出所需要的基波光量的關(guān)系的曲線圖。對(duì)本實(shí)施方式的波長轉(zhuǎn)換激光光源1600的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。如圖16所示，波長轉(zhuǎn)換 激光光源1600包括基波光源1601、聚光透鏡1603、波長轉(zhuǎn)換元件1604、珀耳帖元件1605、 熱敏電阻(thermistor) 1606、準(zhǔn)直透鏡1607、波長分離鏡1608、光分支鏡1610、溫度控制電 路1611、光電二極管1612及光量恒定控制電路。由基波光源1601射出的基波光1602射入使用非線性光學(xué)晶體的波長轉(zhuǎn)換元件 1604，基波光1602的一部分被轉(zhuǎn)換為波長轉(zhuǎn)換光1609。另外，基波光源1601采用光纖激光 器，基波光1602為Iym帶域的紅外光，波長轉(zhuǎn)換光1609為作為紅外光的第二諧波的綠色 光。而且，波長轉(zhuǎn)換元件1604采用形成有周期為7μπι的極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的由摻雜5m0l%的Mg的LiNbO3形成的準(zhǔn)相位匹配波長轉(zhuǎn)換元件。在本實(shí)施方式中，將波長轉(zhuǎn)換元件1604的 元件長度設(shè)為20mm。從波長轉(zhuǎn)換元件1604射出的基波光1602和波長轉(zhuǎn)換光1609由波長分離鏡1608 分離，所得到的波長轉(zhuǎn)換光1609通過光分支鏡1610(波長轉(zhuǎn)換光透射率為1至10%左右) 其一部分射入光電二極管1603(應(yīng)為1612)，監(jiān)視波長轉(zhuǎn)換光1609的光量。在本實(shí)施方式中，根據(jù)被監(jiān)視到的值進(jìn)行光量恒定控制。具備光量恒定控制電路 1613，用來控制基波光源1601的驅(qū)動(dòng)電流，以便在波長轉(zhuǎn)換光1609相對(duì)于所希望的光量增 加時(shí)減少基波光1602，在波長轉(zhuǎn)換光1609相對(duì)于所希望的光量減少增加基波光1602，從而 進(jìn)行控制使得波長轉(zhuǎn)換光1609的監(jiān)視值達(dá)到恒定。另外，基波光源1601具備基于監(jiān)視基波光量所得的值，利用熱敏電阻1606、珀耳 帖元件1605調(diào)節(jié)波長轉(zhuǎn)換元件1604的溫度的溫度控制電路1611。在此，雖然監(jiān)視基波光量的單元在圖16中并未圖示，但可以采用由分支鏡反射射 入波長轉(zhuǎn)換元件前的基波光的一部分并由光電二極管接收的結(jié)構(gòu)。另外，在基波光源是驅(qū)動(dòng)電流的增減與振蕩的基波光量的增減一致的光源的情況 下，也可以用監(jiān)視驅(qū)動(dòng)電流的單元代替。在此情況下，能夠減少光電二極管的使用個(gè)數(shù)，從 而能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的低成本化，因此較為理想。另外，從波長轉(zhuǎn)換元件射出的基波光和波長轉(zhuǎn)換光的合計(jì)光量與射入波長轉(zhuǎn)換元 件的基波光量基本上一致，并且從波長轉(zhuǎn)換元件射出的基波光量與射入波長轉(zhuǎn)換元件的基 波光量的增減一致。在本實(shí)施方式的控制中，由于只要知道射入波長轉(zhuǎn)換元件的基波光量 的增減便可，因此也可以用監(jiān)視從波長轉(zhuǎn)換元件射出的基波光量的單元代替。在此情況下， 能夠使由基波光源振蕩的基波光盡可能多地射入波長轉(zhuǎn)換元件，因此較為理想。由此，能夠 實(shí)現(xiàn)更高效率的波長轉(zhuǎn)換。接著，對(duì)使用溫度控制電路的激光光源的波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制，說明其基本 動(dòng)作。在本實(shí)施方式中，如前所述，通過監(jiān)視波長轉(zhuǎn)換光量、增減基波光量以使波長轉(zhuǎn)換 光量的值達(dá)到恒定來進(jìn)行光量恒定控制。因此，與以往的情況(圖17)相同，如圖18所示， ΔΤ的絕對(duì)值越大，則需要越多的基波光量。這樣，通過監(jiān)視伴隨著ΔΤ的變化而增減的 基波光量，在本實(shí)施方式中，一邊進(jìn)行光量恒定控制一邊進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件1604的溫度控 制。由此，能夠不中斷光量恒定控制地繼續(xù)驅(qū)動(dòng)激光光源。作為像上述那樣一邊使光 量恒定控制動(dòng)作一邊進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件1604的溫度控制的方法，例如有如下控制方法?？刂艭如圖18所示，例如，將為了得到指定波長轉(zhuǎn)換光量所需要的基波光量達(dá)到最低的 點(diǎn)(ΔΤ = 0)處的基波光量(以下稱為基準(zhǔn)基波光量)的1. 3倍的基波光量作為閾值a，將 該基準(zhǔn)基波光量的1. 1倍的基波光量作為閾值b。在啟動(dòng)動(dòng)作時(shí)，首先執(zhí)行圖19的流程圖所示的控制。首先，判斷啟動(dòng)開始時(shí)的波長轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大的熱敏電阻溫度與由熱敏電阻監(jiān) 視的溫度的差Δ T是否在可進(jìn)行光量恒定控制的范圍內(nèi)(Sll)。如果Δ T在可進(jìn)行光量 恒定控制的范圍內(nèi)(在Sll中為“是”)，結(jié)束啟動(dòng)動(dòng)作，開始通常動(dòng)作(S12)。另一方面，如果不在可進(jìn)行光量恒定控制的范圍內(nèi)(在Sll中為“否”)，判斷是否ΔΤ彡0(S13)。若 ΔΤ彡0(在S13中為“是”)，則加熱波長轉(zhuǎn)換元件1604(S14)。若ΔΤ為負(fù)(在S13中為 “否”)，則冷卻波長轉(zhuǎn)換元件1604(S15)。然后，再次判斷是否進(jìn)入可進(jìn)行光量恒定控制的 范圍內(nèi)(Sll)，此后反復(fù)執(zhí)行同樣的處理。即，在不處于可進(jìn)行光量恒定控制的范圍內(nèi)的情 況下(在Sll中為“否”)，判斷是否Δ T彡0(S13)。若ΔΤ彡0(在S13中為“是”)則加 熱波長轉(zhuǎn)換元件1604，若Δ T為負(fù)(在S13中為“否”)則冷卻波長轉(zhuǎn)換元件1604。然后， 當(dāng)?shù)竭_(dá)可進(jìn)行光量恒定控制的ΔΤ的范圍后，結(jié)束啟動(dòng)動(dòng)作，切換至通常動(dòng)作(S12)。接著，參照?qǐng)D20的流程圖說明通常動(dòng)作中的控制步驟。在通常動(dòng)作中，首先判斷基波光量是否大于閾值a(S21)。如果在閾值a以下(在 S21為“否”)，進(jìn)行溫度恒定控制(S22)。另一方面，如果基波光量大于閾值a(在S21為 “是”)，加熱波長轉(zhuǎn)換元件1604 (S23)。接著，判斷基波光量是否增加(SM)。若基波光量增 加(在SM為“是”)，則意味著TMtl與TM的偏差量(Δ T的絕對(duì)值)的增大，因此冷卻波長 轉(zhuǎn)換元件1604(S25)。另一方面，若基波光量未增加(在S24為“否”)，則判斷基波光量是 否大于閾值b (S^)。如果在閾值b以下(在S27為“否”)，進(jìn)行溫度恒定控制(S22)。在S25中，將波長轉(zhuǎn)換元件1604冷卻后，進(jìn)一步判斷基波光量是否增加(S27)。若 基波光量增加(在S27為“是”)，則返回S23，加熱波長轉(zhuǎn)換元件1604(S23)。然后，反復(fù)執(zhí) 行S23以后的步驟。另一方面，若基波光量未增加(在S27為“否”)，則判斷基波光量是否 大于閾值b(S^)。如果在閾值b以下(在幻8為“否”)，進(jìn)行溫度恒定控制(S22)。另一 方面，如果基波光量大于閾值b (在S28為“是”)，返回S25，冷卻波長轉(zhuǎn)換元件1604，反復(fù) 執(zhí)行S25以后的程序(routine)。在上述的控制方法中，通過繼續(xù)光量恒定控制，檢測(cè)基波光量的變化量。因此，用 于使波長轉(zhuǎn)換光量恒定的控制必須在通常動(dòng)作時(shí)始終予以執(zhí)行。此時(shí)，如果作為用于判斷基波光量是否增減的基準(zhǔn)的閾值a與閾值b的差過大，則 熱敏電阻溫度的波動(dòng)增大。在此情況下，溫度調(diào)節(jié)所需要的加熱冷卻的能量增加，需要更高 輸出的基波光源，從而導(dǎo)致成本增加。另一方面，如果作為用于判斷基波光量是否增減的基 準(zhǔn)的閾值a與閾值b的差過大，則基波光量的增減的判斷錯(cuò)誤的可能性增大。因此，較為理想的是，作為用于判斷基波光量是否增減的基準(zhǔn)的閾值a與閾值b的 差在基波光量達(dá)到ΔΤ = 0時(shí)所需要的基波光量的1.5倍以下時(shí)的Δ T幅度的20%以下。 在此情況下，TM的波動(dòng)減小，從而能夠使用更少的能量進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件的溫度調(diào)節(jié)。另外，較為理想的是，作為用于判斷基波光量是否增減的基準(zhǔn)的閾值a與閾值b的 差在基波光量達(dá)到ΔΤ = 0時(shí)所需要的基波光量的1.5倍以下時(shí)的Δ T的幅度的5%以上。 在此情況下，能夠正確地判斷基波光量的增減，從而能夠進(jìn)行更高速的溫度調(diào)節(jié)。由此，能 夠降低所需要的基波光量的平均值，因此能夠?qū)⒒ü庠吹妮敵龀湓Ｖ狄种频幂^低。其結(jié) 果是，能夠?qū)崿F(xiàn)波長轉(zhuǎn)換激光光源的低功耗化以及低成本化。根據(jù)本控制方法，如圖18所示，設(shè)定閾值a以及閾值b，切換執(zhí)行用于消除Δ T的 溫度控制和溫度恒定控制。由此，能在不中斷光量恒定控制地繼續(xù)激光光源的驅(qū)動(dòng)。而且 還能夠減少加熱或冷卻波長轉(zhuǎn)換元件所需要的能量，因此能夠以低功耗實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的諧波輸
出ο另外，作為光量恒定控制下的溫度控制，還可以采用如下控制方法。
控制D如圖21所示，將為了得到指定波長轉(zhuǎn)換光量所需要的基波光量達(dá)到最低的點(diǎn) (△T = 0)處的基波光量(以下稱為基準(zhǔn)基波光量)的1. 15倍的基波光量作為閾值c，加 熱/冷卻波長轉(zhuǎn)換元件以使基波光量始終接近閾值c，對(duì)該情況進(jìn)行說明。對(duì)于啟動(dòng)動(dòng)作，與控制C同樣，進(jìn)行圖20的流程圖所示的啟動(dòng)動(dòng)作，直到TM到達(dá) 可進(jìn)行光量恒定控制的范圍為止。并且，在到達(dá)可進(jìn)行光量恒定控制的ΔΤ的范圍后，切換 至通常動(dòng)作。在啟動(dòng)開始時(shí)ΔΤ為負(fù)的情況下，作為啟動(dòng)動(dòng)作加熱波長轉(zhuǎn)換元件，在ΔΤ處于可 進(jìn)行光量恒定控制且ΔΤ為負(fù)的范圍內(nèi)，切換至通常動(dòng)作。在通常動(dòng)作時(shí)，當(dāng)基波光量大于閾值c時(shí)加熱波長轉(zhuǎn)換元件，當(dāng)基波光量為閾值c 以下時(shí)冷卻波長轉(zhuǎn)換元件，以便收斂到圖21所示的點(diǎn)A處。這樣，通過收斂至點(diǎn)A處，與收 斂至點(diǎn)B處的情況相比，能夠減少控制步驟，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更高速的控制。相反，在啟動(dòng)開始時(shí)ΔΤ彡0的情況下，作為啟動(dòng)動(dòng)作冷卻波長轉(zhuǎn)換元件。另一方 面，在通常動(dòng)作中(ΔΤ = 0的右側(cè)的曲線)收斂至圖21的點(diǎn)B處較為理想。在此情況下， 與收斂至點(diǎn)A處相比，也能夠減少控制步驟，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更高速的控制。進(jìn)一步，能夠減少所需要的基波光量和為了加熱或冷卻所需要的能量這兩者，從 而能夠?qū)崿F(xiàn)功耗更低的激光光源。另外，通過減少波長轉(zhuǎn)換元件的溫度變化，能夠減輕光源的振蕩波長變動(dòng)，從而也 具有能夠提供在作為圖像顯示裝置使用時(shí)抑制顏色錯(cuò)位等的光源的效果。另外，能夠減輕入射出射面上冷凝液(condensation)的產(chǎn)生、基波光或波長轉(zhuǎn)換 光的散射或光束質(zhì)量降低。因此，波長轉(zhuǎn)換元件在高于設(shè)置環(huán)境的溫度的高溫下使用是較 為理想的。在控制D中，能夠瞬間地判斷TM是向高于點(diǎn)A的高溫一側(cè)偏移還是向低于點(diǎn)A的 低溫一側(cè)偏移。由此，與前面所述的控制C相比，能夠減少控制步驟，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更高速 的溫度控制。其結(jié)果是，能夠大幅減小TM或波長轉(zhuǎn)換元件內(nèi)的基波光路本身的溫度變動(dòng)的 幅度，與控制C相比在以下方面性能較為優(yōu)異。S卩，能夠大量減少用于波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制的加熱或冷卻所需要的能量。另 外，能夠抑制由波長轉(zhuǎn)換元件的溫度變化引起的從激光光源振蕩的光的波長變動(dòng)。由此，在 將本激光光源用于圖像顯示裝置時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制了顏色錯(cuò)位的圖像顯示裝置。另外，在作 為測(cè)量裝置用光源使用的情況下，能夠減輕由于波長錯(cuò)位產(chǎn)生的測(cè)量誤差。另外，在控制D中，能夠通過以下方法擴(kuò)大可允許的ΔΤ的變動(dòng)范圍(以下稱作 “ΔΤ允許范圍”)。通過擴(kuò)大Δ T允許范圍，能夠使用精度更低的溫度測(cè)量單元，能夠使用 加熱和冷卻能力更低的溫度調(diào)節(jié)單元，因此能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低成本化。另外，通過大幅擴(kuò)大 由熱敏電阻測(cè)量的溫度的允許范圍，能夠省去溫度調(diào)節(jié)單元，因此能夠?qū)崿F(xiàn)波長轉(zhuǎn)換激光 光源的進(jìn)一步的低成本化。以下，參照?qǐng)D22說明用于擴(kuò)大Δ T允許范圍的結(jié)構(gòu)。如圖22所示的波長轉(zhuǎn)換激光光源MOO，通過采用在波長轉(zhuǎn)換元件1604內(nèi)的 基波光1602光路與熱敏電阻1606之間設(shè)置吸收基波光1602的一部分的熱阻調(diào)節(jié)部件 (thermalresistance moderator) 2401的結(jié)構(gòu)，能夠擴(kuò)大可應(yīng)對(duì)波長轉(zhuǎn)換激光光源的外部溫度變化的允許范圍。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，與基波光的大小成比例地在熱敏電阻1606與波長轉(zhuǎn)換元件 1604內(nèi)的基波光1602的光路之間產(chǎn)生溫度差。因此，在圖23的曲線上，相對(duì)于不具備熱阻 調(diào)節(jié)部件MOl時(shí)的實(shí)線1002(應(yīng)為250 ，隨著基波光量增大，向低溫側(cè)移動(dòng)溫度差的大 小，變化為虛線2501所示的曲線。作為結(jié)果，Δ T為負(fù)時(shí)相對(duì)于Δ T變化的波長轉(zhuǎn)換效率 變化的傾斜與ΔΤ為正時(shí)相比變緩。在此情況下，如果進(jìn)行溫度控制以收斂至點(diǎn)Α’，則ΔΤ 的允許范圍變寬。換言之，ΔΤ為負(fù)時(shí)，若Δ T降低，基波光量的吸收量增加，波長轉(zhuǎn)換元件內(nèi)的基波 光路與TM的溫度差增加，因此波長轉(zhuǎn)換元件內(nèi)的基波光路中的溫度降低量與TM的溫度降 低量相比變小。因此，與TM變動(dòng)的幅度相比，波長轉(zhuǎn)換元件內(nèi)的基波光路的溫度變動(dòng)的幅度變窄。例如，當(dāng)使用能夠振蕩至ΔΤ = 0時(shí)所需要的基波光量的1. 5倍的基波光源時(shí)，在 不具備熱阻調(diào)節(jié)部件MOl的波長轉(zhuǎn)換激光光源中，能夠在ΔΤ = 0. 7°C附近至-0. 7°C的范 圍內(nèi)進(jìn)行光量恒定控制，而在具備熱阻調(diào)節(jié)部件MOl的激光光源的例子中，能夠在ΔΤ為 1°C附近至-1. 9°C的范圍內(nèi)進(jìn)行光量恒定控制。在此，作為擴(kuò)大ΔΤ允許范圍的方法，雖然有縮短波長轉(zhuǎn)換元件的元件長度的方 法，但此時(shí)會(huì)導(dǎo)致從基波光到波長轉(zhuǎn)換光的波長轉(zhuǎn)換效率大幅降低。與此相對(duì)，在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，不會(huì)導(dǎo)致波長轉(zhuǎn)換效率的大幅降低，而ΔΤ允 許范圍擴(kuò)大效果較大，在這一方面比縮短元件長度的方法更為理想。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)功耗更 低的波長轉(zhuǎn)換激光光源。在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，增加熱敏電阻與基波光路之間的熱阻。另外，作為擴(kuò)大熱敏電阻與基波光路之間的溫度差的方法，可以列舉出使熱阻調(diào) 節(jié)部件MOl的熱導(dǎo)率為更低的值、加厚熱阻調(diào)節(jié)部件M01、提高波長轉(zhuǎn)換元件1604內(nèi)的基 波光1602的吸收率等方法。在此情況下，能夠擴(kuò)大熱敏電阻與基波光路之間的溫度差，因此如圖M所示，能 夠使左曲線^Ola和右曲線^Olb的相對(duì)于Δ T的基波光量的傾斜均為負(fù)。另外，較為理想的是，具有在ΔΤ恒定時(shí)可得到相同波長轉(zhuǎn)換光量的基波光量的 值為兩個(gè)以上的ΔΤ。這樣，能夠使左曲線^Ola和右曲線沈0讓的相對(duì)于ΔΤ的基波量的 傾斜均為負(fù)。尤其是，例如，在作為基波光源使用法布里-珀羅型(Fabry-Perot type)的半導(dǎo) 體激光共振器或固體激光器等的情況下，有時(shí)基波光的振蕩波長會(huì)瞬時(shí)地移動(dòng)，從左曲線 ^Ola移動(dòng)至右曲線^K)lb。但是，在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，由于ΔΤ的增減與基波光量的 增減的傾斜均為負(fù)，因此能夠抑制溫度控制的失控。進(jìn)一步，通過增加熱敏電阻與基波光路之間的熱阻，如圖25中點(diǎn)劃線2701所示， 能夠進(jìn)一步緩和相對(duì)于△ T的基波光量的增減的傾斜。如果設(shè)基波光源的最大光量是ΔΤ = 0時(shí)所需要的基波光量的1. 5倍，則在圖25 所示的例子中，在基波光路與熱敏電阻之間不具備熱阻調(diào)節(jié)部件MOl的結(jié)構(gòu)中的ΔΤ允許 幅度270 約為1.4°C，而在具備熱阻調(diào)節(jié)部件MOl的情況下，Δ T允許幅度2702b可擴(kuò)大為約8. 9°C。在此，無需多言的是，若增加由基波光吸收產(chǎn)生的發(fā)熱量，進(jìn)一步擴(kuò)大熱敏電阻 與基波光路之間的熱阻，則能夠進(jìn)一步擴(kuò)大允許幅度。另外，如圖25所示，不具備熱阻調(diào)節(jié)部件MOl時(shí)的溫度允許幅度270 與具備熱 阻調(diào)節(jié)部件MOl時(shí)使基波光量為最大值(恒定)以得到所希望的波長轉(zhuǎn)換光量的ATWS 2702c—致。因此，較為理想的是，調(diào)節(jié)熱阻調(diào)節(jié)部件MOl的熱阻以使Δ T允許幅度2702b 大于該Δ T的差2702c。對(duì)于熱阻調(diào)節(jié)部件M01，較為理想的是，用厚度(波長轉(zhuǎn)換元件與熱敏電阻的距 離)(m)除熱導(dǎo)率(W/m/K)所得的值為15X 104以下。在此情況下，至少能夠獲得本實(shí)施方式所涉及的具備熱阻調(diào)節(jié)部件的結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生 的效果，能夠使溫度特性不對(duì)稱。因此，能夠抑制在執(zhí)行控制D時(shí)輸出變得不穩(wěn)定的問題。另外，對(duì)于熱阻調(diào)節(jié)部件M01，較為理想的是，用厚度(波長轉(zhuǎn)換元件與熱敏電阻 的距離)(m)除熱導(dǎo)率(W/m/K)所得的值為5X 104以下。在此情況下，即使基波光的振蕩波長發(fā)生瞬時(shí)移動(dòng)，導(dǎo)致從左側(cè)曲線移動(dòng)至右側(cè) 曲線，由于ΔΤ的增減與基波光量的增減的傾斜均為負(fù)，所以也能夠抑制溫度控制的失控。在波長轉(zhuǎn)換激光光源MOO中，使光量相對(duì)于波長轉(zhuǎn)換元件的溫度變化恒定時(shí)所 需要的激勵(lì)光量與激光光源1600中光量恒定時(shí)所需要的基波光的光量(圖18、圖19)同 樣地變化。因此，在本實(shí)施方式中，通過控制激勵(lì)光量代替基波光量，能夠進(jìn)行同樣的控制。 即，通過監(jiān)視伴隨著Δ T的變化而增減的激勵(lì)光量，在實(shí)施方式2所示的內(nèi)部共振器型波長 轉(zhuǎn)換光源的結(jié)構(gòu)中，也能夠一邊進(jìn)行光量恒定控制一邊進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制。另外，下面參照?qǐng)D沈說明本實(shí)施方式所涉及的另一波長轉(zhuǎn)換激光光源的結(jié)構(gòu)。本波長轉(zhuǎn)換激光光源觀00采用波長轉(zhuǎn)換元件1604通過熱阻調(diào)節(jié)部件MOl被設(shè) 置于波長轉(zhuǎn)換激光光源觀00內(nèi)的結(jié)構(gòu)，省去熱敏電阻或珀耳帖元件等溫度調(diào)節(jié)單元。在圖沈的結(jié)構(gòu)中，設(shè)波長轉(zhuǎn)換激光光源觀00的外部溫度為“Τ”、波長轉(zhuǎn)換效率達(dá) 到最大的波長轉(zhuǎn)換激光光源觀00的溫度為“IV’。另外，首先，通過將采用圖16的結(jié)構(gòu)時(shí)所 示的TM和TMtl分別置換為T和Ttl，T與Ttl的差為Δ Τ，與圖16的結(jié)構(gòu)相同，能夠進(jìn)行控制C 以及控制D。在本波長轉(zhuǎn)換激光光源觀00的情況下，相對(duì)于△ T的變化使輸出恒定所需要的基 波光量也顯示出與圖21所示的特性相同的特性。另外，通過使用熱阻調(diào)節(jié)部件MOl而成 為圖23至圖25所示的特性。即，為如下結(jié)構(gòu)即使激光光源的溫度降低，通過增加基波光 量，相對(duì)于激光光源提高基波光路的溫度，也會(huì)大幅減輕基波光路的溫度降低。由此，可省去溫度調(diào)節(jié)單元，即使激光光源溫度(當(dāng)前值)在例如0°C至60°C的較 大的范圍內(nèi)變化，也能實(shí)現(xiàn)可進(jìn)行光量恒定控制的波長轉(zhuǎn)換激光光源。在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，通過增加基波光路與熱敏電阻之間的熱阻而擴(kuò)大溫度 差，如圖27所示，與以往相比能夠大幅擴(kuò)大熱敏電阻溫度允許幅度。這是因?yàn)?，即使由熱?電阻測(cè)量的位置的溫度降低，通過增加基波光，相對(duì)于熱敏電阻提高基波光路的溫度，也能 大幅減輕基波光路的溫度降低。同樣，在本實(shí)施方式中，即使激光光源的溫度降低，通過增 加基波光量，相對(duì)于激光光源提高基波光路的溫度，也能大幅減輕基波光路的溫度降低。S卩，在本實(shí)施方式中，通過將波長轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大的熱敏電阻溫度與由熱敏電 阻監(jiān)視的溫度的差作為ΔΤ，并調(diào)節(jié)使用了熱阻調(diào)節(jié)部件MOl的基波光路與激光光源之間的熱阻，從而能夠滿足圖25至圖27所示的關(guān)系。例如，設(shè)計(jì)發(fā)熱量、兩者間的熱阻及波長轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大的溫度，使 得當(dāng)波長轉(zhuǎn)換激光光源觀00的外部溫度為60°C時(shí)，波長轉(zhuǎn)換激光光源觀00的外部溫度與 基波光路的溫度差達(dá)到120°C。根據(jù)該設(shè)計(jì)，在波長轉(zhuǎn)換激光光源觀00的外部溫度為0°C 時(shí)，也使基波光量為波長轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大時(shí)的1. 5倍，波長轉(zhuǎn)換激光光源觀00的外部溫 度與基波光路的溫度差達(dá)到180°C。即，即使波長轉(zhuǎn)換激光光源觀00的外部溫度從0°C變 動(dòng)至60°C，波長轉(zhuǎn)換元件的溫度也能基本恒定在180°C。如圖四所示，在本實(shí)施方式所涉及的激光光源四00中，采用波長轉(zhuǎn)換元件2305 隔著熱阻調(diào)節(jié)部件MOi直接設(shè)置于激光光源四00中的結(jié)構(gòu)。另外，在本實(shí)施方式中，通過將內(nèi)部共振器結(jié)構(gòu)的情況下所示的TM和TMtl置換為 T和Ttl，能夠得到與本實(shí)施方式相同的效果。即，在本實(shí)施方式中，通過將T與Ttl的差作為 ΔΤ，并調(diào)節(jié)使用了熱阻調(diào)節(jié)部件MOl的基波光路與激光光源之間的熱阻，從而滿足圖23 至圖25所示的關(guān)系。另外，在本實(shí)施方式中，通過在熱阻調(diào)節(jié)部件與波長轉(zhuǎn)換元件之間設(shè)置傳熱材料 (熱導(dǎo)率較大的物質(zhì)。例如，金屬鋁037W/m/K)、銅(390W/m/K)、銀G20W/m/K)等)， 能夠增大熱阻調(diào)節(jié)部件與波長轉(zhuǎn)換元件的接觸面積，從而能夠降低接觸熱阻的個(gè)體偏差 (individual variation) 0其結(jié)果，也能夠減輕波長轉(zhuǎn)換元件與熱敏電阻之間的熱阻的個(gè)
體偏差。通過在熱敏電阻與熱阻調(diào)節(jié)部件之間具有傳熱材料，能夠進(jìn)一步減輕波長轉(zhuǎn)換元 件與熱敏電阻之間的熱阻的個(gè)體偏差。能夠抑制波長轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大的熱敏電阻溫度的 個(gè)體偏差，能夠?qū)崿F(xiàn)波長轉(zhuǎn)換激光光源的生產(chǎn)成品率的提高以及可靠性的提高。其結(jié)果，采 用在熱敏電阻或波長轉(zhuǎn)換元件與熱阻調(diào)節(jié)部件之間設(shè)置傳熱材料的結(jié)構(gòu)較為理想。以上，對(duì)進(jìn)行光量恒定控制的波長轉(zhuǎn)換激光光源，說明了在波長轉(zhuǎn)換元件與熱敏 電阻之間或波長轉(zhuǎn)換元件與波長轉(zhuǎn)換激光光源的殼體之間設(shè)置熱阻調(diào)節(jié)部件所產(chǎn)生的效 果。但是，本實(shí)施方式所涉及的在波長轉(zhuǎn)換元件與熱敏電阻或激光光源之間具備熱阻調(diào)節(jié) 部件的結(jié)構(gòu)并不限定于上述結(jié)構(gòu)，在同樣結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換激光光源中進(jìn)行輸入恒定控制時(shí) 也能適應(yīng)。以下說明其效果。圖27示出在以往的波長轉(zhuǎn)換激光光源中進(jìn)行輸入恒定控制時(shí)相對(duì)于ΔΤ的波長 轉(zhuǎn)換光量。圖27中的3001、3002、3003是以基波光量(或激勵(lì)光量，下面稱為輸入光量) 為參數(shù)的波長轉(zhuǎn)換光量的曲線圖。波長轉(zhuǎn)換光量達(dá)到1以上的最小輸入光量(以后稱為最 小光量)時(shí)Δ T與波長轉(zhuǎn)換光量的關(guān)系用實(shí)線3001表示，最小光量的1.1倍時(shí)用虛線3002 表示，最小光量的1. 2倍時(shí)用點(diǎn)線3003表示。如圖27所示，在以往的波長轉(zhuǎn)換激光光源中，例如，可得到1以上的波長轉(zhuǎn)換光量 的Δ T的范圍(3004)與輸入光量最大時(shí)即點(diǎn)線3003表示的曲線中波長轉(zhuǎn)換光量達(dá)到1以 上的范圍一致，為1°C (0. 5°C至-0. 5°C )左右。與此相對(duì)，圖28是表示在波長轉(zhuǎn)換元件與熱敏電阻之間或波長轉(zhuǎn)換元件與波長 轉(zhuǎn)換激光光源的殼體之間具備熱阻調(diào)節(jié)部件2401的波長轉(zhuǎn)換激光光源中進(jìn)行輸入恒定控 制時(shí)相對(duì)于ΔΤ的波長轉(zhuǎn)換光量的曲線圖。
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圖洲中，實(shí)線3101表示輸入光量為最小光量時(shí)的Δ T與波長轉(zhuǎn)換光量的關(guān)系。虛 線3102表示輸入光量為最小光量的1.1倍時(shí)的Δ T與波長轉(zhuǎn)換光量的關(guān)系。點(diǎn)線3103表 示輸入光量為最小光量的1. 2倍時(shí)的△ T與波長轉(zhuǎn)換光量的關(guān)系。如果增加輸入光量，波長轉(zhuǎn)換元件與熱敏電阻或波長轉(zhuǎn)換激光光源的殼體之間的 溫度差增加。因此，如圖觀所示，隨著輸入光量增大，波長轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大的溫度向低溫側(cè) 移動(dòng)。其結(jié)果，可知，在具備熱阻調(diào)節(jié)部件的波長轉(zhuǎn)換激光光源中，圖觀所示的波長轉(zhuǎn)換光 量達(dá)到1以上的Δ T的范圍3104為1. 6°C (0. 1°C至-1. 5°C )左右，與以往的波長轉(zhuǎn)換激光 光源相比，可擴(kuò)大到約1.6倍。S卩，如圖觀所示，在某個(gè)Δ T處，與輸入光量較大的點(diǎn)線3103相比，輸入光量較小 的虛線3102的波長轉(zhuǎn)換光量變得較大。同樣，較為理想的是，在另一個(gè)△ T處，在波長轉(zhuǎn)換元件與熱敏電阻之間或波長轉(zhuǎn) 換元件與激光光源之間設(shè)置熱阻調(diào)節(jié)部件MOl并調(diào)節(jié)熱阻，使點(diǎn)線3101的波長轉(zhuǎn)換光量 大于虛線3102的波長轉(zhuǎn)換光量。在此情況下，由于波長轉(zhuǎn)換元件與熱敏電阻之間或波長轉(zhuǎn) 換元件與波長轉(zhuǎn)換激光光源的殼體之間的溫度差增大，因此能夠擴(kuò)大可得到指定光量以上 的波長轉(zhuǎn)換光量的ΔΤ的范圍。即，能夠在更寬廣的溫度范圍內(nèi)使平均輸出恒定。進(jìn)一步，在利用輸入恒定控制并需要某個(gè)恒定值以上的光量的情況下，由于發(fā)揮 上述效果的波長轉(zhuǎn)換激光光源能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，因此能夠適用于激光指示裝置等。另外，如果要得到1以上的波長轉(zhuǎn)換光量，則進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)(pulse driving)較為 王困相在此情況下，即使峰值光量為1以上，也能調(diào)節(jié)脈沖占空比(pulse duty)(脈沖振 蕩時(shí)間/脈沖周期)以使波長轉(zhuǎn)換光的平均光量達(dá)到1。如果用于激光指示裝置或圖像顯示裝置，最好是高速進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)以使人眼不會(huì) 識(shí)別出輸出的閃爍(output flickering)，至少60Hz以上的周期較為理想。在此情況下，能 夠?qū)崿F(xiàn)在寬廣的溫度范圍內(nèi)平均輸出恒定的波長轉(zhuǎn)換激光光源。通過采用以上的控制方法，能夠在寬廣的溫度范圍內(nèi)使平均輸出恒定。因此，能夠 減小基波光的輸出充裕(輸入電流值的充裕)，從而能夠通過簡(jiǎn)單的控制實(shí)現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換激 光光源的小型化以及低功耗化。(實(shí)施方式4)以下，參照?qǐng)D30至圖32說明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式。圖30表示將第1至第3實(shí)施方式中提出的激光器作為光源使用的投影系統(tǒng)的光 學(xué)引擎示意圖。本實(shí)施方式所涉及的二維圖像顯示裝置1700是將第1至第3的各實(shí)施方式 的波長轉(zhuǎn)換激光光源應(yīng)用于液晶三板式投影儀的光學(xué)引擎(optical engine)的一例。圖 31是表示應(yīng)用了第1至第3的各實(shí)施方式的波長轉(zhuǎn)換激光光源的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)例的示 意圖。圖32是表示應(yīng)用了第1至第3的各實(shí)施方式的波長轉(zhuǎn)換激光光源的帶有光纖的激 光光源的結(jié)構(gòu)例的示意圖。二維圖像顯示裝置1700包括圖像處理部1702、激光輸出控制器(控制 器)1703、LD電源1704、紅色、綠色、藍(lán)色激光光源1705R、1705G、1705B、光束形成棒透鏡 (beamforming rod lense) 1706R、1706G、1706B、中繼透鏡(relay lense) 1707R、1707G、1707B、折返鏡1708G、1708B、用于顯示圖像的二維調(diào)制元件1709R、1709G、1709B、偏振片 1710R、1710G、1710B、合波棱鏡1711以及投影透鏡1712。綠色激光光源1705G由控制綠色光源的輸出的激光輸出控制器1703以及LD電源 1704控制。來自各光源(紅色、綠色、藍(lán)色激光光源1705R、1705G、1705B)的激光通過光束形 成棒透鏡1706R、1706G、1706B而被整形為矩形，隨后透過中繼透鏡1707R、1707G、1707B對(duì) 各種顏色的二維調(diào)制元件1709R、1709G、1709B進(jìn)行照明。然后，由合波棱鏡1711將二維調(diào) 制后的各種顏色的圖像進(jìn)行合成，通過由投影透鏡1712投影到屏幕上來顯示影像。另外，綠色激光光源1705G采用將激光共振器封閉在光纖內(nèi)的系統(tǒng)。由此，能夠抑 制由于來自外部的塵埃或反射面的失調(diào)(misalignment)等使共振器的損失增加而造成的 輸出的經(jīng)時(shí)降低和輸出變動(dòng)。圖像處理部1702所起到的作用是，根據(jù)從TV、錄像(video)裝置、PC等輸入的影 像信號(hào)1701的輝度信息產(chǎn)生使激光輸出變動(dòng)的光量控制信號(hào)，將該光量控制信號(hào)發(fā)送到 激光輸出控制器1703。通過像這樣根據(jù)輝度信息控制光量，能夠提高對(duì)比度。此時(shí)，激光輸出控制器1703還可以采取通過對(duì)激光器進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)，改變激光器 的點(diǎn)燈時(shí)間的占空比(點(diǎn)燈時(shí)間/(點(diǎn)燈時(shí)間+非點(diǎn)燈時(shí)間)的值)而使平均光量發(fā)生變 化的控制方法(PWM控制)。另外，該投影系統(tǒng)中所使用的綠色光源可以采用射出波長為510nm至550nm的綠 色激光的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠得到視感度較高的綠色的激光輸出光，作為色彩再現(xiàn)性較 好的顯示器，能夠進(jìn)行更接近原色的色彩表現(xiàn)。另外，本實(shí)施方式的二維圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)為包括屏幕、多個(gè)激光光源和讓激 光光源掃描的掃描部，激光光源采用使用至少分別射出紅色、綠色以及藍(lán)色光的光源的結(jié) 構(gòu)，激光光源中，至少綠色光源使用上述第1至第3實(shí)施方式所示的任一種波長轉(zhuǎn)換激光光 源。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠得到視感度較高的綠色的激光輸出光，因此在色彩再現(xiàn)性 較好的顯示器等中使用，能夠進(jìn)行更接近原色的色彩表現(xiàn)。此外，除了這種從屏幕的背后投影的方式(背投式顯示器圖30)之外，也可以采 用前方投影型結(jié)構(gòu)的二維圖像顯示裝置。此外，作為空間調(diào)制元件，當(dāng)然也可以使用采用透射型液晶或反射型液晶、檢流鏡 (galvano mirror)或以DMD(Digital Mirror Device，數(shù)字鏡器件)為代表的機(jī)械微開關(guān) MEMS (Micro Electro Mechanical System，微電子機(jī)械系統(tǒng))等的二維調(diào)制元件。此外，像本實(shí)施方式這樣，在反射型空間調(diào)制元件或MEMS、檢流鏡這樣的偏振 成分對(duì)光調(diào)制特性的影響較小的光調(diào)制元件中，當(dāng)由光纖傳播諧波時(shí)，無需PANDA光纖 (polarization maintaining and absorption reducing fiber, {^111 ^^^C^^^t 纖)等偏振波保持光纖。但是，在使用采用液晶的二維調(diào)制器件時(shí)，由于調(diào)制特性與偏振特 性密切相關(guān)，因此使用偏振波保持光纖較為理想。另外，如圖31A以及圖31B所示，作為將激光器作為光源的顯示器的一種方式，還 可以實(shí)現(xiàn)包括激光光源1802和控制部1803、將激光光源從點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換為線光源的導(dǎo)光部 件1804、用于將激光光源從線光源轉(zhuǎn)換為面光源以對(duì)液晶面板的整個(gè)面進(jìn)行照明的導(dǎo)光板部件1808、用于對(duì)齊偏振方向或除去照明不均的偏振板/擴(kuò)散部件1809、以及液晶面板 1810等的液晶顯示器1800。S卩，可以將第1、第2、第3實(shí)施方式所示的波長轉(zhuǎn)換激光光源 作為液晶顯示器的背光光源使用。另外，如圖32所示，還可以將具備第1至第3實(shí)施方式所示的本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換 激光光源的激光裝置作為手術(shù)用的帶有光纖的激光光源1900使用。該手術(shù)用的帶有光纖 的激光光源1900包括激光光源、控制來自激光光源的輸出的控制部、設(shè)定輸出的輸出設(shè)定 部1902、使激光光源進(jìn)行輸出的輸出連接器1903、將激光向希望照射的區(qū)域引導(dǎo)的傳送光 纖 1904、以及機(jī)頭(handpiece) 1905 等。通過將本申請(qǐng)的波長轉(zhuǎn)換激光光源應(yīng)用于上述的激光顯示器(圖像顯示裝置)、 激光液晶背光或手術(shù)用的激光光源，能夠提高光源的輸出控制穩(wěn)定性，能夠取得設(shè)備的工 作溫度擴(kuò)大或可靠性提高的效果。此外，本申請(qǐng)案發(fā)明的各實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)是一個(gè)例子，在不脫離發(fā)明主旨的 范圍內(nèi)也可以實(shí)施種種變形。作為各實(shí)施方式中使用的波長轉(zhuǎn)換元件，采用了具有周期性極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)相 位匹配LiNbO3元件，但本實(shí)施方式并不限定于此，也可以采用在具有氧八面體結(jié)構(gòu)作為基 本結(jié)構(gòu)的LiTaO3或KTiOPO4晶體中形成有周期性極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)相位匹配波長轉(zhuǎn)換元 件，還可以使用采用按照通常所做的在這些晶體族中摻雜Mg或Ce等以抑制光折射率變化 的晶體基板的元件。對(duì)于形成有周期性極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)相位匹配波長轉(zhuǎn)換元件，入射的基波的偏振 方向與射出的諧波的偏振方向一致，但對(duì)波長轉(zhuǎn)換元件的溫度或基波波長的變動(dòng)比較敏 感，因此，通過采用本申請(qǐng)中提出的結(jié)構(gòu)和控制方法，能夠檢測(cè)對(duì)各結(jié)構(gòu)要素的外部干擾所 造成的輸出變化并針對(duì)每個(gè)要素進(jìn)行控制，因此能夠取得提高諧波輸出的時(shí)間穩(wěn)定性的更 大的效果。此外，除了本申請(qǐng)案發(fā)明的各實(shí)施方式中使用的鈮酸鋰以及鉭酸鋰族晶體以外， 磷酸鈦氧鉀(KTiOPO4 = KTP)晶體等具有氧八面體結(jié)構(gòu)作為基本結(jié)構(gòu)的非線性光學(xué)晶體能夠 形成極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，雖然對(duì)可見光的吸收率較大在0. OlcnT1以上，但對(duì)紅外光的吸收率較 低在 0. 002CHT1 至 0. 004cm_1 左右。在進(jìn)行實(shí)施方式1至4的光量恒定控制的激光光源的結(jié)構(gòu)中，作為可見光的第二 諧波的光量恒定，吸收量也恒定，因此，由于第二諧波的吸收所產(chǎn)生的發(fā)熱而無法得到本發(fā) 明的效果。因此，采用提高紅外光的吸收率的材料較為理想。由此，波長轉(zhuǎn)換元件內(nèi)基波光 路與熱敏電阻之間的溫度差增大，ΔΤ允許范圍變得更大。在八1~允許范圍寬廣到數(shù)101的 情況下，可以省去波長轉(zhuǎn)換元件的溫度調(diào)節(jié)單元(在實(shí)施方式1、2中所示的熱敏電阻206、 珀耳帖205、溫度控制電路102、813)，從而可實(shí)現(xiàn)無溫度調(diào)節(jié)的激光光源。另外，能夠更高 速地調(diào)節(jié)基波光路部分的加熱和冷卻，因此能夠?qū)崿F(xiàn)溫度穩(wěn)定、輸出波長穩(wěn)定的激光光源。 因此，通過使用本激光光源，能夠?qū)崿F(xiàn)無顏色錯(cuò)位的圖像顯示裝置或波長錯(cuò)位造成的測(cè)量 誤差較少的測(cè)量裝置。根據(jù)我們的獨(dú)自研究得知，在非線性光學(xué)晶體中形成有極化反轉(zhuǎn)結(jié) 構(gòu)的(準(zhǔn)相位匹配)波長轉(zhuǎn)換元件中，如果在極化反轉(zhuǎn)壁(極化方向更替的邊界)露出的 與極化方向相交的面上設(shè)置非絕緣體，以執(zhí)行熱循環(huán)，紅外光(波長為SOOnm至ISOOnm)的 吸收率增加。
可知，例如在鈮酸鋰族的準(zhǔn)相位匹配波長轉(zhuǎn)換元件的情況下，與極化方向相交的 面的涂層采用導(dǎo)電性涂材、電阻率為1Χ108Ω · cm的涂材Α、電阻率為2Χ IO11 Ω · cm的涂 材B、由RF濺射(spatter)形成的Si02膜、通過CVD形成的SiO2膜，分別將0至80°C的熱 循環(huán)執(zhí)行100循環(huán)，由此，如表1所示，在用電阻率為1 X IO8 Ω · cm以下的非絕緣體涂層進(jìn) 行涂敷的情況下，通過進(jìn)行熱循環(huán)而使紅外光的吸收率增加。另外，還可知在由RF濺射形 成的SiO2膜的情況下，產(chǎn)生DC漂移，也具有增加紅外光的吸收率的效果。另外，關(guān)于熱循 環(huán)，即使是100循環(huán)以下，也有增加紅外光吸收的作用。其結(jié)果是，具有能夠在更寬廣的溫 度范圍內(nèi)使平均輸出恒定的效果。作為在具有氧八面體結(jié)構(gòu)的非線性光學(xué)晶體中增加紅外光吸收的方法，雖然有摻 雜添加物等其他方法，但在準(zhǔn)相位匹配波長轉(zhuǎn)換元件制作中不可缺少的周期性極化反轉(zhuǎn)結(jié) 構(gòu)的均勻性會(huì)劣化，因此采用本實(shí)施方式中提出的方法較為理想。本實(shí)施方式的增加紅外 光的吸收率的方法能夠在形成周期性極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)并成為準(zhǔn)相位匹配波長轉(zhuǎn)換元件的狀 態(tài)下進(jìn)行增加紅外光的吸收率的處理，因此極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的形成比較容易，是較為理想的 方法。如上所述，本發(fā)明所提供的波長轉(zhuǎn)換激光光源包括射出基波光的基波光源；具 有非線性光學(xué)效應(yīng)，將所述基波光轉(zhuǎn)換為不同波長的諧波光的波長轉(zhuǎn)換元件；接收從所述 基波光源射出的基波光中包含的特定偏振方向的光并將其光量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的第一受光 器；接收從所述波長轉(zhuǎn)換元件輸出的諧波光并將其光量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的第二受光器；保持 所述波長轉(zhuǎn)換元件的溫度恒定的溫度保持部；分別進(jìn)行基于來自所述第二受光器的電信號(hào) 控制從所述基波光源射出的基波光的光量的第一控制，以及基于來自所述第一受光器的電 信號(hào)控制所述基波光的光量的第二控制的基波控制部；以及進(jìn)行基于來自所述第二受光器 的電信號(hào)控制所述溫度保持部的保持溫度的第三控制的溫度控制部。根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明者們的研究結(jié)果，首次發(fā)現(xiàn)基波光的偏振成分的變化對(duì)諧波光的 輸出變動(dòng)具有較大影響。為此，本波長轉(zhuǎn)換激光光源采用如下結(jié)構(gòu)，即，利用第一受光器接 收從基波光源射出的基波光中包含的特定的偏振方向的光并將其光量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，基波 控制部根據(jù)該電信號(hào)控制從基波光源射出的基波光的光量或波長。由此，能夠恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行 根據(jù)基波光的偏振成分變化的基波光調(diào)整，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可穩(wěn)定地進(jìn)行效率較好的波長轉(zhuǎn) 換的波長轉(zhuǎn)換激光光源。并且，進(jìn)行利用第二受光器接收諧波光的光量并反饋控制基波光的光量，使諧波 光穩(wěn)定的第一控制。另外，還進(jìn)行利用第一受光器接收基波光中包含的特定的偏振方向的 光并反饋控制基波光的光量，使對(duì)波長轉(zhuǎn)換有影響的偏振方向的基波穩(wěn)定的第二控制。由 此，實(shí)現(xiàn)諧波光的進(jìn)一步穩(wěn)定化。而且，還進(jìn)行利用第二受光器接收諧波光的光量并反饋 控制溫度保持部的保持溫度，使波長轉(zhuǎn)換元件的溫度恰當(dāng)?shù)貞?yīng)對(duì)基波的波長變化的第三控 制。這樣，通過執(zhí)行第一至第三控制，能夠?qū)崿F(xiàn)可穩(wěn)定地進(jìn)行效率較好的波長轉(zhuǎn)換的波長轉(zhuǎn) 換激光光源。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，利用所述基波控制部以及所述溫度控制部間歇地 執(zhí)行所述第一至第三控制，使所述第一控制的執(zhí)行時(shí)間與所述第二控制以及所述第三控制 的執(zhí)行時(shí)間互不重疊。第一控制與第二控制以及第三控制相比可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行控制。尤其是，在第三控制中，由于在控制中使用溫度這一時(shí)間常數(shù)較大的參數(shù)，因此與第一控制相比控制所 需要的時(shí)間較長。為此，如上述的結(jié)構(gòu)那樣，間歇地執(zhí)行分時(shí)控制以使第一控制的執(zhí)行時(shí)間 與第二控制以及第三控制的執(zhí)行時(shí)間互不重疊。由此，能夠一邊在第一控制的時(shí)間時(shí)以諧 波光的光量為基準(zhǔn)恰當(dāng)?shù)乜刂苹ü獾墓饬?，一邊在與所述第一控制的執(zhí)行時(shí)間不重疊的 時(shí)間時(shí)使對(duì)波長轉(zhuǎn)換有影響的偏振方向的基波穩(wěn)定(第二控制)，并且根據(jù)基波光的波長 變動(dòng)調(diào)整波長轉(zhuǎn)換元件的溫度(第三控制)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)可進(jìn)一步穩(wěn)定地進(jìn)行效率較好 的波長轉(zhuǎn)換的波長轉(zhuǎn)換激光光源。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述溫度控制部包括測(cè)量所述波長轉(zhuǎn)換元件的溫 度的溫度測(cè)量部；以及基于來自所述溫度測(cè)量部的測(cè)量信號(hào)，對(duì)所述溫度保持部供應(yīng)電流， 將所述溫度保持部的保持溫度控制為恒定的溫度控制器。像上述結(jié)構(gòu)那樣，通過構(gòu)成溫度控制部，能夠正確地進(jìn)行第三控制。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述溫度控制器通過以中心溫度Tc(°C )為中心 擺動(dòng)士 AtCC )來調(diào)整所述溫度保持部的保持溫度，當(dāng)設(shè)所述波長轉(zhuǎn)換一元件的溫度為 Tc+At(°C )、Tc(°C )以及Tc-AtrC)時(shí)的所述諧波光的光量分別為P(Tc+At)、P(Tc) 以及P (Tc-At)時(shí)，向所述溫度控制部供應(yīng)電流，以便當(dāng)P(Tc-At) <P(Tc) < P (Tc+At) 時(shí)使 Tc 上升，當(dāng) P(Tc+At) < P(Tc) > P(Tc-At)時(shí)維持 Tc，當(dāng) P(Tc-At) > P(Tc) > P (Tc+At)時(shí)使iTc下降。 像上述結(jié)構(gòu)那樣，通過溫度控制器進(jìn)行擺動(dòng)，能夠容易并且正確地進(jìn)行第三控制。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述溫度控制器進(jìn)行擺動(dòng)的所述At的范圍為 0. 1°C至 0. 2°C。在此情況下，溫度控制器能夠進(jìn)行恰當(dāng)?shù)臄[動(dòng)。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，由所述溫度控制器進(jìn)行的所述擺動(dòng)的周期為5秒 至10秒。在此情況下，溫度控制器能夠進(jìn)行恰當(dāng)?shù)臄[動(dòng)。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是采用如下結(jié)構(gòu)，即還包括接收從所述波長轉(zhuǎn)換元件 輸出的諧波光并將其光量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的第二受光器；以及保持所述波長轉(zhuǎn)換元件的溫度 恒定的溫度保持部；其中，所述基波控制部分別進(jìn)行基于來自所述第二受光器的電信號(hào)控 制從所述基波光源射出的基波光的光量的第一控制、基于來自所述第一受光器的電信號(hào)控 制所述基波光的光量的第二控制、以及基于來自所述第二受光器的電信號(hào)控制基波光的波 長的第三控制。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行利用第二受光器接收諧波光的光量并反饋控制基波光的光 量，使諧波光穩(wěn)定的第一控制。另外，還進(jìn)行利用第一受光器接收基波光中包含的特定的偏 振方向的光并反饋控制基波光的光量，使對(duì)波長轉(zhuǎn)換有影響的偏振方向的基波穩(wěn)定的第二 控制。由此，實(shí)現(xiàn)諧波光的進(jìn)一步穩(wěn)定化。并且，還進(jìn)行第三控制，以便應(yīng)對(duì)由于基波光的 波長發(fā)生變化而偏離了最適于保持在恒定溫度時(shí)的波長轉(zhuǎn)換元件溫度的基波光的波長的 情況。即，進(jìn)行利用第二受光器接收諧波光的光量并反饋控制基波光的光量，使基波光的波 長穩(wěn)定的第三控制。這樣，通過執(zhí)行第一至第三控制，能夠?qū)崿F(xiàn)可穩(wěn)定地進(jìn)行效率較好的波 長轉(zhuǎn)換的波長轉(zhuǎn)換激光光源。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述基波控制部間歇地執(zhí)行所述第一至第三控制，使所述第一控制的執(zhí)行時(shí)間與所述第二控制以及所述第三控制的執(zhí)行時(shí)間不重疊。如上述結(jié)構(gòu)那樣，通過間歇地執(zhí)行分時(shí)控制以使所述第一控制的執(zhí)行時(shí)間與所述 第二控制以及所述第三控制的執(zhí)行時(shí)間不重疊，能夠一邊在第一控制的時(shí)間時(shí)以諧波光的 光量為基準(zhǔn)恰當(dāng)?shù)乜刂苹ü獾墓饬?，一邊在與所述第一控制的執(zhí)行時(shí)間不重疊的時(shí)間時(shí) 使對(duì)波長轉(zhuǎn)換有影響的偏振方向的基波穩(wěn)定(第二控制)，并且使基波光的波長穩(wěn)定(第三 控制)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)可進(jìn)一步穩(wěn)定地進(jìn)行效率較好的波長轉(zhuǎn)換的波長轉(zhuǎn)換激光光源。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述基波光源包括發(fā)出激勵(lì)光的半導(dǎo)體激光器； 吸收從所述半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激勵(lì)光并發(fā)出所述基波光的雙包層摻稀土光纖；配置在所 述雙包層摻稀土光纖的兩端，決定從該基波光源發(fā)出的所述基波光的波長的窄反射帶域光 纖光柵以及寬反射帶域光纖光柵；以及對(duì)所述窄反射帶域光纖光柵施加應(yīng)力的致動(dòng)器；其 中，基于所述致動(dòng)器對(duì)所述窄反射帶域光纖光柵施加的應(yīng)力，所述基波光的波長發(fā)生變化。
在此情況下，通過使用上述結(jié)構(gòu)的基波光源，能夠容易并且正確地進(jìn)行第三控制。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述基波光源為包含分布反饋鏡部的分布反饋型 半導(dǎo)體激光光源，所述基波光的波長通過改變輸入至所述分布反饋鏡部的電流而發(fā)生變 化。在此情況下，通過使用上述結(jié)構(gòu)的基波光源，能夠容易并且正確地進(jìn)行第三控制。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述基波光源包括具有分布反饋鏡部，產(chǎn)生作為 所述基波光的源的光的分布反饋型半導(dǎo)體激光光源；發(fā)出激勵(lì)光的激勵(lì)光源；以及通過吸 收所述激勵(lì)光來放大由所述分布反饋型半導(dǎo)體激光光源發(fā)出的光的強(qiáng)度的激光介質(zhì)；其 中，所述基波光的波長通過改變輸入至所述分布反饋鏡部的電流而發(fā)生變化。通過使用上述結(jié)構(gòu)的基波光源，能夠容易并且正確地進(jìn)行第三控制。較為理想的是，上述結(jié)構(gòu)還包括控制所述溫度保持部的保持溫度的溫度控制部， 所述溫度控制部具備測(cè)量所述波長轉(zhuǎn)換元件的溫度的溫度測(cè)量部；以及基于來自所述溫 度測(cè)量部的測(cè)量信號(hào)對(duì)所述溫度保持部供應(yīng)電流，將所述溫度保持部的保持溫度控制為恒 定的溫度控制器。在此情況下，能夠可靠地將波長轉(zhuǎn)換元件的溫度保持為恒定。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，用于使所述波長轉(zhuǎn)換元件的溫度與由所述溫度測(cè) 量部測(cè)量的溫度之間形成差的熱阻調(diào)節(jié)部件被設(shè)置在所述波長轉(zhuǎn)換元件與所述溫度測(cè)量 部之間。在此情況下，能夠擴(kuò)大可應(yīng)對(duì)波長轉(zhuǎn)換激光光源的外部溫度變化的允許范圍。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，在所述熱阻調(diào)節(jié)部件與所述波長轉(zhuǎn)換元件、所述波 長轉(zhuǎn)換激光光源的殼體或所述溫度測(cè)量部之間設(shè)置有用于使部件之間的接觸熱阻均勻的 傳熱材料。在此情況下，能夠擴(kuò)大可應(yīng)對(duì)波長轉(zhuǎn)換激光光源的外部溫度變化的允許范圍。在此情況下，能夠增大熱阻調(diào)節(jié)部件與波長轉(zhuǎn)換元件的接觸面積，能夠降低接觸 熱阻的個(gè)體偏差的影響。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述波長轉(zhuǎn)換元件采用基本結(jié)構(gòu)以氧八面體結(jié)構(gòu) 為主的光學(xué)晶體，所述光學(xué)晶體中，形成用于使所述基波光與所述諧波光的相位匹配的周 期性極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
上述結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換元件最適于本波長轉(zhuǎn)換激光光源。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述波長轉(zhuǎn)換元件的與所述周期性極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu) 的極化方向垂直的面被電阻率為1 X IO8 Ω · cm以上的涂敷材料覆蓋。在此情況下，由上述結(jié)構(gòu)的涂敷材料覆蓋的波長轉(zhuǎn)換元件的紅外光的吸收率提 高，波長轉(zhuǎn)換元件的基波光路部分的溫度調(diào)節(jié)變得容易。在上述結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，在從所述第一受光器輸出的電信號(hào)的相位與從所 述第二受光器輸出的電信號(hào)的相位同步時(shí)選擇執(zhí)行所述第二控制，而在從所述第一受光器 輸出的電信號(hào)的相位與從所述第二受光器輸出的電信號(hào)的相位不同步時(shí)選擇執(zhí)行所述第 三控制。如上述結(jié)構(gòu)那樣，通過根據(jù)從所述第一受光器輸出的電信號(hào)的相位與從所述第二 受光器輸出的電信號(hào)的相位是否同步來選擇執(zhí)行第二控制或第三控制，能夠進(jìn)行恰當(dāng)?shù)目?制。即，在上述的兩個(gè)相位同步的情況下，可預(yù)測(cè)諧波光的輸出變動(dòng)的因素在于基波光源， 因此使對(duì)波長轉(zhuǎn)換有影響的偏振方向的基波穩(wěn)定的第二控制是有效的。另一方面，在上述 的兩個(gè)相位不同步的情況下，可預(yù)測(cè)諧波光的輸出變動(dòng)的因素在于沒有達(dá)到與波長轉(zhuǎn)換元 件的溫度相適應(yīng)的基波光的波長，因此調(diào)整波長轉(zhuǎn)換元件的溫度或調(diào)整基波光的波長的第 三控制是有效的。通過上述結(jié)構(gòu)的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)可進(jìn)一步穩(wěn)定地進(jìn)行效率較好的波長轉(zhuǎn) 換的波長轉(zhuǎn)換激光光源。本發(fā)明所提供的投影顯示裝置包括上述任一種結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換激光光源，接收從 所述波長轉(zhuǎn)換激光光源發(fā)出的所述諧波光并形成圖像的二維光調(diào)制元件，以及投影由所述 二維調(diào)制元件形成的圖像的投影透鏡。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過使用可穩(wěn)定地進(jìn)行效率較好的波長轉(zhuǎn)換的上述波長轉(zhuǎn)換激光 光源，能夠?qū)崿F(xiàn)高畫質(zhì)且低功耗的投影顯示裝置。本發(fā)明所提供的液晶顯示裝置包括具備上述任一種結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換激光光源的 光源單元，以及接收從所述光源單元發(fā)出的光并形成圖像的液晶面板。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過使用可穩(wěn)定地進(jìn)行效率較好的波長轉(zhuǎn)換的上述波長轉(zhuǎn)換激光 光源，能夠?qū)崿F(xiàn)高畫質(zhì)且低功耗的液晶顯示裝置。本發(fā)明所提供的激光光源包括上述任一種結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換激光光源，以及將從所 述波長轉(zhuǎn)換激光光源輸出的所述諧波光向照射對(duì)象區(qū)域引導(dǎo)的傳送光纖。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過使用可穩(wěn)定地進(jìn)行效率較好的波長轉(zhuǎn)換的上述波長轉(zhuǎn)換激光 光源，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高且低功耗的帶光纖激光光源。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本申請(qǐng)案發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換激光光源對(duì)具備基波的偏振特性或振蕩波長容易發(fā)生 變化的基波光源的波長轉(zhuǎn)換激光光源有益，能夠適應(yīng)色彩再現(xiàn)性高的激光顯示裝置等。另外，發(fā)明的詳細(xì)說明項(xiàng)中的具體實(shí)施方式
或?qū)嵤├K究是用于明確本發(fā)明的技 術(shù)內(nèi)容的，不應(yīng)僅限定于這樣的具體例而進(jìn)行狹義的解釋，能夠在本發(fā)明的精神和文中記 述的技術(shù)方案的范圍內(nèi)進(jìn)行種種變更而加以實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于包括 基波光源，射出基波光；波長轉(zhuǎn)換元件，具有非線性光學(xué)效應(yīng)，將所述基波光轉(zhuǎn)換為不同波長的諧波光； 第一受光器，接收從所述基波光源射出的基波光中包含的特定的偏振方向的光并將其 光量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；第二受光器，接收從所述波長轉(zhuǎn)換元件輸出的諧波光并將其光量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 溫度保持部，保持所述波長轉(zhuǎn)換元件的溫度恒定；基波控制部，分別進(jìn)行基于來自所述第二受光器的電信號(hào)控制從所述基波光源射出的 基波光的光量的第一控制、和基于來自所述第一受光器的電信號(hào)控制所述基波光的光量的 第二控制；以及溫度控制部，進(jìn)行基于來自所述第二受光器的電信號(hào)控制所述溫度保持部的保持溫度 的第三控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于所述第一至第三控制通過 所述基波控制部以及所述溫度控制部而被間歇地執(zhí)行，從而使所述第一控制的執(zhí)行時(shí)間與 所述第二控制以及所述第三控制的執(zhí)行時(shí)間互不重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于，所述溫度控制部包括 測(cè)量所述波長轉(zhuǎn)換元件的溫度的溫度測(cè)量部；以及基于來自所述溫度測(cè)量部的測(cè)量信號(hào)控制對(duì)所述溫度保持部供應(yīng)電流，將所述溫度保 持部的保持溫度控制為恒定的溫度控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于所述溫度控制器， 通過以中心溫度Tc為中心擺動(dòng)士 Δ t來調(diào)整所述溫度保持部的保持溫度，當(dāng)設(shè)所述波長轉(zhuǎn)換元件的溫度為Tc+At、Tc以及Tc-At時(shí)的所述諧波光的光量分別 為P (Tc+At)、P (Tc)以及P (Tc-At)時(shí)，向所述溫度保持部供應(yīng)電流，以便， 當(dāng) P (Tc-At) < P(Tc) < P (Tc+At)時(shí)使 iTc 上升， 當(dāng) P (Tc+At) < P(Tc) > P(Tc-At)時(shí)使 iTc 維持， 當(dāng) P (Tc-At) > P(Tc) > P (Tc+At)時(shí)使 iTc 下降。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于所述溫度控制器進(jìn)行擺動(dòng) 的所述At的范圍為0. 1°C至0. 2°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于由所述溫度控制器進(jìn) 行的所述擺動(dòng)的周期為5秒至10秒。
7.一種波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于包括 基波光源，射出基波光；波長轉(zhuǎn)換元件，具有非線性光學(xué)效應(yīng)，將所述基波光轉(zhuǎn)換為不同波長的諧波光； 第一受光器，接收從所述基波光源射出的基波光中包含的特定的偏振方向的光并將其 光量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；第二受光器，接收從所述波長轉(zhuǎn)換元件輸出的諧波光并將其光量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 溫度保持部，保持所述波長轉(zhuǎn)換元件的溫度恒定；以及所述基波控制部，分別進(jìn)行基于來自所述第二受光器的電信號(hào)控制從所述基波光源射 出的基波光的光量的第一控制、基于來自所述第一受光器的電信號(hào)控制所述基波光的光量的第二控制、以及基于來自所述第二受光器的電信號(hào)控制所述基波光的波長的第三控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于所述基波控制部間歇地執(zhí) 行所述第一至第三控制，使所述第一控制的執(zhí)行時(shí)間與所述第二控制以及所述第三控制的 執(zhí)行時(shí)間互不重疊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于，所述基波光源包括發(fā)出激勵(lì)光的半導(dǎo)體激光器；吸收從所述半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激勵(lì)光并發(fā)出所述基波光的雙包層摻稀土光纖；配置在所述雙包層摻稀土光纖的兩端，決定從所述基波光源發(fā)出的所述基波光的波長 的窄反射帶域光纖光柵以及寬反射帶域光纖光柵；以及向所述窄反射帶域光纖光柵施加應(yīng)力的致動(dòng)器；其中，所述基波光的波長基于所述致動(dòng)器對(duì)所述窄反射帶域光纖光柵施加的應(yīng)力而發(fā)生變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于所述基波光源為包含 分布反饋鏡部的分布反饋型半導(dǎo)體激光光源，通過改變輸入至所述分布反饋鏡部的電流使 所述基波光的波長發(fā)生變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于，所述基波光源包括具有分布反饋鏡部，產(chǎn)生作為所述基波光的源的光的分布反饋型半導(dǎo)體激光光源；發(fā)出激勵(lì)光的激勵(lì)光源；以及通過吸收所述激勵(lì)光來放大由所述分布反饋型半導(dǎo)體激光光源發(fā)出的光的強(qiáng)度的激 光介質(zhì)；其中，所述基波光的波長通過改變輸入至所述分布反饋鏡部的電流而發(fā)生變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于還包括控 制所述溫度保持部的保持溫度的溫度控制部，其中，所述溫度控制部具備測(cè)量所述波長轉(zhuǎn)換元件的溫度的溫度測(cè)量部；以及基于來自所述溫度測(cè)量部的測(cè)量信號(hào)控制對(duì)所述溫度保持部供應(yīng)電流，將所述溫度保 持部的保持溫度控制為恒定的溫度控制器。
13.根據(jù)權(quán)利要求3至6以及12中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于用 于使所述波長轉(zhuǎn)換元件的溫度與由所述溫度測(cè)量部測(cè)量的溫度之間形成差的熱阻調(diào)節(jié)部 件被設(shè)置在所述波長轉(zhuǎn)換元件與所述溫度測(cè)量部之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于在所述熱阻調(diào)節(jié)部件與 所述波長轉(zhuǎn)換元件、所述波長轉(zhuǎn)換激光光源的殼體或所述溫度測(cè)量部之間，設(shè)置有用于使 部件之間的接觸熱阻均勻的傳熱材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于所述波長轉(zhuǎn)換元件采用基本結(jié)構(gòu)以氧八面體結(jié)構(gòu)為主的光學(xué)晶體，所述光學(xué)晶體中，形成用于使所述基波光與所述諧波光的相位匹配的周期性極化反轉(zhuǎn) 結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于所述波長轉(zhuǎn)換元件的與 所述周期性極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的極化方向垂直的面被電阻率為1Χ108Ω · cm以上的涂敷材料覆蓋。
17.根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源，其特征在于在從所述第一受光器輸出的電信號(hào)的相位與從所述第二受光器輸出的電信號(hào)的相位 同步時(shí)，選擇執(zhí)行所述第二控制，而在從所述第一受光器輸出的電信號(hào)的相位與從所述第二受光器輸出的電信號(hào)的相 位不同步時(shí)，選擇執(zhí)行所述第三控制。
18.一種投影顯示裝置，其特征在于包括如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源；接收從所述波長轉(zhuǎn)換激光光源發(fā)出的所述諧波光并形成圖像的二維光調(diào)制元件；以及 投影由所述二維調(diào)制元件形成的圖像的投影透鏡。
19.一種液晶顯示裝置，其特征在于包括具備權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源的光源單元；以及 接收從所述光源單元發(fā)出的光并形成圖像的液晶面板。
20.一種激光光源，其特征在于包括如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換激光光源；以及將從所述波長轉(zhuǎn)換激光光源輸出的所述諧波光向照射對(duì)象區(qū)域引導(dǎo)的傳送光纖。
全文摘要
本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換激光光源包括射出基波光的基波光源；具有非線性光學(xué)效應(yīng)，將所述基波光轉(zhuǎn)換為不同波長的諧波光的波長轉(zhuǎn)換元件；接收所述基波光中包含的特定的偏振方向的光并將其光量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的第一受光器；基于來自所述第一受光器的電信號(hào)控制所述基波光的光量或波長的基波控制部；接收從所述波長轉(zhuǎn)換元件輸出的諧波光并將其光量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的第二受光器；保持所述波長轉(zhuǎn)換元件的溫度恒定的溫度保持部；分別進(jìn)行基于來自所述第二受光器的電信號(hào)控制所述基波光的光量的第一控制，和基于來自所述第一受光器的電信號(hào)控制所述基波光的光量的第二控制的基波控制部；以及進(jìn)行基于來自所述第二受光器的電信號(hào)控制所述溫度保持部的保持溫度的第三控制的溫度控制部。
文檔編號(hào)G02F1/37GK102112917SQ20098012454
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者中山健二, 古屋博之, 堀川信之, 山本和久, 杉田知也, 楠龜弘一, 橫山敏史, 水島哲郎, 門脅慎一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社