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JP2008124178A - LASER LIGHT SOURCE DEVICE AND IMAGE DISPLAY DEVICE EQUIPPED WITH THE LASER LIGHT SOURCE DEVICE - Google Patents

LASER LIGHT SOURCE DEVICE AND IMAGE DISPLAY DEVICE EQUIPPED WITH THE LASER LIGHT SOURCE DEVICE Download PDF

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JP2008124178A
JP2008124178A JP2006304924A JP2006304924A JP2008124178A JP 2008124178 A JP2008124178 A JP 2008124178A JP 2006304924 A JP2006304924 A JP 2006304924A JP 2006304924 A JP2006304924 A JP 2006304924A JP 2008124178 A JP2008124178 A JP 2008124178A
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Japan
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wavelength
light
light source
mirror
laser
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Withdrawn
Application number
JP2006304924A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Komatsu
朗 小松
Kunihiko Yano
邦彦 矢野
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】温度変化などが生じても出力光のパワー低下を効率よく抑えて光利用効率が高く、出力が安定したレーザ光源装置、および利用効率が向上した画像表示装置を提供する。
【解決手段】レーザ光源装置31は、第1波長の光を射出する光源311と、第1の波長の光を選択的に反射して光源の方に向かわせる多層膜ミラー315と、光源と多層膜ミラーとの間に形成された第1光路O1上に、バンドパスフィルタ312と、偏光ビームスプリッタ313と、第1の波長の光を第2波長に変換する波長変換素子314と、分離ミラー316を備え、多層膜ミラーで反射され光源の方に向かう過程で波長変換素子で変換された第2の波長の光を、偏光ビームスプリッタと反射ミラー320とで第2光路O2上に取り出して射出する。また、バンドパスフィルタは、分離ミラーで分離された光の出力を測定するレーザ出力測定部317の出力信号に基づいて傾斜角度θを変位する。
【選択図】図1
Provided are a laser light source device that efficiently suppresses a decrease in power of output light even when temperature changes occur, has high light utilization efficiency, and has a stable output, and an image display device with improved utilization efficiency.
A laser light source device includes a light source that emits light having a first wavelength, a multilayer mirror that selectively reflects light having the first wavelength and directs the light toward the light source, and the light source and the multilayer. A band pass filter 312, a polarization beam splitter 313, a wavelength conversion element 314 that converts light of the first wavelength into a second wavelength, and a separation mirror 316 are placed on the first optical path O 1 formed between the film mirror and the first mirror. The second wavelength light reflected by the multilayer mirror and converted by the wavelength conversion element in the process toward the light source is taken out by the polarization beam splitter and the reflection mirror 320 onto the second optical path O2 and emitted. . The bandpass filter displaces the tilt angle θ based on the output signal of the laser output measuring unit 317 that measures the output of the light separated by the separation mirror.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、レーザ光を射出するレーザ光源装置、及びそのレーザ光源装置を備えた画像表示装置に関する。   The present invention relates to a laser light source device that emits laser light, and an image display device including the laser light source device.

近年、光通信、光応用測定、光表示などのオプトエレクトロニクス分野において、レーザ光源装置が広く使用されている。
こうしたレーザ光源装置としては、基本波レーザの波長をそのまま利用するものと、基本波レーザの波長を変換して利用するものとがある。後者のレーザ光源装置において、基本波レーザの波長の変換を行う素子として、第2次高調波発生(SHG:Second Harmonic Generation)素子が知られている。
In recent years, laser light source devices are widely used in the field of optoelectronics such as optical communication, applied optical measurement, and optical display.
Such laser light source devices include those that use the wavelength of the fundamental laser as it is, and those that use the wavelength of the fundamental laser after conversion. In the latter laser light source device, a second harmonic generation (SHG) element is known as an element for converting the wavelength of the fundamental laser.

ここで、SHGの変換効率は一般的に数%程度であるため、SHG素子によって変換された光のパワーは、基本波レーザ光源の出力光のパワーに比べてかなり小さくなってしまう。
そこで、出力光のパワー低下を抑える構成として、特許文献1のようなレーザ光源装置が提案されている。このレーザ光源装置では、内部共振タイプのレーザ光源から射出され、SHG素子を通過した光を、波長が変換された第1のSHG光と、残余基本波光とに分離する。そして、残余基本波光を、再度SHG素子に通すことによって、波長が変換された第2のSHG光を取り出す。第2のSHG光は、第1のSHG光と偏光方向が90°異なる偏光に変換された状態で、第1のSHG光と合成される。特許文献1のレーザ光源装置では、このようにして、第1のSHG光と第2のSHG光の合成光を出力光として利用することにより、出力光のパワー低下を抑えている。
Here, since the conversion efficiency of SHG is generally about several percent, the power of the light converted by the SHG element is considerably smaller than the power of the output light of the fundamental laser light source.
In view of this, a laser light source device as disclosed in Patent Document 1 has been proposed as a configuration that suppresses a decrease in power of output light. In this laser light source device, light emitted from an internal resonance type laser light source and passed through an SHG element is separated into first SHG light whose wavelength is converted and residual fundamental wave light. Then, the remaining fundamental wave light is again passed through the SHG element, thereby taking out the second SHG light whose wavelength has been converted. The second SHG light is combined with the first SHG light in a state in which the second SHG light is converted into polarized light whose polarization direction is 90 ° different from that of the first SHG light. In this way, the laser light source device of Patent Document 1 uses the combined light of the first SHG light and the second SHG light as output light, thereby suppressing the power drop of the output light.

また、SHGは、温度変化によりレーザ光源の発振波長が変動する。あるいは、SHGの変換波長の許容幅に対して、レーザ光源から射出される光の発振波長幅が広いために波長変換されない波長域の光が多く、変換効率が低いという課題が残る。
そこで、波長幅の狭いレーザ光を出力光として安定して供給するために、レーザ光源から射出されたレーザ光を共振させる外部共振器内にフォトポリマ体積ホログラムを備え、フォトポリマ体積ホログラムがレーザ光源から射出された光を回折して共振器内の光学系に入射させるとともに、所定の波長のレーザ光を選択的に透過して外部に射出する外部共振型レーザ装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
Further, in SHG, the oscillation wavelength of the laser light source varies with temperature changes. Or since the oscillation wavelength width of the light emitted from the laser light source is wider than the allowable width of the conversion wavelength of SHG, there is a large amount of light in a wavelength region that is not wavelength-converted, and the conversion efficiency is low.
Therefore, in order to stably supply laser light having a narrow wavelength width as output light, a photopolymer volume hologram is provided in an external resonator that resonates laser light emitted from a laser light source, and the photopolymer volume hologram is a laser light source. An external resonant laser device has been proposed that diffracts light emitted from the laser beam so as to enter the optical system in the resonator, and selectively transmits laser light having a predetermined wavelength to be emitted to the outside (for example, Patent Document 2).

特開昭59−128525号公報JP 59-128525 A 特開2001−284718号公報JP 2001-284718 A

しかしながら、特許文献1に記載のレーザ光源装置では、残余基本波光を、再度SHG素子に通すことによって波長が変換された第2のSHG光を利用することはできるものの、再度SHG素子を通過しても波長が変換されなかった残余基本波光を利用することができない。よって、光の利用効率が劇的に向上することは無い。また、このような残余基本波光を、そのまま基本波レーザ光源へ戻すと、基本波レーザ光源のパワーが低下したり、不安定になってしまったりする恐れがあるため、残余基本波光を光源へ戻さないようにする構成が必須となる。よって、光学系が大型化してしまう可能性がある。また、光路の長さが大きくなったり、光学要素を通過する回数が増えてしまったりするため、光の損失が発生してしまう可能性もある。つまり、特許文献1に記載のレーザ光源装置では、出力光のパワー低下をある程度抑えつつ、安定した出力を得ることは可能であるが、光の利用効率はそれ程上がらない。
一方、特許文献2に記載の外部共振型レーザ装置に用いられるフォトポリマ体積ホログラムは、例えば、樹脂中に屈折率の異なる干渉パターンが層状に多数形成され、発振波長のレーザ光を狭帯域化して反射する素子であり、非常に高価である。よって、レーザ装置を簡素に構成できるとはいえ、製造コストが嵩むという課題を有する。
However, in the laser light source device described in Patent Document 1, although the second SHG light whose wavelength is converted by passing the remaining fundamental wave light again through the SHG element can be used, it passes through the SHG element again. However, the residual fundamental wave light whose wavelength has not been converted cannot be used. Therefore, the light utilization efficiency does not improve dramatically. In addition, if such residual fundamental light is returned to the fundamental laser light source as it is, the power of the fundamental laser light source may decrease or become unstable, so the residual fundamental light is returned to the light source. It is essential to have a configuration that does not. Therefore, there is a possibility that the optical system becomes large. Moreover, since the length of the optical path increases or the number of times of passing through the optical element increases, there is a possibility that light loss may occur. That is, in the laser light source device described in Patent Document 1, it is possible to obtain a stable output while suppressing a decrease in the power of the output light to some extent, but the light utilization efficiency does not increase so much.
On the other hand, in the photopolymer volume hologram used in the external resonance laser device described in Patent Document 2, for example, a large number of interference patterns having different refractive indexes are formed in layers in a resin, and laser light having an oscillation wavelength is narrowed. It is a reflective element and is very expensive. Therefore, although the laser device can be configured simply, there is a problem that the manufacturing cost increases.

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率が高く、かつ温度変化などが生じても出力が安定したレーザ光源装置を提供することを目的とする。また、かかるレーザ光源装置の利用により、光の利用効率が向上した画像表示装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and a laser light source that efficiently suppresses power reduction of output light, has high light utilization efficiency, and has stable output even when a temperature change occurs. An object is to provide an apparatus. Another object of the present invention is to provide an image display device in which the use efficiency of light is improved by using such a laser light source device.

本発明に係るレーザ光源装置は、第1の波長の光を射出する光源と、前記第1の波長の光を選択的に反射して前記光源の方に向かわせるミラー手段と、前記光源と前記ミラー手段との間に形成された第1光路上に、入射した第1の波長の光のうち一部の光の波長を前記第1の波長の光とは異なる第2の波長に変換する波長変換素子と、前記第1の波長近傍でバンドパス特性を有するバンドパスフィルタ多層膜が形成されたバンドパスフィルタと、前記ミラー手段によって反射されて前記光源の方へ向かう過程で前記第2の波長に変換された光を、前記第1光路とは異なる第2光路に取り出す折り返し手段と、を備え、前記ミラー手段から射出される前記第2の波長の第1のレーザ光と、前記折り返し手段から射出される前記第2の波長の第2のレーザ光とを出力光として利用するレーザ光源装置であって、前記ミラー手段から射出された前記第2の波長の光の一部を分離する分離ミラーと、前記分離ミラーによって分離された前記第2の波長の光の出力を測定するレーザ出力測定部と、をさらに備え、前記ミラー手段は、前記第1の波長の光を80%以上反射し、前記第2の波長の光を80%以上透過する特性を有する誘電体多層膜が設けられた多層膜ミラーよりなり、前記バンドパスフィルタは、前記レーザ出力測定部の出力信号に基づいて前記第1光路に対する傾斜角度が変位する角度調節が行われることを特徴とする。   A laser light source device according to the present invention includes a light source that emits light of a first wavelength, mirror means that selectively reflects light of the first wavelength and directs it toward the light source, the light source, and the light source A wavelength for converting the wavelength of a part of the light having the first wavelength incident on the first optical path formed between the mirror means to a second wavelength different from the light having the first wavelength. A conversion element, a bandpass filter formed with a bandpass filter multilayer film having bandpass characteristics in the vicinity of the first wavelength, and the second wavelength in the process of being reflected by the mirror means toward the light source. Folding means for taking out the light converted into the second optical path different from the first optical path, and the first laser light of the second wavelength emitted from the mirror means and the folding means Second of the second wavelength to be emitted A laser light source device that uses laser light as output light, the separation mirror separating a part of the light of the second wavelength emitted from the mirror means, and the second separated by the separation mirror And a laser output measuring unit for measuring the output of light having a wavelength of 80% or more, wherein the mirror means reflects 80% or more of the light of the first wavelength and transmits 80% or more of the light of the second wavelength. The band-pass filter is adjusted in angle so that the tilt angle with respect to the first optical path is displaced based on the output signal of the laser output measurement unit. It is characterized by that.

かかる構成によれば、光源とミラー手段としての多層膜ミラーとによって構成された共振構造中に波長変換素子を設け、多層膜ミラーによって反射されて光源へ向かう過程で波長変換素子によって変換された第2の波長の光を、折り返し手段によって第2光路に取り出して利用することにより、出力光のパワー低下を効率よく低減することが可能である。また、バンドパスフィルタは、第1の波長近傍でバンドパス特性を有するバンドパスフィルタ多層膜が設けられていることで、バンドパスフィルタを透過する光が狭帯域化され、常に一定波長のレーザ光を、レーザ光源装置から出射することができる。   According to such a configuration, the wavelength conversion element is provided in the resonance structure constituted by the light source and the multilayer film mirror as the mirror means, and is reflected by the multilayer film mirror and converted by the wavelength conversion element in the process toward the light source. By taking out the light having the wavelength of 2 to the second optical path by the folding means and using it, it is possible to efficiently reduce the power reduction of the output light. In addition, the bandpass filter is provided with a bandpass filter multilayer film having bandpass characteristics near the first wavelength, so that the light transmitted through the bandpass filter is narrowed and laser light having a constant wavelength is always obtained. Can be emitted from the laser light source device.

さらに、バンドパスフィルタは、レーザ光の出力を測定するレーザ出力測定部の出力信号に基づいて第1光路に対する傾斜角度が変位する角度調節が行われることで、温度変動などで光源から射出される第1の波長の光の波長が変化した場合であっても、波長変換素子の変換波長に合わせることができる。さらにまた、多層膜ミラーは第1の波長の光を80%以上反射し、第2の波長のレーザ光を80%以上透過する特性を有することで、光源の発振光を共振構造の内部に閉じ込めながら、波長変換素子によって変換された第2の波長の光を効率良く取り出すことができる。
すなわち、本発明によれば、出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率が高く、出力が安定したレーザ光源装置を得ることが可能となる。
Further, the bandpass filter is emitted from the light source due to temperature fluctuation or the like by performing angle adjustment for displacing the tilt angle with respect to the first optical path based on the output signal of the laser output measuring unit that measures the output of the laser light. Even when the wavelength of the first wavelength light is changed, it can be adjusted to the conversion wavelength of the wavelength conversion element. Furthermore, the multilayer mirror reflects light of the first wavelength by 80% or more and transmits the laser light of the second wavelength by 80% or more, thereby confining the oscillation light of the light source in the resonance structure. However, the light having the second wavelength converted by the wavelength conversion element can be efficiently extracted.
That is, according to the present invention, it is possible to obtain a laser light source device that efficiently suppresses the power drop of output light, has high light utilization efficiency, and has stable output.

本発明に係るレーザ光源装置は、第1の波長の光を射出する光源と、前記第1の波長の光を選択的に反射して前記光源の方に向かわせるミラー手段と、前記光源と前記ミラー手段との間に形成された第1光路上に、入射した第1の波長の光のうち一部の光の波長を前記第1の波長の光とは異なる第2の波長に変換する波長変換素子と、前記第1の波長近傍でバンドパス特性を有するバンドパスフィルタ多層膜が形成されたバンドパスフィルタと、前記ミラー手段によって反射されて前記光源の方へ向かう過程で前記第2の波長に変換された光を、前記第1光路とは異なる第2光路に取り出す折り返し手段と、を備え、前記ミラー手段から射出される前記第2の波長の第1のレーザ光と、前記折り返し手段から射出される前記第2の波長の第2のレーザ光とを出力光として利用するレーザ光源装置であって、前記ミラー手段から射出された前記第2の波長の光の一部を分離する分離ミラーと、前記分離ミラーによって分離された前記第2の波長の光の出力を測定するレーザ出力測定部と、をさらに備え、前記ミラー手段は、前記波長変換素子の出射側の端面に設けられた前記第1の波長の光を80%以上反射し、前記第2の波長の光を80%以上透過する特性を有する誘電体多層膜よりなり、前記バンドパスフィルタは、前記レーザ出力測定部の出力信号に基づいて前記第1光路に対する傾斜角度が変位する角度調節が行われることを特徴とする。   A laser light source device according to the present invention includes a light source that emits light of a first wavelength, mirror means that selectively reflects light of the first wavelength and directs it toward the light source, the light source, and the light source A wavelength for converting the wavelength of a part of the light having the first wavelength incident on the first optical path formed between the mirror means to a second wavelength different from the light having the first wavelength. A conversion element, a bandpass filter formed with a bandpass filter multilayer film having bandpass characteristics in the vicinity of the first wavelength, and the second wavelength in the process of being reflected by the mirror means toward the light source. Folding means for taking out the light converted into the second optical path different from the first optical path, and the first laser light of the second wavelength emitted from the mirror means and the folding means Second of the second wavelength to be emitted A laser light source device that uses laser light as output light, the separation mirror separating a part of the light of the second wavelength emitted from the mirror means, and the second separated by the separation mirror A laser output measuring unit that measures the output of light having a wavelength of 80%, and wherein the mirror means reflects 80% or more of the light having the first wavelength provided on the end face on the emission side of the wavelength conversion element. And a dielectric multilayer film having a characteristic of transmitting 80% or more of the light of the second wavelength, and the bandpass filter has a tilt angle displaced with respect to the first optical path based on an output signal of the laser output measurement unit The angle adjustment is performed.

かかる構成によれば、光源と波長変換素子の出射側の端面に設けられたミラー手段としての誘電体多層膜によって共振構造を構成し、誘電体多層膜によって反射されて光源へ向かう過程で波長変換素子によって変換された第2の波長の光を、折り返し手段によって第2光路に取り出して利用することにより、出力光のパワー低下を効率よく低減することが可能となるとともに、誘電体多層膜が、波長変換素子の出射側の表面に形成されていることにより、構成部品点数を低減し、低コスト化および小型化したレーザ光源装置が得られる。また、バンドパスフィルタは、第1の波長近傍でバンドパス特性を有するバンドパスフィルタ多層膜が設けられていることで、バンドパスフィルタを透過する光が狭帯域化され、常に一定波長のレーザ光を、レーザ光源装置から出射することができる。   According to this configuration, the resonant structure is configured by the dielectric multilayer film as the mirror means provided on the light source and the end face on the emission side of the wavelength conversion element, and the wavelength conversion is performed in the process of being reflected by the dielectric multilayer film toward the light source. By taking out the light of the second wavelength converted by the element to the second optical path by the folding means and using it, it becomes possible to efficiently reduce the power drop of the output light, and the dielectric multilayer film By being formed on the surface on the emission side of the wavelength conversion element, the number of components can be reduced, and a laser light source device that is reduced in cost and size can be obtained. In addition, the bandpass filter is provided with a bandpass filter multilayer film having bandpass characteristics near the first wavelength, so that the light transmitted through the bandpass filter is narrowed and laser light having a constant wavelength is always obtained. Can be emitted from the laser light source device.

さらに、バンドパスフィルタは、レーザ光の出力を測定するレーザ出力測定部の出力信号に基づいて第1光路に対する傾斜角度が変位する角度調節が行われることで、温度変動などで光源から射出される第1の波長の光の波長が変化した場合であっても、波長変換素子の変換波長に合わせることができる。さらにまた、誘電体多層膜が、第1の波長の光を80%以上反射し、第2の波長の光を80%以上透過する特性を有することで、光源の発振光を共振構造の内部に閉じ込めながら、波長変換素子によって変換された第2の波長の光を効率良く取り出すことができる。
すなわち、本発明によれば、出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率が高く、出力が安定したレーザ光源装置を得ることが可能となる。
Further, the bandpass filter is emitted from the light source due to temperature fluctuation or the like by performing angle adjustment for displacing the tilt angle with respect to the first optical path based on the output signal of the laser output measuring unit that measures the output of the laser light. Even when the wavelength of the first wavelength light is changed, it can be adjusted to the conversion wavelength of the wavelength conversion element. Furthermore, the dielectric multilayer film has a characteristic of reflecting 80% or more of the light of the first wavelength and transmitting 80% or more of the light of the second wavelength, so that the oscillation light of the light source is contained in the resonance structure. While confining, the light of the second wavelength converted by the wavelength conversion element can be efficiently extracted.
That is, according to the present invention, it is possible to obtain a laser light source device that efficiently suppresses the power drop of output light, has high light utilization efficiency, and has stable output.

また、本発明に係るレーザ光源装置において、前記多層膜ミラーは、前記波長変換素子と前記分離ミラーとの間に配置され、前記バンドパスフィルタは、前記光源と前記折り返し手段との間に配置された構成とすることが好ましい。または、前記波長変換素子と前記分離ミラーとの間に、前記波長変換素子側から順に、前記バンドパスフィルタと、前記多層膜ミラーと、が配置された構成とすることが好ましい。   In the laser light source device according to the present invention, the multilayer mirror is disposed between the wavelength conversion element and the separation mirror, and the bandpass filter is disposed between the light source and the folding means. It is preferable to adopt a configuration. Alternatively, it is preferable that the band pass filter and the multilayer mirror are arranged in this order from the wavelength conversion element side between the wavelength conversion element and the separation mirror.

かかる構成によれば、光源とミラー手段としての多層膜ミラーとの間に形成された第1光路上に、第1の波長近傍でバンドパス特性を有するバンドパスフィルタ多層膜が設けられたバンドパスフィルタが配置されることによって、バンドパスフィルタを透過する光が狭帯域化され、常に一定波長のレーザ光を、レーザ光源装置から出射することができる。また、バンドパスフィルタは、光源と折り返し手段との間、または波長変換素子と分離ミラーとの間に配置することが可能であり、レーザ光源装置における光路設計の自由度が増す。   According to such a configuration, a bandpass in which a bandpass filter multilayer film having bandpass characteristics in the vicinity of the first wavelength is provided on the first optical path formed between the light source and the multilayer film mirror as the mirror means. By arranging the filter, the light transmitted through the band-pass filter is narrowed, and laser light having a constant wavelength can always be emitted from the laser light source device. Further, the band-pass filter can be disposed between the light source and the folding means, or between the wavelength conversion element and the separation mirror, and the degree of freedom in designing the optical path in the laser light source device is increased.

また、本発明に係るレーザ光源装置において、前記バンドパス多層膜は、前記第2の波長に対して80%以上の透過率を有し、高屈折率層Hと低屈折率層Lが交互に積層され、前記第1の波長をλとおいて、光学膜厚が光の射出側から順に、0.236λH、0.355λL、0.207λH、0.203λL、(0.25λH、0.25λL)n、0.5λH、(0.25λL、0.25λH)n、0.266λL、0.255λH、0.248λL、0.301λH、0.631λLであることが好ましい。但し、nは3から10の範囲の値であり、括弧内の層を繰り返し積層する繰り返し数を示す。   In the laser light source device according to the present invention, the bandpass multilayer film has a transmittance of 80% or more with respect to the second wavelength, and the high refractive index layer H and the low refractive index layer L are alternately arranged. The optical film thicknesses are 0.236λH, 0.355λL, 0.207λH, 0.203λL, (0.25λH, 0.25λL) n in order from the light exit side, with the first wavelength being λ. 0.5λH, (0.25λL, 0.25λH) n, 0.266λL, 0.255λH, 0.248λL, 0.301λH, and 0.631λL. However, n is a value in the range of 3 to 10, and indicates the number of repetitions in which the layers in parentheses are repeatedly laminated.

かかる構成によれば、バンドパス多層膜が前記のように高屈折率層Hと低屈折率層Lが交互に積層されて形成されることにより、第1の波長近傍でバンドパス特性を有し、光源から射出された第1の波長の光を狭帯域化することができる。これにより、波長変換素子における波長変換の変換効率を向上することができる。   According to such a configuration, the bandpass multilayer film is formed by alternately laminating the high refractive index layers H and the low refractive index layers L as described above, thereby having bandpass characteristics in the vicinity of the first wavelength. The light of the first wavelength emitted from the light source can be narrowed. Thereby, the conversion efficiency of wavelength conversion in the wavelength conversion element can be improved.

また、本発明に係るレーザ光源装置において、前記折り返し手段は、前記第1の波長の光を透過し、前記第2の波長の光を反射する選択性反射膜が設けられた偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタより入射する前記第2の波長の光を、前記第1のレーザ光の進行方向と略同じ方向へ向けて全反射する反射膜が設けられた反射ミラーと、から構成されるのが好ましい。   Further, in the laser light source device according to the present invention, the folding means includes a polarizing beam splitter provided with a selective reflection film that transmits the light of the first wavelength and reflects the light of the second wavelength; A reflection mirror provided with a reflection film that totally reflects the light of the second wavelength incident from the polarization beam splitter in a direction substantially the same as the traveling direction of the first laser beam. Is preferred.

かかる構成によれば、折り返し手段が選択性反射膜が設けられた偏光ビームスプリッタと、偏光ビームスプリッタより入射する第2の波長の光を、第1のレーザ光の進行方向と略同じ方向へ向けて全反射する反射膜が設けられた反射ミラーとで構成されることで、ミラー手段によって反射されて光源へ向かう過程で波長変換素子によって波長が変換された第2の波長の光を、第2光路に容易に取り出して利用することができる。   According to such a configuration, the folding means has the polarizing beam splitter provided with the selective reflection film, and the light having the second wavelength incident from the polarizing beam splitter is directed in substantially the same direction as the traveling direction of the first laser light. And a reflection mirror provided with a reflective film that totally reflects the second wavelength light reflected by the mirror means and converted by the wavelength conversion element in the process toward the light source. It can be easily taken out to the optical path and used.

また、本発明に係るレーザ光源装置において、前記ミラー手段から射出される前記第2の波長の第1のレーザ光と、前記折り返し手段から射出される前記第2の波長の第2のレーザ光とは、略平行であることが好ましい。
本発明に係るレーザ光源装置は、レンズ、フィルター、ミラー、回折格子、プリズム、光変調素子など、他の光学デバイスと組み合わせて利用される可能性が高いが、このような光学デバイスの多くは、入射光の角度に依存して特性が変化したり、出力結果が変化してしまったりする。そこで、第1のレーザ光と、第2のレーザ光とを略平行とすれば、レーザ光源装置の後に配置される光学デバイスの設計や配置が容易となる。したがって、かかる構成によれば、特に、本発明に係るレーザ光源装置を、画像表示装置等に応用した場合に、光学設計の自由度が非常に高まるという効果がある。
In the laser light source device according to the present invention, the first laser light having the second wavelength emitted from the mirror means, and the second laser light having the second wavelength emitted from the folding means, Are preferably substantially parallel.
The laser light source device according to the present invention is highly likely to be used in combination with other optical devices such as a lens, a filter, a mirror, a diffraction grating, a prism, and a light modulation element. Depending on the angle of incident light, the characteristics may change or the output result may change. Therefore, if the first laser beam and the second laser beam are made substantially parallel, the design and arrangement of the optical device arranged after the laser light source device is facilitated. Therefore, according to such a configuration, particularly when the laser light source device according to the present invention is applied to an image display device or the like, there is an effect that the degree of freedom in optical design is greatly increased.

また、本発明に係るレーザ光源装置において、前記波長変換素子の、前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光とに直交する線と平行な方向の幅をW1とし、前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光との間の距離をW2としたとき、W2>W1であることが好ましい。
かかる構成により、第1光路と折り返し手段との相対位置が多少ずれたとしても、第2光路が波長変換素子によって遮られることが無い。よって、光路変換素子の位置合わせが比較的容易となる。
In the laser light source device according to the present invention, a width of the wavelength conversion element in a direction parallel to a line orthogonal to the first laser light and the second laser light is W1, and the first laser When the distance between the light and the second laser light is W2, it is preferable that W2> W1.
With this configuration, even if the relative position between the first optical path and the folding means is slightly shifted, the second optical path is not blocked by the wavelength conversion element. Therefore, alignment of the optical path conversion element is relatively easy.

また、本発明に係るレーザ光源装置において、前記光源は、アレイ化された複数の発光部を備えることが好ましい。
本発明では、このようにアレイ化された光源を用いたとしても、レーザ光源装置の構成要素(バンドパスフィルタ、波長変換素子、分離ミラーや折り返し手段など)の光入射面や光射出面の面積を、アレイに対応した面積に拡張すれば良いだけである。このように、本発明では、光源がアレイ化されたとしても、装置の過度な大型化を招くことが無く、簡単な構成で対応することが可能である。すなわち、本発明では、光源がアレイ化されたとしても、出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率が高く、出力が安定したレーザ光源装置を得ることが可能となる効果をそのまま保持しつつ、アレイ化による光量の増加を、効果的に出力光のパワーアップに繋げることが可能である。
In the laser light source device according to the present invention, it is preferable that the light source includes a plurality of light emitting units arranged in an array.
In the present invention, even if the arrayed light sources are used, the area of the light incident surface and light emission surface of the components of the laser light source device (bandpass filter, wavelength conversion element, separation mirror, folding means, etc.) Need only be expanded to an area corresponding to the array. Thus, in the present invention, even if the light sources are arranged in an array, it is possible to cope with a simple configuration without causing an excessive increase in size of the apparatus. That is, in the present invention, even when the light sources are arranged in an array, the effect of being able to obtain a laser light source device that efficiently suppresses the power drop of the output light and has high light utilization efficiency and stable output can be maintained. However, an increase in the amount of light due to the array can be effectively linked to a power up of the output light.

また、本発明に係るレーザ光源装置において、前記波長変換素子は、擬似位相整合型の波長変換素子であることが好ましい。
擬似位相整合型の波長変換素子は、他のタイプの波長変換素子よりも変換効率が高いため、本発明の効果をより高めることが可能である。
In the laser light source device according to the present invention, it is preferable that the wavelength conversion element is a quasi phase matching type wavelength conversion element.
Since the quasi phase matching type wavelength conversion element has a higher conversion efficiency than other types of wavelength conversion elements, the effect of the present invention can be further enhanced.

本発明に係る画像表示装置は、上述したようなレーザ光源装置と、前記レーザ光源装置から射出されたレーザ光を画像情報に応じて変調する光変調素子と、を備えたことを特徴とする。
かかる画像表示装置は、上述したようなレーザ光源装置を用いているため、レーザ光の利用効率を向上させることが可能である。
An image display device according to the present invention includes the laser light source device as described above and a light modulation element that modulates laser light emitted from the laser light source device according to image information.
Since such an image display device uses the laser light source device as described above, it is possible to improve the utilization efficiency of laser light.

以下、本発明における実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。
レーザ光源装置31は、光源311、バンドパスフィルタ312、偏光ビームスプリッタ313、波長変換素子314、ミラーとしての多層膜ミラー315、分離ミラー316、レーザ出力測定部317、制御部318、回転機構319、反射ミラー320、を備えている。これらのうち、バンドパスフィルタ312、偏光ビームスプリッタ313、波長変換素子314、多層膜ミラー315および分離ミラー316は、光源311と多層膜ミラー315との間に形成された第1光路O1上に、光源311側からこの順に設けられている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the laser light source device according to the first embodiment.
The laser light source device 31 includes a light source 311, a bandpass filter 312, a polarizing beam splitter 313, a wavelength conversion element 314, a multilayer mirror 315 as a mirror, a separation mirror 316, a laser output measurement unit 317, a control unit 318, a rotation mechanism 319, A reflection mirror 320. Among these, the band pass filter 312, the polarization beam splitter 313, the wavelength conversion element 314, the multilayer mirror 315, and the separation mirror 316 are on the first optical path O1 formed between the light source 311 and the multilayer mirror 315. They are provided in this order from the light source 311 side.

光源311は、第1の波長の光を射出する。
図2は光源311の構造を模式的に示す断面図である。図2に示した光源311は、いわゆる面発光半導体レーザであり、例えば半導体ウエハより少なくともなる基板400と、基板400上に形成され、反射ミラーとしての機能を有するミラー層311Aと、ミラー層311Aの表面に積層されるレーザ媒体311Bとを有する。
The light source 311 emits light having a first wavelength.
FIG. 2 is a sectional view schematically showing the structure of the light source 311. A light source 311 shown in FIG. 2 is a so-called surface-emitting semiconductor laser, for example, a substrate 400 made of at least a semiconductor wafer, a mirror layer 311A formed on the substrate 400 and having a function as a reflection mirror, and a mirror layer 311A. A laser medium 311B stacked on the surface.

ミラー層311Aは、基板400上に、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)により形成された、高屈折率の誘電体と低屈折率の誘電体の積層体によって構成されている。ミラー層311Aを構成する各層の厚さ、各層の材料、層の数は、光源311から射出される光の波長(第1の波長)に対して最適化され、反射光が干渉し強め合う条件に設定されている。   The mirror layer 311A is formed of a stacked body of a high refractive index dielectric and a low refractive index dielectric formed on the substrate 400 by, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition). The thickness of each layer constituting the mirror layer 311A, the material of each layer, and the number of layers are optimized with respect to the wavelength of light emitted from the light source 311 (first wavelength), and the conditions in which reflected light interferes and strengthens each other. Is set to

レーザ媒体311Bは、ミラー層311Aの面上に形成されている。このレーザ媒体311Bは、図示しない電通手段が接続されており、電通手段から所定量の電流が流されると、第1の波長の光を射出する。また、レーザ媒体311Bは、ミラー層311Aと、図1に示した多層膜ミラー315との間で、第1の波長の光が共振することにより、特定の波長(第1の波長)の光を増幅させる。すなわち、ミラー層311Aや、後述する多層膜ミラー315により反射された光は、レーザ媒体311Bにより新たに射出される光と共振して増幅され、レーザ媒体311Bの端面(光射出面)からミラー層311Aや基板400に略直交する方向に射出される。   The laser medium 311B is formed on the surface of the mirror layer 311A. The laser medium 311B is connected to a conduction means (not shown), and emits light of a first wavelength when a predetermined amount of current flows from the conduction means. Further, the laser medium 311B allows light of a specific wavelength (first wavelength) to resonate between light of the first wavelength between the mirror layer 311A and the multilayer mirror 315 illustrated in FIG. Amplify. That is, light reflected by the mirror layer 311A and a multilayer film mirror 315 described later is amplified by resonance with light newly emitted by the laser medium 311B, and is reflected from the end surface (light emission surface) of the laser medium 311B. Injected in a direction substantially orthogonal to 311A and the substrate 400.

バンドパスフィルタ312は、図1に示すように、光源311と多層膜ミラー315との間に形成された第1光路O1上に、光源311に対向して配置され、第1の波長近傍でバンドパス特性を有する。それは、光源311から射出される第1の波長の光のうち、設定された特定波長の光のみを選択的に透過し、それ以外の波長の光を反射する。すなわち、光源311より射出される光を狭帯域化する機能を有する。なお、バンドパスフィルタ312を選択的に透過する光の特定波長は、第1の波長における半値幅が略0.5nmの光である。
また、バンドパスフィルタ312は、後述する回転機構319により、光源311の光射出面(第1光路O1に略直交する面)に対する傾斜角度θ、すなわち、第1光路O1に対する傾斜角度が変位可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the band-pass filter 312 is disposed on the first optical path O1 formed between the light source 311 and the multilayer mirror 315 so as to face the light source 311 and has a band near the first wavelength. Has path characteristics. It selectively transmits only light having a set specific wavelength out of light having a first wavelength emitted from the light source 311 and reflects light having other wavelengths. That is, the light emitted from the light source 311 has a function of narrowing the band. The specific wavelength of light that selectively passes through the bandpass filter 312 is light having a half-value width of about 0.5 nm at the first wavelength.
In addition, the bandpass filter 312 can be displaced by the rotation mechanism 319 described later with respect to the inclination angle θ with respect to the light emission surface of the light source 311 (a surface substantially orthogonal to the first optical path O1), that is, the inclination angle with respect to the first optical path O1. It is configured.

このバンドパスフィルタ312は、ガラス基板312Aの一方の面(入射面)にバンドパス多層膜312Bと、他方の面(射出面)に光の反射を防止するための反射防止(AR:anti-reflective)膜312Cとを備え、バンドパス多層膜312Bが形成された面を光源311側にして配置されている。このバンドパス多層膜312Bによって、上述したバンドパスフィルタ312の機能がもたらされる。
なお、バンドパスフィルタ312は、AR膜312Cが形成された面を光源311側に向けて配置されてもよい。
This band-pass filter 312 has a band-pass multilayer film 312B on one surface (incident surface) of the glass substrate 312A and anti-reflective (AR) for preventing light reflection on the other surface (exit surface). ) Film 312 </ b> C, and the surface on which the bandpass multilayer film 312 </ b> B is formed is disposed on the light source 311 side. The bandpass multilayer film 312B provides the function of the bandpass filter 312 described above.
The band-pass filter 312 may be arranged with the surface on which the AR film 312C is formed facing the light source 311 side.

バンドパス多層膜312Bの膜構成は、高屈折率層Hと低屈折率層Lが交互に積層され、発振波長をλとおいて、光学膜厚が光の射出側、すなわちガラス基板312A側から順に、0.236λH、0.355λL、0.207λH、0.203λL、(0.25λH、0.25λL)n、0.5λH、(0.25λL、0.25λH)n、0.266λL、0.255λH、0.248λL、0.301λH、0.631λLとしたものである。但し、nは3から10の範囲の値であり、括弧内の層を繰り返し積層する繰り返し数を示す。   The film configuration of the bandpass multilayer film 312B is such that the high refractive index layers H and the low refractive index layers L are alternately stacked, the oscillation wavelength is λ, and the optical film thickness is from the light emission side, that is, the glass substrate 312A side. , 0.236λH, 0.355λL, 0.207λH, 0.203λL, (0.25λH, 0.25λL) n, 0.5λH, (0.25λL, 0.25λH) n, 0.266λL, 0.255λH 0.248λL, 0.301λH, and 0.631λL. However, n is a value in the range of 3 to 10, and indicates the number of repetitions in which the layers in parentheses are repeatedly laminated.

高屈折率層Hの材料としては、使用する波長領域において透明で、環境にやさしいTa25、Nb25、Ti02、Zr02などの物質の内から1種類が選択され、低屈折率層Lの材料としては、同様に、環境にやさしいSiO2、MgF2などの物質の内から1種類が選択される。 As the material for the high refractive index layer H, one of the materials such as Ta 2 0 5 , Nb 2 0 5 , Ti0 2 , and Zr0 2 that is transparent in the wavelength region to be used and is environmentally friendly is selected, and the low refractive index is low. Similarly, as the material of the rate layer L, one kind is selected from environmentally friendly substances such as SiO 2 and MgF 2 .

図3は、このように形成されたバンドパス多層膜312Bの分光透過率特性の一例を示すグラフである。グラフの横軸は波長(nm)を示し、縦軸は透過率(%)を示す。なお、この分光透過率特性は、光源311から射出される光の波長(第1の波長)が1064nm近傍である場合を示す。
図3に示すように、バンドパス多層膜312Bは、第1の波長近傍でバンドパス特性を有する。また、第2の波長の光に対して略80%以上の透過率を有し、特に、波長532nmの緑色光近傍の光に対して100%に近い透過率を有する。
FIG. 3 is a graph showing an example of spectral transmittance characteristics of the bandpass multilayer film 312B formed in this way. The horizontal axis of the graph indicates the wavelength (nm), and the vertical axis indicates the transmittance (%). This spectral transmittance characteristic indicates a case where the wavelength (first wavelength) of light emitted from the light source 311 is around 1064 nm.
As shown in FIG. 3, the bandpass multilayer film 312B has a bandpass characteristic in the vicinity of the first wavelength. Further, it has a transmittance of about 80% or more for the light of the second wavelength, and particularly has a transmittance of nearly 100% for the light near the green light having a wavelength of 532 nm.

偏光ビームスプリッタ313は、ガラス基板313Aの一方の面に選択性反射膜313Bを有し、他方の面に光の反射を防止するための反射防止(AR:anti-reflective)膜313Cが設けられている。この偏光ビームスプリッタ313は、第1の波長の光を透過し、後述する波長変換素子314によって変換された第2の波長の光を反射ミラー320の方に向かって反射する機能を有する。   The polarizing beam splitter 313 has a selective reflection film 313B on one surface of a glass substrate 313A, and an anti-reflective (AR) film 313C for preventing light reflection on the other surface. Yes. The polarization beam splitter 313 has a function of transmitting light having a first wavelength and reflecting light having a second wavelength converted by a wavelength conversion element 314 described later toward the reflection mirror 320.

偏光ビームスプリッタ313は、第1光路O1上のバンドパスフィルタ312と波長変換素子314との間に、第1光路O1に対して略45°傾斜する角度に配置されている。
なお、偏光ビームスプリッタ313は、反射効率を考慮すると、選択性反射膜313Bが設けられた面を波長変換素子314側にして配置したが、AR膜313Cが設けられた面を波長変換素子314側にして配置しても良い。また、AR膜313Cは、偏光ビームスプリッタ313の機能を達成する上で必須の構成ではないため、省略することも可能である。
The polarization beam splitter 313 is disposed between the band pass filter 312 on the first optical path O1 and the wavelength conversion element 314 at an angle of approximately 45 ° with respect to the first optical path O1.
In consideration of reflection efficiency, the polarization beam splitter 313 is disposed with the surface provided with the selective reflection film 313B facing the wavelength conversion element 314, but the surface provided with the AR film 313C is disposed on the wavelength conversion element 314 side. May be arranged. The AR film 313C is not an essential component for achieving the function of the polarization beam splitter 313, and can be omitted.

波長変換素子314は、入射した光の波長を略半分の波長(第2の波長)の光に変換する。波長変換素子314は、図1に示すように、光源311と多層膜ミラー315との間に形成された第1光路O1上の、偏光ビームスプリッタ313と多層膜ミラー315の間に設けられている。   The wavelength conversion element 314 converts the wavelength of the incident light into light having a substantially half wavelength (second wavelength). As shown in FIG. 1, the wavelength conversion element 314 is provided between the polarizing beam splitter 313 and the multilayer mirror 315 on the first optical path O1 formed between the light source 311 and the multilayer mirror 315. .

図4は波長変換素子314の構造を模式的に示す断面図である。波長変換素子314は、例えば四角柱形状をなし、波長変換部314Aと、波長変換部314Aの光源311側の面(入射側端面)にAR膜314Bと、波長変換部314Aの多層膜ミラー315側の面(射出側端面)にAR膜314Cとを備えている。   FIG. 4 is a sectional view schematically showing the structure of the wavelength conversion element 314. The wavelength conversion element 314 has, for example, a quadrangular prism shape, the wavelength conversion unit 314A, the AR film 314B on the light source 311 side surface (incident side end surface) of the wavelength conversion unit 314A, and the multilayer film mirror 315 side of the wavelength conversion unit 314A. The AR film 314C is provided on the surface (the exit side end face).

波長変換部314Aは、入射した光の第2高調波を生成する第2次高調波発生(SHG:Second Harmonic Generation)素子である。波長変換部314Aは、周期的な分極反転構造を備えており、擬似位相整合(QPM:Quasi Phase Matching)による波長変換によって、入射した光の波長を略半分の波長(第2の波長)の光に変換する。例えば、光源311から射出される光の波長(第1の波長)が1064nm(近赤外)である場合、波長変換部314Aは、これを半分の波長(第2の波長)532nmに変換して、緑色の光を生成する。但し、波長変換部314Aの波長変換効率は、一般的に30〜40%程度である。つまり、光源311から射出された光のすべてが、第2の波長の光に変換されるわけではない。   The wavelength conversion unit 314A is a second harmonic generation (SHG) element that generates a second harmonic of incident light. The wavelength conversion unit 314A has a periodic polarization inversion structure, and the wavelength of incident light is approximately half the wavelength (second wavelength) by wavelength conversion using quasi phase matching (QPM). Convert to For example, when the wavelength (first wavelength) of light emitted from the light source 311 is 1064 nm (near infrared), the wavelength conversion unit 314A converts this to a half wavelength (second wavelength) of 532 nm. Produces green light. However, the wavelength conversion efficiency of the wavelength conversion unit 314A is generally about 30 to 40%. That is, not all of the light emitted from the light source 311 is converted into light of the second wavelength.

周期的な分極反転構造は、例えばニオブ酸リチウム(LN:LiNbO3)やタンタル酸リチウム(LT:LiTaO3)などの無機非線形光学材料の結晶基板内部に形成されている。具体的には、周期的な分極反転構造は、このような結晶基板内部に、光源311から射出された光に対して略直交する方向に、相互に分極方向が反転した2つの領域314Aa,314Abを、所定の間隔で交互に多数形成した構成となっている。これら2つの領域314Aa,314Abのピッチは、入射光の波長と結晶基板の屈折率分散とを考慮して、適宜決定される。 The periodic domain-inverted structure is formed inside a crystal substrate of an inorganic nonlinear optical material such as lithium niobate (LN: LiNbO 3 ) or lithium tantalate (LT: LiTaO 3 ). Specifically, the periodic domain-inverted structure has two regions 314Aa and 314Ab in which the directions of polarization are inverted in a direction substantially orthogonal to the light emitted from the light source 311 inside the crystal substrate. Are formed alternately at a predetermined interval. The pitch of these two regions 314Aa and 314Ab is appropriately determined in consideration of the wavelength of incident light and the refractive index dispersion of the crystal substrate.

なお、一般に半導体レーザから発振されるレーザ光は、利得帯域の中で複数の縦モードが発振し、温度の変動などの影響によりそれらの波長が変化する。すなわち、波長変換素子314において変換される光の波長の許容幅は0.3nm程度であり、使用環境温度の変化に対して、0.1nm/℃程度変動する。   In general, laser light oscillated from a semiconductor laser oscillates in a plurality of longitudinal modes within a gain band, and the wavelengths thereof change due to the influence of temperature fluctuations. That is, the allowable width of the wavelength of the light converted in the wavelength conversion element 314 is about 0.3 nm, and varies by about 0.1 nm / ° C. with respect to the change in use environment temperature.

AR膜314B,314Cは、例えば単層または多層より少なくともなる誘電体膜であり、第1の波長の光および第2の波長の光の双方を例えば98%以上の透過率で透過させる。なお、AR膜314B,314Cは、レーザ光が波長変換素子314に入射したり、射出されたりする際のレーザ光の損失を低減する特性を有するが、波長変換素子314の機能を達成する上で必須の構成ではないため、省略することも可能である。つまり、波長変換素子314を、波長変換部314Aのみで構成することも可能である。   The AR films 314B and 314C are dielectric films made of at least a single layer or multiple layers, for example, and transmit both the light with the first wavelength and the light with the second wavelength with a transmittance of 98% or more, for example. The AR films 314B and 314C have a characteristic of reducing the loss of the laser light when the laser light is incident on or emitted from the wavelength conversion element 314. However, in order to achieve the function of the wavelength conversion element 314. Since it is not an essential configuration, it can be omitted. That is, the wavelength conversion element 314 can be configured by only the wavelength conversion unit 314A.

多層膜ミラー315は、図1に示すように、第1光路O1上の波長変換素子314の射出端面に対向して配置され、第1の波長の光を選択的に反射して光源311の方に向かわせ、それ以外の波長(第2の波長を含む)の光を透過する機能を有する。多層膜ミラー315は、第1の波長の光を選択的に反射することで、増幅する光の波長を狭帯域化する機能も担っている。   As shown in FIG. 1, the multilayer mirror 315 is arranged to face the emission end face of the wavelength conversion element 314 on the first optical path O1, and selectively reflects the light of the first wavelength toward the light source 311. And has a function of transmitting light of other wavelengths (including the second wavelength). The multilayer mirror 315 also has a function of narrowing the wavelength of the light to be amplified by selectively reflecting the light having the first wavelength.

多層膜ミラー315は、透明部材としてのガラス基板315Aの一方の面(入射面)に誘電体多層膜315Bが設けられ、他方の面(射出面)に光の反射を防止するための反射防止膜315Cが形成されている。多層膜ミラー315は、誘電体多層膜315Bを波長変換素子314側に向けて配置されている。   The multilayer mirror 315 is provided with a dielectric multilayer film 315B on one surface (incident surface) of a glass substrate 315A as a transparent member, and an antireflection film for preventing light reflection on the other surface (exit surface). 315C is formed. The multilayer mirror 315 is disposed with the dielectric multilayer film 315B facing the wavelength conversion element 314 side.

また、誘電体多層膜315Bは、例えばCVDによって形成することが可能であり、多層膜を構成する各層の厚さ、各層の材料、層の数は、求められる特性に応じて最適化される。この誘電体多層膜315Bによって、上述した多層膜ミラー315の機能がもたらされる。この誘電体多層膜315Bの第2波長の光に対する透過率、および第1波長の光に対する反射率は、高ければ高いほど良く、80%以上が望ましい。   The dielectric multilayer film 315B can be formed by, for example, CVD, and the thickness of each layer, the material of each layer, and the number of layers constituting the multilayer film are optimized according to the required characteristics. This dielectric multilayer film 315B provides the function of the multilayer mirror 315 described above. The higher the transmittance of the dielectric multilayer film 315B for the second wavelength light and the higher the reflectance for the first wavelength light, the better, and 80% or more is desirable.

また、透明部材としてのガラス基板315Aは、ガラス基板315Aを透過する第2の波長のレーザ光に対して80%以上の透過率を有し、第1の波長の光に対しては20%以下の透過率を有する素材よりなる。これにより、多層膜ミラー315を透過する第2の波長の光の損失を低減することが可能となる。
なお、AR膜315Cは、多層膜ミラー315の機能を達成する上で必須の構成ではないため、省略することも可能である。つまり、多層膜ミラー315を、ガラス基板315Aと誘電体多層膜315Bのみで構成することも可能である。
Further, the glass substrate 315A as a transparent member has a transmittance of 80% or more with respect to the laser light of the second wavelength that transmits the glass substrate 315A, and is 20% or less with respect to the light of the first wavelength. It consists of the material which has the transmittance | permeability of. As a result, it is possible to reduce the loss of light having the second wavelength that is transmitted through the multilayer mirror 315.
The AR film 315C is not an essential component for achieving the function of the multilayer mirror 315, and can be omitted. That is, the multilayer mirror 315 can be configured by only the glass substrate 315A and the dielectric multilayer film 315B.

分離ミラー316は、図1に示すように、多層膜ミラー315の射出側に対向して配置され、多層膜ミラー315から射出される第2の波長の光の一部、例えばレーザ出力の0.5%程度を反射し、レーザ出力測定部317に向かう方に分離する機能を有する。
この分離ミラー316は、ガラス基板316Aの一方の面に誘電体多層膜より少なくともなる分離膜316Bが設けられ、分離膜316Bを多層膜ミラー315側にして、第1光路O1に沿う方向に、例えば略45°傾斜して配置されている。分離膜316Bを構成する多層膜の各層の厚さ、各層の材料、層の数は、求められる特性に応じて最適化される。なお、分離ミラー316は、ガラス基板316Aの他方の面にAR膜を設けてもよい。
As shown in FIG. 1, the separation mirror 316 is disposed to face the emission side of the multilayer mirror 315, and a part of the second wavelength light emitted from the multilayer mirror 315, for example, 0. It has a function of reflecting about 5% and separating it toward the laser output measuring unit 317.
This separation mirror 316 is provided with at least a separation film 316B made of a dielectric multilayer film on one surface of a glass substrate 316A. The separation film 316B faces the multilayer film mirror 315, for example, in a direction along the first optical path O1. It is arranged with an inclination of about 45 °. The thickness of each layer of the multilayer film constituting the separation membrane 316B, the material of each layer, and the number of layers are optimized according to the required characteristics. Note that the separation mirror 316 may be provided with an AR film on the other surface of the glass substrate 316A.

レーザ出力測定部317は、いずれも図示しない受光センサーと測定回路を有し、分離ミラー316から入射する分離光を受光して電気信号に変換し、信号処理によってレーザ光出力の測定値を求める。受光センサーとしては、半導体フォトダイオードなどを用いることができる。
レーザ出力測定部317で得られたレーザ出力測定値の出力信号は、制御部318に送出される。
The laser output measurement unit 317 includes a light receiving sensor and a measurement circuit (not shown), receives the separated light incident from the separation mirror 316 and converts it into an electrical signal, and obtains a measured value of the laser light output by signal processing. As the light receiving sensor, a semiconductor photodiode or the like can be used.
The output signal of the laser output measurement value obtained by the laser output measurement unit 317 is sent to the control unit 318.

制御部318は、CPU、RAMおよびROMなどを備えたマイクロコンピュータで構成され、レーザ出力測定部317から入力したレーザ出力測定値の出力信号に基づいて回転機構319の制御を行う。
回転機構319は、図1に示すように、制御部318から入力する制御信号に基づいて、バンドパスフィルタ312の第1光路O1に対する傾斜角度θが変位する角度調節が行われる。
The control unit 318 is configured by a microcomputer including a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and controls the rotation mechanism 319 based on the output signal of the laser output measurement value input from the laser output measurement unit 317.
As shown in FIG. 1, the rotation mechanism 319 performs angle adjustment for changing the inclination angle θ of the bandpass filter 312 with respect to the first optical path O <b> 1 based on a control signal input from the control unit 318.

傾斜角度θは、光源311の光射出面(第1光路O1に略直交する面)に対する傾斜角度である。すなわち、第1光路O1に対する傾斜角度である。この傾斜角度θが調節されることによりバンドパスフィルタ312を透過するレーザ光(第1の波長)のピーク波長が調整される。傾斜角度θの角度調節は、各種回転モータや、アクチュエータまたはピエゾ素子のてこの原理を利用した回転運動を用い、例えば、バンドパスフィルタ312の略中心点RCを回転中心として、図中に矢印αで示すように回動して行われる。   The inclination angle θ is an inclination angle with respect to the light emission surface of the light source 311 (a surface substantially orthogonal to the first optical path O1). That is, the inclination angle with respect to the first optical path O1. By adjusting the tilt angle θ, the peak wavelength of the laser light (first wavelength) that passes through the bandpass filter 312 is adjusted. The angle of the inclination angle θ is adjusted by using a rotary motion utilizing the lever principle of various rotary motors, actuators, or piezo elements. For example, with the approximate center point RC of the bandpass filter 312 as the center of rotation, As shown in FIG.

反射ミラー320は、偏光ビームスプリッタ313から反射された反射光ILを全反射する機能を有する。
反射ミラー320は、ガラス基板320Aの一方の面に反射膜320Bを有し、他方の面にAR膜320Cが設けられている。この反射ミラー320は、反射膜320Bが設けられた面を偏光ビームスプリッタ313側にして、第1光路O1に対して偏光ビームスプリッタ313と面対称となる位置に配置されている。
The reflection mirror 320 has a function of totally reflecting the reflected light IL reflected from the polarization beam splitter 313.
The reflection mirror 320 has a reflection film 320B on one surface of the glass substrate 320A, and an AR film 320C is provided on the other surface. The reflection mirror 320 is disposed at a position that is plane-symmetric with the polarization beam splitter 313 with respect to the first optical path O1, with the surface on which the reflection film 320B is provided facing the polarization beam splitter 313 side.

反射膜320Bは、偏光ビームスプリッタ313に設けられた選択性反射膜313Bと同様、誘電体多層膜によって構成することが可能である。このとき、反射膜320Bを構成する誘電体多層膜は、選択性反射膜313Bと異なる誘電体多層膜でも良いが、同じ誘電体多層膜でも良い。また、反射膜320Bはアルミニウム、クロム、銀などの金属膜によって構成しても良い。   Similar to the selective reflection film 313B provided on the polarization beam splitter 313, the reflection film 320B can be formed of a dielectric multilayer film. At this time, the dielectric multilayer film constituting the reflective film 320B may be a dielectric multilayer film different from the selective reflective film 313B, but may be the same dielectric multilayer film. Further, the reflective film 320B may be formed of a metal film such as aluminum, chromium, or silver.

一般的に、誘電体多層膜の方が、金属膜に比べて耐熱性に優れている。また、誘電体多層膜は、これを構成する各層の厚さ、各層の材料、層の数の最適化により、特定波長の光に対する反射率を高めることが可能であり、レーザ光のように波長帯域が狭く、指向性の高い光を効率よく反射するにも適している。一方、金属膜は、コスト面において誘電体多層膜よりも有利である。   In general, the dielectric multilayer film is more excellent in heat resistance than the metal film. In addition, the dielectric multilayer film can improve the reflectivity for light of a specific wavelength by optimizing the thickness of each layer, the material of each layer, and the number of layers constituting the dielectric multilayer film. It is also suitable for efficiently reflecting light with a narrow band and high directivity. On the other hand, the metal film is more advantageous than the dielectric multilayer film in terms of cost.

なお、反射ミラー320は、反射効率を考慮して反射膜320Bが設けられた面を偏光ビームスプリッタ313側にして配置したが、AR膜320Cが設けられた面を偏光ビームスプリッタ313側にして配置しても良い。また、AR膜320Cは、反射ミラー320の機能を達成する上で必須の構成ではないため、省略することも可能である。   The reflecting mirror 320 is arranged with the surface provided with the reflecting film 320B on the polarizing beam splitter 313 side in consideration of the reflection efficiency, but the surface provided with the AR film 320C is arranged on the polarizing beam splitter 313 side. You may do it. The AR film 320C is not an essential component for achieving the function of the reflection mirror 320, and can be omitted.

次に、レーザ光源装置31から出力光が得られるまでの過程について、図1、図2、図4を参照して説明する。   Next, a process until output light is obtained from the laser light source device 31 will be described with reference to FIGS.

光源311は、レーザ媒体311Bに電流が流されると、第1の波長の光を射出する。光源311から射出された第1の波長の光は、バンドパスフィルタ312に入射する。
バンドパスフィルタ312では、バンドパス多層膜312Bにおいて、第1の波長の光のうち波長幅が略0.5nm程度の光が透過されるとともに、それ以外の波長幅の光が反射される。すなわち、入射する第1の波長の光の狭帯域化が行われる。
The light source 311 emits light having a first wavelength when a current is passed through the laser medium 311B. The light having the first wavelength emitted from the light source 311 enters the band pass filter 312.
In the bandpass filter 312, the bandpass multilayer film 312B transmits light having a wavelength width of about 0.5 nm among the light having the first wavelength, and reflects light having other wavelength widths. That is, the band of the incident first wavelength light is narrowed.

バンドパスフィルタ312において反射された第1の波長の光は、光源311に向けて射出される。
光源311に向けて射出された第1の波長の光は、光源311に戻り、ミラー層311Aによって反射され、再び光源311から射出される。このように、バンドパスフィルタ312において反射された第1の波長の光は、光源311とバンドパスフィルタ312との間を往復することにより、レーザ媒体311Bにて新たに発振される光と共振して増幅される。
The light having the first wavelength reflected by the band pass filter 312 is emitted toward the light source 311.
The light having the first wavelength emitted toward the light source 311 returns to the light source 311, is reflected by the mirror layer 311 </ b> A, and is emitted from the light source 311 again. As described above, the light having the first wavelength reflected by the bandpass filter 312 reciprocates between the light source 311 and the bandpass filter 312, thereby resonating with light newly oscillated in the laser medium 311 </ b> B. Amplified.

一方、バンドパスフィルタ312のバンドパス多層膜312Bを透過した第1の波長の光は、偏光ビームスプリッタ313に向けて射出される。そして、偏光ビームスプリッタ313を透過して、波長変換素子314に入射する。
波長変換素子314では、入射した第1の波長の光のうち一部の光の波長が、半分の波長(第2の波長)に変換され、多層膜ミラー315に向けて射出する。
On the other hand, the light having the first wavelength transmitted through the bandpass multilayer film 312B of the bandpass filter 312 is emitted toward the polarization beam splitter 313. Then, the light passes through the polarization beam splitter 313 and enters the wavelength conversion element 314.
In the wavelength conversion element 314, a part of the incident light having the first wavelength is converted into a half wavelength (second wavelength) and emitted toward the multilayer mirror 315.

多層膜ミラー315では、波長変換素子314から射出された光のうち第2の波長に変換された光は、誘電体多層膜315Bを透過して、分離ミラー316に向かって射出される。一方、波長変換素子314から射出された光のうち、第2の波長に変換されなかった光(第1波長の光)は、誘電体多層膜315Bによって反射され、光源311の方に向かう。   In the multilayer mirror 315, the light converted from the wavelength conversion element 314 to the second wavelength is transmitted through the dielectric multilayer 315 </ b> B and emitted toward the separation mirror 316. On the other hand, of the light emitted from the wavelength conversion element 314, light that has not been converted to the second wavelength (light having the first wavelength) is reflected by the dielectric multilayer film 315B and travels toward the light source 311.

そして、多層膜ミラー315の誘電体多層膜315Bを透過して、分離ミラー316に向かって射出された第2の波長の光は、分離ミラー316の分離膜316Bにおいて、入射した第2の波長のうちレーザ出力の0.5%程度の光が分離される。分離された光は、分岐光L3としてレーザ出力測定部317に向かって反射される。それ以外の第2の波長の光は、分離ミラー316の分離膜316Bを透過して、第1のレーザ光LS1(出力光)として分離ミラー316(レーザ光源装置31)から射出される。なお、分離膜316Bによって分離された分岐光L3は、バンドパスフィルタ312の傾斜角度θを調節するために利用される。この傾斜角度θの調節については後述する。   Then, the light having the second wavelength transmitted through the dielectric multilayer film 315B of the multilayer mirror 315 and emitted toward the separation mirror 316 is incident on the separation film 316B of the separation mirror 316. Of this, about 0.5% of the laser output is separated. The separated light is reflected toward the laser output measuring unit 317 as the branched light L3. The other light of the second wavelength passes through the separation film 316B of the separation mirror 316 and is emitted from the separation mirror 316 (laser light source device 31) as the first laser light LS1 (output light). The branched light L3 separated by the separation film 316B is used to adjust the tilt angle θ of the bandpass filter 312. The adjustment of the tilt angle θ will be described later.

一方、多層膜ミラー315の誘電体多層膜315Bによって反射され、光源311の方に向かう第1の波長の光は、光源311の方へ向かう過程で再び波長変換素子314を通過する。波長変換素子314を通過する際に、そのうちの一部の光が第2の波長に変換される。
そして、波長変換素子314を通過した光は、偏光ビームスプリッタ313に入射する。
On the other hand, the light having the first wavelength reflected by the dielectric multilayer film 315B of the multilayer mirror 315 and directed toward the light source 311 passes through the wavelength conversion element 314 again in the process toward the light source 311. When passing through the wavelength conversion element 314, some of the light is converted to the second wavelength.
Then, the light that has passed through the wavelength conversion element 314 enters the polarization beam splitter 313.

偏光ビームスプリッタ313では、選択性反射膜313Bに入射した光のうち、第1の波長の光は、選択性反射膜313Bを透過する。そして、選択性反射膜313Bを透過した第1の波長の光は、光源311に向けて射出される。   In the polarization beam splitter 313, the light having the first wavelength among the light incident on the selective reflection film 313B is transmitted through the selective reflection film 313B. Then, the light having the first wavelength transmitted through the selective reflection film 313 </ b> B is emitted toward the light source 311.

さらに、この光は光源311に戻り、ミラー層311Aによって反射され、再び光源311から射出される。このように、第1の波長の光は、光源311と多層膜ミラー315の誘電体多層膜315Bとの間に形成された第1光路O1を往復することにより、レーザ媒体311Bにて新たに発振される光と共振して増幅される。すなわち、レーザ光源装置31は、光源311のミラー層311Aと多層膜ミラー315の誘電体多層膜315Bとの間に形成された共振構造を備えている。   Further, this light returns to the light source 311, is reflected by the mirror layer 311 A, and is emitted from the light source 311 again. As described above, the light of the first wavelength newly oscillates in the laser medium 311B by reciprocating the first optical path O1 formed between the light source 311 and the dielectric multilayer film 315B of the multilayer mirror 315. Resonated with the light to be amplified. In other words, the laser light source device 31 includes a resonance structure formed between the mirror layer 311A of the light source 311 and the dielectric multilayer film 315B of the multilayer mirror 315.

一方、多層膜ミラー315の誘電体多層膜315Bよって反射されて光源311の方へ向かう過程で波長変換素子314によって第2の波長に変換された光は、偏光ビームスプリッタ313の選択性反射膜313Bによって反射される。偏光ビームスプリッタ313で反射された反射光ILは、反射ミラー320の方に向かう。
そして、反射光ILは、反射ミラー320に入射して、反射膜320Bによって第1のレーザ光LS1の進行方向と略平行な方向に反射される。さらに、反射膜320Bによって反射された光は、第2のレーザ光LS2(出力光)として、レーザ光源装置31から射出される。
On the other hand, the light reflected by the dielectric multilayer film 315B of the multilayer mirror 315 and converted to the second wavelength by the wavelength conversion element 314 in the process toward the light source 311 is selectively reflected by the selective reflection film 313B of the polarization beam splitter 313. Is reflected by. The reflected light IL reflected by the polarization beam splitter 313 travels toward the reflection mirror 320.
Then, the reflected light IL enters the reflecting mirror 320 and is reflected by the reflecting film 320B in a direction substantially parallel to the traveling direction of the first laser light LS1. Further, the light reflected by the reflective film 320B is emitted from the laser light source device 31 as the second laser light LS2 (output light).

つまり、偏光ビームスプリッタ313および反射ミラー320は、多層膜ミラー315の誘電体多層膜315Bよって反射されて光源311の方へ向かう過程で第2の波長に変換された光を、第1光路O1とは異なる第2光路O2へ取り出す機能を備えている。この偏光ビームスプリッタ313と、反射ミラー320と、で折り返し手段が構成されている。   That is, the polarization beam splitter 313 and the reflection mirror 320 reflect the light reflected by the dielectric multilayer film 315B of the multilayer mirror 315 and converted into the second wavelength in the process toward the light source 311 with the first optical path O1. Has a function of taking out to a different second optical path O2. The polarization beam splitter 313 and the reflection mirror 320 constitute a folding means.

なお、図1において、L1は、光源311から射出され、波長変換素子314によって第2の波長の光に変換され、多層膜ミラー315を透過して分離ミラー316から第1のレーザ光LS1として射出される光を示している。第1光路O1は、光源311から射出され、波長変換素子314によって第2の波長に変換されること無く射出され、多層膜ミラー315の誘電体多層膜315Bよって反射されて、光源311に向かう過程においても第2の波長に変換されず、偏光ビームスプリッタ313およびバンドパス多層膜312Bを透過して光源311に戻る光を示しており、このような光によって第1光路O1が形成されると考えることができる。   In FIG. 1, L1 is emitted from the light source 311, converted into light of the second wavelength by the wavelength conversion element 314, transmitted through the multilayer mirror 315, and emitted from the separation mirror 316 as the first laser light LS <b> 1. Shows the light to be. The first optical path O <b> 1 is emitted from the light source 311, emitted without being converted to the second wavelength by the wavelength conversion element 314, reflected by the dielectric multilayer 315 </ b> B of the multilayer mirror 315, and directed toward the light source 311. In FIG. 4, light that is not converted to the second wavelength but passes through the polarization beam splitter 313 and the bandpass multilayer film 312B and returns to the light source 311 is shown, and it is considered that the first optical path O1 is formed by such light. be able to.

また、L2は、光源311から射出され、波長変換素子314によって第2の波長に変換されること無く射出され、多層膜ミラー315の誘電体多層膜315Bよって反射されて、光源311に向かう過程において、波長変換素子314によって第2の波長に変換されて、偏光ビームスプリッタ313へ入射する光を示している。
さらに、図1では、L1、O1、L2を異なる位置に示しているが、これらは説明の便宜上、異なる位置に示されているだけであり、本来は同じ位置に存在する。このことについては、以後の各実施形態において説明するレーザ光源装置の概略構成を示す模式図においても同様である。
Further, L2 is emitted from the light source 311, emitted without being converted to the second wavelength by the wavelength conversion element 314, reflected by the dielectric multilayer film 315 </ b> B of the multilayer mirror 315, and in the process toward the light source 311. The light converted into the second wavelength by the wavelength conversion element 314 and incident on the polarization beam splitter 313 is shown.
Further, in FIG. 1, L1, O1, and L2 are shown at different positions, but these are only shown at different positions for convenience of explanation, and originally exist at the same position. The same applies to schematic diagrams showing a schematic configuration of a laser light source device described in the following embodiments.

次にバンドパスフィルタ312の傾斜角度θの調節について説明する。
一般に半導体レーザ(光源311)から発振されるレーザ光は、利得帯域の中で複数の縦モードが発振し、温度の変動などの影響によりそれらの波長が変化する。また、波長変換素子314においても波長変換されるレーザ光の波長は、温度の変動に対して、0.1nm/℃程度変化する。
バンドパスフィルタ312の傾斜角度θの変位による角度調節は、こうした温度の変動に対応し、安定したレーザ光を得る目的で行われる。
Next, adjustment of the tilt angle θ of the bandpass filter 312 will be described.
In general, laser light oscillated from a semiconductor laser (light source 311) oscillates in a plurality of longitudinal modes within a gain band, and the wavelengths thereof change due to the influence of temperature fluctuations. Also in the wavelength conversion element 314, the wavelength of the laser light subjected to wavelength conversion changes by about 0.1 nm / ° C. with respect to temperature variation.
The angle adjustment by the displacement of the inclination angle θ of the bandpass filter 312 is performed for the purpose of obtaining stable laser light in response to such temperature fluctuations.

バンドパスフィルタ312の傾斜角度θの調節は、分離ミラー316の分離膜316Bにおいて分離され、レーザ出力測定部317に入射した分岐光L3に基づいて行われる。
レーザ出力測定部317では、分岐光L3を受光センサーが受光して電気信号に変換し、その電気信号に基づいて測定回路においてレーザ光出力の測定値が求められる。
The adjustment of the tilt angle θ of the bandpass filter 312 is performed based on the branched light L3 that is separated by the separation film 316B of the separation mirror 316 and incident on the laser output measurement unit 317.
In the laser output measuring unit 317, the split light L3 is received by the light receiving sensor and converted into an electric signal, and a measurement value of the laser light output is obtained in the measurement circuit based on the electric signal.

そして、レーザ出力測定部317で得られたレーザ出力測定値の出力信号は、制御部318に送出される。
制御部318では、ROMに格納されたレーザ出力と傾斜角度θによる波長のシフト特性に基づいた制御プログラムが実行され、レーザ出力測定部317で得られたレーザ出力測定値の出力信号に対応した傾斜角度θに変位させる制御信号が回転機構319に出力される。
The output signal of the laser output measurement value obtained by the laser output measurement unit 317 is sent to the control unit 318.
The control unit 318 executes a control program based on the laser output stored in the ROM and the wavelength shift characteristic depending on the tilt angle θ, and the tilt corresponding to the output signal of the laser output measurement value obtained by the laser output measurement unit 317. A control signal for shifting the angle θ is output to the rotation mechanism 319.

回転機構319では、制御部318から入力した制御信号に基づいて、アクチュエータが作動し、略中心点RCを回転中心としてバンドパスフィルタ312が所定量回転して、所定の傾斜角度θに変位する角度調節が行われる。
なお、レーザ出力測定部317の測定時間の間隔、および回転機構319の作動頻度は、使用環境などを考慮して、適宜決定される。
In the rotation mechanism 319, the actuator operates based on the control signal input from the control unit 318, and the angle at which the bandpass filter 312 rotates by a predetermined amount about the center point RC as a rotation center and is displaced to a predetermined inclination angle θ. Adjustments are made.
Note that the measurement time interval of the laser output measurement unit 317 and the operating frequency of the rotation mechanism 319 are appropriately determined in consideration of the use environment and the like.

図5は、傾斜角度θの変位による透過波長のシフト特性を表すグラフである。グラフの横軸は波長(nm)を示し、縦軸に透過率(%)を示す。なお、図5は、光源311から射出される光の設定波長が1064nmの場合を示す。
図5中に示す曲線aは、バンドパスフィルタ312の傾斜角度θが0°における透過率曲線であり、同様に曲線bは傾斜角度θが1°、曲線cは2°、曲線dは3°、曲線eは4°、曲線fは5°における透過率曲線である。
FIG. 5 is a graph showing the shift characteristic of the transmission wavelength due to the displacement of the inclination angle θ. The horizontal axis of the graph indicates the wavelength (nm), and the vertical axis indicates the transmittance (%). FIG. 5 shows a case where the set wavelength of light emitted from the light source 311 is 1064 nm.
A curve a shown in FIG. 5 is a transmittance curve when the bandpass filter 312 has an inclination angle θ of 0 °. Similarly, the curve b has an inclination angle θ of 1 °, the curve c has 2 °, and the curve d has 3 °. , Curve e is a transmittance curve at 4 °, and curve f is a transmittance curve at 5 °.

図5において、バンドパスフィルタ312の傾斜角度θが0°から5°に向かって大きくなるに従って、バンドパスフィルタ312を透過する光のピーク波長が小さく(周波数を大きく)なる方向にシフト(移行)する。
なお、バンドパスフィルタ312の傾斜角度θの調節は、光源311の光射出面に対して右傾斜あるいは左傾斜のどちらの方向であってもよい。
In FIG. 5, as the tilt angle θ of the bandpass filter 312 increases from 0 ° toward 5 °, the peak wavelength of light transmitted through the bandpass filter 312 shifts (shifts) in a direction that decreases (increases the frequency). To do.
The adjustment of the inclination angle θ of the bandpass filter 312 may be in the direction of either the right inclination or the left inclination with respect to the light exit surface of the light source 311.

最後に、第1のレーザ光LS1と第2のレーザ光LS2との間の距離と、波長変換素子314の幅との関係について、図1を参照しながら説明する。図1において、W1は、波長変換素子314の第1のレーザ光LS1と第2のレーザ光LS2とに直交する線(図示せず)と平行な方向の幅を示している。W2は、第1のレーザ光LS1と第2のレーザ光LS2との間の距離を示している。本実施形態のレーザ光源装置31は、W2>W1の関係となるように構成されている。   Finally, the relationship between the distance between the first laser beam LS1 and the second laser beam LS2 and the width of the wavelength conversion element 314 will be described with reference to FIG. In FIG. 1, W1 indicates a width in a direction parallel to a line (not shown) orthogonal to the first laser light LS1 and the second laser light LS2 of the wavelength conversion element 314. W2 indicates the distance between the first laser beam LS1 and the second laser beam LS2. The laser light source device 31 of this embodiment is configured to have a relationship of W2> W1.

本実施形態に係るレーザ光源装置31は、以下の効果を奏する。
(1)バンドパスフィルタ312が、レーザ出力測定部317の出力信号に基づいて第1光路O1に対する傾斜角度θが変位する角度調節が行われることにより、温度変動などで光源311から射出される光の波長が変化した場合であっても、波長変換素子314の変換波長に合わせることができる。すなわち、出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率が高く、出力が安定したレーザ光源装置31を得ることが可能となる。
The laser light source device 31 according to the present embodiment has the following effects.
(1) The light emitted from the light source 311 due to temperature variation or the like by the band pass filter 312 performing angle adjustment for displacing the inclination angle θ with respect to the first optical path O1 based on the output signal of the laser output measuring unit 317. Even when the wavelength changes, the wavelength can be adjusted to the conversion wavelength of the wavelength conversion element 314. That is, it is possible to obtain the laser light source device 31 that efficiently suppresses the power drop of the output light, has high light utilization efficiency, and has a stable output.

(2)光源311と多層膜ミラー315の誘電体多層膜315Bとの間に構成された共振構造の内部に波長変換素子314を設けているため、波長変換素子314において第2の波長に変換されなかった光が、多層膜ミラー315の誘電体多層膜315Bによって反射されて光源311の方へ向かう過程で第2の波長に変換された光を、折り返し手段(偏光ビームスプリッタ313および反射ミラー320)によって第2光路O2に取り出して、第2のレーザ光LS2として利用することにより、出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率を高めることができる。   (2) Since the wavelength conversion element 314 is provided inside the resonance structure formed between the light source 311 and the dielectric multilayer film 315B of the multilayer mirror 315, the wavelength conversion element 314 converts the wavelength to the second wavelength. The light that has not been reflected is reflected by the dielectric multilayer 315B of the multilayer mirror 315 and converted to the second wavelength in the process toward the light source 311 is turned back (the polarization beam splitter 313 and the reflection mirror 320). By taking out to the second optical path O2 and using it as the second laser light LS2, it is possible to efficiently suppress the power reduction of the output light and increase the light use efficiency.

(3)多層膜ミラー315は第1の波長の光を80%以上反射し、第2の波長の光を80%以上透過する特性を有することで、光源311の発振光を共振構造の内部に閉じ込めながら、波長変換素子314によって変換された第2の波長の光を効率良く取り出すことができる。   (3) The multilayer mirror 315 has a characteristic of reflecting 80% or more of the light of the first wavelength and transmitting 80% or more of the light of the second wavelength, so that the oscillation light of the light source 311 enters the resonance structure. While confined, the light of the second wavelength converted by the wavelength conversion element 314 can be efficiently extracted.

(4)バンドパスフィルタ312に設けられたバンドパス多層膜312Bが、前述のように高屈折率層Hと低屈折率層Lが交互に積層されて形成されることにより、第1の波長近傍でバンドパス特性を有し、光源311から射出された第1の波長の光を狭帯域化することができる。よって、波長変換素子314における波長変換の変換効率を向上することができる。   (4) The bandpass multilayer film 312B provided in the bandpass filter 312 is formed by alternately laminating the high refractive index layers H and the low refractive index layers L as described above, so that the vicinity of the first wavelength. Thus, the first-wavelength light emitted from the light source 311 can be narrowed. Therefore, the conversion efficiency of wavelength conversion in the wavelength conversion element 314 can be improved.

(5)波長変換素子314が、擬似位相整合型の波長変換素子であり、他のタイプの波長変換素子よりも変換効率が高いため、(1)〜(3)の効果をより高めることが可能である。   (5) Since the wavelength conversion element 314 is a quasi-phase matching type wavelength conversion element and has higher conversion efficiency than other types of wavelength conversion elements, the effects (1) to (3) can be further enhanced. It is.

[第2実施形態]
図6は、第2実施形態に係るレーザ光源装置41の概略構成を示す模式図である。
第2実施形態のレーザ光源装置41は、バンドパスフィルタ312の配置位置だけが第1実施形態のレーザ光源装置31と異なっており、それ以外は、前記第1実施形態と同様である。したがって、図6において、第1実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。また、レーザ光源装置41から出力光が得られるまでの過程、およびバンドパスフィルタ312の傾斜角度θの調節についても同様であり、その詳細な説明も省略または簡略化する。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a laser light source device 41 according to the second embodiment.
The laser light source device 41 of the second embodiment is different from the laser light source device 31 of the first embodiment only in the arrangement position of the bandpass filter 312, and is otherwise the same as the first embodiment. Therefore, in FIG. 6, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. Further, the process until the output light is obtained from the laser light source device 41 and the adjustment of the inclination angle θ of the bandpass filter 312 are the same, and the detailed description thereof is omitted or simplified.

図6において、レーザ光源装置41は、光源311、バンドパスフィルタ312、偏光ビームスプリッタ313、波長変換素子314、ミラーとしての多層膜ミラー315、分離ミラー316、レーザ出力測定部317、制御部318、回転機構319、反射ミラー320を備えている。これらのうち、偏光ビームスプリッタ313、波長変換素子314、バンドパスフィルタ312、多層膜ミラー315および分離ミラー316は、光源311と多層膜ミラー315との間に形成された第1光路O1上および第1光路O1に沿う方向に、光源311側からこの順に設けられている。   In FIG. 6, a laser light source device 41 includes a light source 311, a band pass filter 312, a polarizing beam splitter 313, a wavelength conversion element 314, a multilayer mirror 315 as a mirror, a separation mirror 316, a laser output measurement unit 317, a control unit 318, A rotation mechanism 319 and a reflection mirror 320 are provided. Among these, the polarization beam splitter 313, the wavelength conversion element 314, the bandpass filter 312, the multilayer mirror 315, and the separation mirror 316 are on the first optical path O1 formed between the light source 311 and the multilayer mirror 315 and the first mirror. They are provided in this order from the light source 311 side in the direction along one optical path O1.

次に、レーザ光源装置41から出力光が得られるまでの過程について、図6を参照して説明する。
光源311は、第1の波長の光を射出する。光源311から射出された第1の波長の光は、偏光ビームスプリッタ313に向けて射出される。そして、偏光ビームスプリッタ313を透過して、波長変換素子314に入射する。
波長変換素子314では、入射した第1の波長の光のうち一部の光の波長が、半分の波長(第2の波長)に変換され、バンドパスフィルタ312に向けて射出する。
Next, a process until output light is obtained from the laser light source device 41 will be described with reference to FIG.
The light source 311 emits light having a first wavelength. The light having the first wavelength emitted from the light source 311 is emitted toward the polarization beam splitter 313. Then, the light passes through the polarization beam splitter 313 and enters the wavelength conversion element 314.
In the wavelength conversion element 314, the wavelength of a part of the incident first wavelength light is converted to a half wavelength (second wavelength) and emitted toward the band pass filter 312.

波長変換素子314から射出された光は、バンドパスフィルタ312に入射する。
バンドパスフィルタ312では、バンドパス多層膜312Bにおいて、入射する光のうち波長幅が略0.5nm程度の光が透過されるとともに、それ以外の波長幅の光が反射される。すなわち、入射する光の狭帯域化が行われる。
The light emitted from the wavelength conversion element 314 enters the band pass filter 312.
In the band pass filter 312, the band pass multilayer film 312B transmits light having a wavelength width of about 0.5 nm among incident light and reflects light having other wavelength widths. That is, the band of incident light is narrowed.

そして、バンドパスフィルタ312を通過した光は、多層膜ミラー315に向かって射出され、多層膜ミラー315に入射する。
多層膜ミラー315では、バンドパスフィルタ312から射出された光のうち、波長変換素子314において変換された第2の波長の光は、誘電体多層膜315Bを透過して、分離ミラー316に向かって射出される。一方、バンドパスフィルタ312から射出された光のうち、波長変換素子314において第2の波長に変換されなかった光(第1波長の光)は、誘電体多層膜315Bによって反射され、光源311の方に向かう。
The light that has passed through the bandpass filter 312 is emitted toward the multilayer mirror 315 and enters the multilayer mirror 315.
In the multilayer mirror 315, the light having the second wavelength converted by the wavelength conversion element 314 out of the light emitted from the bandpass filter 312 passes through the dielectric multilayer 315B and travels toward the separation mirror 316. It is injected. On the other hand, of the light emitted from the bandpass filter 312, the light that has not been converted to the second wavelength by the wavelength conversion element 314 (light having the first wavelength) is reflected by the dielectric multilayer film 315 </ b> B, and Head towards.

そして、多層膜ミラー315から分離ミラー316に向かって射出された第2の波長の光は、分離ミラー316の分離膜316Bにおいて、入射した第2の波長の光のうちレーザ出力の0.5%程度の光が分離される。分離された光は、分岐光L3としてレーザ出力測定部317に向かって反射され、それ以外の第2の波長の光は、分離ミラー316を透過して、第1のレーザ光LS1として分離ミラー316(レーザ光源装置41)から射出される。   The second wavelength light emitted from the multilayer mirror 315 toward the separation mirror 316 is 0.5% of the laser output of the incident second wavelength light in the separation film 316B of the separation mirror 316. A degree of light is separated. The separated light is reflected toward the laser output measuring unit 317 as the branched light L3, and the other light having the second wavelength passes through the separation mirror 316 and is separated as the first laser light LS1. It is emitted from (laser light source device 41).

一方、多層膜ミラー315の誘電体多層膜315Bによって反射され、光源311の方に向かう第2の波長に変換されなかった光(第1波長の光)は、バンドパスフィルタ312を透過して、バンドパスフィルタ312のバンドパス多層膜312Bにおいて反射された光とともに、再び波長変換素子314を通過する。波長変換素子314を通過する際に、そのうちの一部の光が第2の波長に変換され、波長変換素子314から偏光ビームスプリッタ313の方へ射出される。   On the other hand, the light reflected by the dielectric multilayer film 315B of the multilayer mirror 315 and not converted to the second wavelength toward the light source 311 (first wavelength light) is transmitted through the bandpass filter 312. The light reflected by the bandpass multilayer film 312B of the bandpass filter 312 passes through the wavelength conversion element 314 again. When passing through the wavelength conversion element 314, a part of the light is converted into the second wavelength and emitted from the wavelength conversion element 314 toward the polarization beam splitter 313.

そして、偏光ビームスプリッタ313に入射した光は、入射した光のうち第1の波長の光は、選択性反射膜313Bを透過する。そして、選択性反射膜313Bを透過した第1の波長の光は、光源311に向けて射出される。
以降の折り返し手段(偏光ビームスプリッタ313および反射ミラー320)によって第2のレーザ光LS2(出力光)が得られるまでの過程、および分離ミラー316において分離された分岐光L3に基づくバンドパスフィルタ312の傾斜角度θの調節については、第1実施形態のレーザ光源装置31と同様である。
Of the incident light, the light having the first wavelength is incident on the polarization beam splitter 313 and passes through the selective reflection film 313B. Then, the light having the first wavelength transmitted through the selective reflection film 313 </ b> B is emitted toward the light source 311.
The subsequent process until the second laser light LS2 (output light) is obtained by the folding means (the polarization beam splitter 313 and the reflection mirror 320) and the bandpass filter 312 based on the branched light L3 separated by the separation mirror 316 The adjustment of the inclination angle θ is the same as that of the laser light source device 31 of the first embodiment.

以上に示した第2実施形態のレーザ光源装置41によれば、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。   According to the laser light source device 41 of the second embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

[第3実施形態]
図7は、第3実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。
第3実施形態のレーザ光源装置51は、第1実施形態のレーザ光源装置31における多層膜ミラー315に代えて、波長変換素子414の射出側端面に誘電体多層膜を設けた以外は、前記第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。また、レーザ光源装置51から出力光が得られるまでの過程、およびバンドパスフィルタ312の傾斜角度θの調節についても同様であり、その詳細な説明も省略または簡略化する。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a laser light source apparatus according to the third embodiment.
The laser light source device 51 of the third embodiment is the same as that of the laser light source device 31 of the first embodiment, except that a dielectric multilayer film is provided on the emission side end face of the wavelength conversion element 414 instead of the multilayer mirror 315. This is the same as in the first embodiment. Therefore, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. Further, the process until the output light is obtained from the laser light source device 51 and the adjustment of the inclination angle θ of the bandpass filter 312 are the same, and detailed description thereof is omitted or simplified.

図7において、レーザ光源装置51は、光源311、バンドパスフィルタ312、偏光ビームスプリッタ313、波長変換素子414、分離ミラー316、レーザ出力測定部317、制御部318、回転機構319、反射ミラー320を備えている。これらのうち、バンドパスフィルタ312、偏光ビームスプリッタ313、波長変換素子414、分離ミラー316は、光源311と後述する波長変換素子414の射出側端面に設けられたミラー手段としての誘電体多層膜414Cとの間に形成された第1光路O1上および第1光路O1に沿う方向に、光源311側からこの順に設けられている。   In FIG. 7, the laser light source device 51 includes a light source 311, a band pass filter 312, a polarization beam splitter 313, a wavelength conversion element 414, a separation mirror 316, a laser output measurement unit 317, a control unit 318, a rotation mechanism 319, and a reflection mirror 320. I have. Among these, the band pass filter 312, the polarization beam splitter 313, the wavelength conversion element 414, and the separation mirror 316 are dielectric multilayer films 414C as mirror means provided on the light source 311 and the emission side end face of the wavelength conversion element 414 described later. Are provided in this order from the light source 311 side in the direction along the first optical path O1 formed between and the first optical path O1.

波長変換素子414は四角柱形状を成し、波長変換部414Aと、波長変換部414Aの光源311側の面(入射側端面)に反射防止膜414Bと、波長変換部414Aの分離ミラー316側の面(射出側端面)に誘電体多層膜414Cとを備えている。なお、誘電体多層膜414Cの膜構成は、第1実施形態および第2実施形態における多層膜ミラー315に設けられた誘電体多層膜315Bと同じである。   The wavelength conversion element 414 has a quadrangular prism shape, the wavelength conversion unit 414A, the antireflection film 414B on the light source 311 side surface (incident side end surface) of the wavelength conversion unit 414A, and the separation mirror 316 side of the wavelength conversion unit 414A. A dielectric multilayer film 414C is provided on the surface (end surface of the emission side). The film configuration of the dielectric multilayer film 414C is the same as that of the dielectric multilayer film 315B provided on the multilayer film mirror 315 in the first embodiment and the second embodiment.

次に、レーザ光源装置51から出力光が得られるまでの過程について、図7を参照して説明する。
光源311から射出された第1の波長の光は、バンドパスフィルタ312に入射して、バンドパス多層膜312Bにおいて、第1の波長の光のうち波長幅が略0.5nm程度のレーザ光が透過されるとともに、それ以外の波長幅のレーザ光が反射される。すなわち、入射する第1の波長の光の狭帯域化が行われる。
Next, a process until output light is obtained from the laser light source device 51 will be described with reference to FIG.
The light having the first wavelength emitted from the light source 311 is incident on the bandpass filter 312, and laser light having a wavelength width of about 0.5 nm among the light having the first wavelength is emitted from the bandpass multilayer film 312 </ b> B. While being transmitted, the laser beam having other wavelength width is reflected. That is, the band of the incident first wavelength light is narrowed.

バンドパスフィルタ312において反射された第1の波長の光は、光源311に向けて射出されて光源311に戻り、ミラー層311A(図2参照)によって反射され、再び光源311から射出される。
一方、バンドパスフィルタ312のバンドパス多層膜312Bを透過した第1の波長の光は、偏光ビームスプリッタ313に向けて射出される。そして、偏光ビームスプリッタ313を透過して、波長変換素子414に入射する。
The light having the first wavelength reflected by the bandpass filter 312 is emitted toward the light source 311, returns to the light source 311, is reflected by the mirror layer 311 </ b> A (see FIG. 2), and is emitted from the light source 311 again.
On the other hand, the light having the first wavelength transmitted through the bandpass multilayer film 312B of the bandpass filter 312 is emitted toward the polarization beam splitter 313. Then, the light passes through the polarization beam splitter 313 and enters the wavelength conversion element 414.

波長変換素子414では、波長変換部414Aにおいて入射した第1の波長の光のうち一部の光の波長が、半分の波長(第2の波長)に変換される。そして、第2の波長に変換されたレーザ光は、誘電体多層膜414Cを透過して、分離ミラー316に向かって射出され、第2の波長に変換されなかった光(第1波長の光)は、誘電体多層膜414Cによって反射され、光源311の方に向かう。   In the wavelength conversion element 414, the wavelength of a part of the first wavelength light incident on the wavelength conversion unit 414A is converted to a half wavelength (second wavelength). The laser light converted to the second wavelength passes through the dielectric multilayer film 414C, is emitted toward the separation mirror 316, and is not converted to the second wavelength (light having the first wavelength). Is reflected by the dielectric multilayer film 414C and travels toward the light source 311.

そして、分離ミラー316に向かって射出された第2の波長に変換された光は、分離ミラー316の分離膜316Bにおいて、分離ミラー316に入射した第2の波長の光のうちレーザ出力の0.5%程度の光が分離される。分離された光は、分岐光L3としてレーザ出力測定部317に向かって反射される。それ以外の第2の波長の光は、分離ミラー316の分離膜316Bを透過して、第1のレーザ光LS1として分離ミラー316(レーザ光源装置51)から射出される。   Then, the light converted to the second wavelength emitted toward the separation mirror 316 has a laser output of 0. 0 of the second wavelength light incident on the separation mirror 316 in the separation film 316B of the separation mirror 316. About 5% of light is separated. The separated light is reflected toward the laser output measuring unit 317 as the branched light L3. The other light of the second wavelength passes through the separation film 316B of the separation mirror 316 and is emitted from the separation mirror 316 (laser light source device 51) as the first laser light LS1.

一方、波長変換素子414の誘電体多層膜414Cによって反射され、光源311の方に向かう第1の波長の光は、光源311の方へ向かう過程で再び波長変換素子414を通過する。波長変換素子414を通過する際に、そのうちの一部の光が第2の波長に変換される。そして、波長変換素子414を通過した光は、偏光ビームスプリッタ313に入射する。   On the other hand, the light of the first wavelength reflected by the dielectric multilayer film 414C of the wavelength conversion element 414 and traveling toward the light source 311 passes through the wavelength conversion element 414 again in the process toward the light source 311. When passing through the wavelength conversion element 414, a part of the light is converted into the second wavelength. Then, the light that has passed through the wavelength conversion element 414 enters the polarization beam splitter 313.

偏光ビームスプリッタ313では、入射した光のうち第2の波長に変換された光は、選択性反射膜313Bによって反射され反射ミラー320の方に向かい、第2の波長に変換されなかった光(第1波長の光)は、選択性反射膜313Bを透過して、バンドパスフィルタ312の方に向かう。
そして、選択性反射膜313Bによって反射され、反射ミラー320の方に向かう反射光ILは、反射ミラー320に入射する。そして、反射ミラー320では、反射膜320Bによって第1のレーザ光LS1の進行方向と略平行な方向へ向けて反射される。さらに、反射膜320Bによって反射された光は、第2のレーザ光LS2(出力光)として、レーザ光源装置51から射出される。
In the polarization beam splitter 313, the light converted into the second wavelength of the incident light is reflected by the selective reflection film 313B toward the reflection mirror 320, and is not converted into the second wavelength (first light). 1 wavelength light) passes through the selective reflection film 313B and travels toward the band-pass filter 312.
Then, the reflected light IL reflected by the selective reflection film 313 </ b> B and directed toward the reflection mirror 320 is incident on the reflection mirror 320. In the reflection mirror 320, the reflection film 320B reflects the light in the direction substantially parallel to the traveling direction of the first laser light LS1. Further, the light reflected by the reflective film 320B is emitted from the laser light source device 51 as the second laser light LS2 (output light).

一方、偏光ビームスプリッタ313の選択性反射膜313Bを透過した第2の波長に変換されなかった光(第1波長の光)は、バンドパスフィルタ312を透過して、光源311に戻る。さらに、この光は光源311に戻り、ミラー層311Aによって反射され、再び光源311から射出される。このように、第1の波長の光は、光源311と波長変換素子414の誘電体多層膜414Cとの間を往復することにより、レーザ媒体311Bにて新たに発振される光と共振して増幅される。すなわち、レーザ光源装置51は、光源311のミラー層311Aと波長変換素子414の誘電体多層膜414Cとの間に形成された共振構造を備えている。   On the other hand, light that has not been converted to the second wavelength (light having the first wavelength) that has passed through the selective reflection film 313 </ b> B of the polarization beam splitter 313 passes through the bandpass filter 312 and returns to the light source 311. Further, this light returns to the light source 311, is reflected by the mirror layer 311 A, and is emitted from the light source 311 again. As described above, the light of the first wavelength resonates between the light source 311 and the dielectric multilayer film 414C of the wavelength conversion element 414, thereby amplifying by resonating with the light newly oscillated in the laser medium 311B. Is done. That is, the laser light source device 51 includes a resonance structure formed between the mirror layer 311A of the light source 311 and the dielectric multilayer film 414C of the wavelength conversion element 414.

なお、分離ミラー316において分離された分岐光L3に基づくバンドパスフィルタ312の傾斜角度θの調節については、第1実施形態のレーザ光源装置31と同様である。   The adjustment of the inclination angle θ of the bandpass filter 312 based on the branched light L3 separated by the separation mirror 316 is the same as that of the laser light source device 31 of the first embodiment.

第3実施形態のレーザ光源装置51によれば、第1実施形態の上記効果(1)〜(5)に加え、以下の効果を奏することができる。
誘電体多層膜414Cが、波長変換素子414の出射側の端面に設けられていることにより、構成部品点数を低減し、レーザ光源装置の低コスト化および小型化に寄与することができる。
According to the laser light source device 51 of the third embodiment, in addition to the effects (1) to (5) of the first embodiment, the following effects can be achieved.
By providing the dielectric multilayer film 414C on the end face on the emission side of the wavelength conversion element 414, it is possible to reduce the number of components and contribute to cost reduction and size reduction of the laser light source device.

[実施形態の変形例]
本発明は前述の第1実施形態および第3実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。以下に変形例として挙げられているような形態であっても、前述の実施形態と同様な効果を得ることができる。
[Modification of Embodiment]
The present invention is not limited to the first and third embodiments described above, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved. Even if it is a form which is mentioned as a modification below, the same effect as the above-mentioned embodiment can be acquired.

偏光ビームスプリッタ313は、第1光路O1上に、第1光路O1に対して略45°傾斜する角度に配置された場合で説明したが、45°に限定されない。その場合には、偏光ビームスプリッタ313の傾斜角度に対応して、反射ミラー320を、偏光ビームスプリッタ313において反射された反射光ILを第1のレーザ光LS1の進行方向と略平行な方向へ向けて反射するように配置すればよい。
同様に、分離ミラー316は、第1光路O1に沿う方向に対して略45°傾斜して配置された場合で説明したが、45°に限定されない。
Although the polarization beam splitter 313 has been described as being disposed on the first optical path O1 at an angle of approximately 45 ° with respect to the first optical path O1, it is not limited to 45 °. In that case, in response to the tilt angle of the polarization beam splitter 313, the reflection mirror 320 directs the reflected light IL reflected by the polarization beam splitter 313 in a direction substantially parallel to the traveling direction of the first laser light LS1. And may be arranged so as to reflect.
Similarly, although the separation mirror 316 has been described in the case where the separation mirror 316 is disposed with an inclination of approximately 45 ° with respect to the direction along the first optical path O1, it is not limited to 45 °.

また、光源311としては、面発光型半導体レーザ以外に、いわゆる端面発光型半導体レーザまたは半導体励起固体レーザを用いることができる。なお、端面発光型半導体レーザを用いる場合には、光源311と波長変換素子314,414との間に、光源311から射出された光を平行化するためのレンズを設けることが好ましい。   In addition to the surface emitting semiconductor laser, a so-called edge emitting semiconductor laser or a semiconductor excitation solid-state laser can be used as the light source 311. When an edge-emitting semiconductor laser is used, it is preferable to provide a lens for collimating the light emitted from the light source 311 between the light source 311 and the wavelength conversion elements 314 and 414.

さらに、光源311は、アレイ化された複数の発光部を備えたものとすることができる。図8(A)および図8(B)は、いずれも発光部がアレイ化された光源を示す模式図である。図8(A)の光源321では、複数の発光部322が一列に並んでいる。また、図8(B)の光源323では、複数の発光部322が2列に並んでいる。なお、発光部の数や、列の数は、図8(A)や(B)に示したものには限らない。上述したレーザ光源装置31,41,51では、このように発光部がアレイ化された光源を用いたとしても、バンドパスフィルタ312、偏光ビームスプリッタ313、波長変換素子314,414、多層膜ミラー315、分離ミラー316、反射ミラー320、などの光入射面および射出面の面積を、アレイに対応した面積に拡張すれば良いだけである。   Furthermore, the light source 311 can include a plurality of light emitting units arranged in an array. FIG. 8A and FIG. 8B are schematic views each showing a light source in which light emitting units are arrayed. In the light source 321 in FIG. 8A, a plurality of light emitting portions 322 are arranged in a line. In addition, in the light source 323 of FIG. 8B, a plurality of light emitting portions 322 are arranged in two rows. Note that the number of light emitting units and the number of columns are not limited to those shown in FIGS. In the laser light source devices 31, 41, and 51 described above, even if a light source in which the light emitting units are arrayed in this way is used, the bandpass filter 312, the polarization beam splitter 313, the wavelength conversion elements 314 and 414, and the multilayer mirror 315 are used. It is only necessary to expand the area of the light incident surface and the exit surface of the separation mirror 316 and the reflection mirror 320 to an area corresponding to the array.

このように、上述したレーザ光源装置31,41,51では、光源311がアレイ化されたとしても、装置の過度な大型化を招くことが無く、簡単な構成で対応することが可能である。よって、上述したレーザ光源装置31,41,51では、光源311がアレイ化されたとしても、出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率が高く、出力が安定したレーザ光源装置を得ることが可能となる効果をそのまま保持しつつ、アレイ化による光量の増加を、効果的に出力光のパワーアップに繋げることが可能である。   As described above, in the laser light source devices 31, 41, and 51 described above, even if the light sources 311 are arrayed, the device is not excessively large and can be handled with a simple configuration. Therefore, in the laser light source devices 31, 41, and 51 described above, even if the light source 311 is arrayed, a reduction in power of output light is efficiently suppressed, and a laser light source device with high light utilization efficiency and stable output is obtained. Thus, it is possible to effectively increase the amount of light due to the array and increase the power of the output light while maintaining the effect that can be achieved.

さらにまた、波長変換素子314,414を構成する非線形光学材料としては、先にLN(LiNbO3)や、LT(LiTaO3)を例示したが、これ以外にもKNbO3、BNN(Ba2NaNb515)、KTP(KTiOPO4)、KTA(KTiOAsO4)、BBO(β−BaB24)、LBO(LiB37)などの無機非線形光学材料を利用してもよい。また、メタニトロアニリン、2−メチル−4−ニトロアニリン、カルコン、ジシアノビニルアニソール、3,5−ジメチル−1−(4−ニトロフェニル)ピラゾール、N−メトキシメチル−4−ニトロアニリンなどの低分子有機材料や、ポールドポリマなどの有機非線形光学材料を用いてもよい。 Furthermore, LN (LiNbO 3 ) and LT (LiTaO 3 ) have been exemplified as the nonlinear optical material constituting the wavelength conversion elements 314 and 414, but other than this, KNbO 3 and BNN (Ba 2 NaNb 5 ) are also exemplified. Inorganic nonlinear optical materials such as O 15 ), KTP (KTiOPO 4 ), KTA (KTiOAsO 4 ), BBO (β-BaB 2 O 4 ), and LBO (LiB 3 O 7 ) may be used. Also, low molecular weight compounds such as metanitroaniline, 2-methyl-4-nitroaniline, chalcone, dicyanovinylanisole, 3,5-dimethyl-1- (4-nitrophenyl) pyrazole, N-methoxymethyl-4-nitroaniline An organic material or an organic nonlinear optical material such as a poled polymer may be used.

また、波長変換素子314,414として、上述したSHG素子に変えて、第3次高調波発生素子を用いても良い。   Further, as the wavelength conversion elements 314 and 414, a third harmonic generation element may be used instead of the SHG element described above.

[レーザ光源装置の応用例]
以上に述べたようなレーザ光源装置31,41,51を画像表示装置等に応用することにより、これらの装置における光の利用効率を向上させることが可能である。以下画像表示装置への応用例について説明する。
[Application example of laser light source device]
By applying the laser light source devices 31, 41, 51 as described above to an image display device or the like, it is possible to improve the light use efficiency in these devices. An application example to an image display device will be described below.

第1実施形態に係るレーザ光源装置31を応用した画像表示装置の一例として、プロジェクタ3の構成について説明する。図9は、プロジェクタ3の光学系の概略を示す模式図である。   A configuration of the projector 3 will be described as an example of an image display device to which the laser light source device 31 according to the first embodiment is applied. FIG. 9 is a schematic diagram showing an outline of the optical system of the projector 3.

図9において、プロジェクタ3は、レーザ光源装置31、光変調装置としての液晶パネル32、入射側偏光板331および射出側偏光板332、クロスダイクロイックプリズム34、投射レンズ35などを備えている。なお、液晶パネル32と、その光入射側に設けられた入射側偏光板331および光射出側に設けられた射出側偏光板332によって液晶ライトバルブ33が構成される。   In FIG. 9, the projector 3 includes a laser light source device 31, a liquid crystal panel 32 as a light modulation device, an incident-side polarizing plate 331 and an emitting-side polarizing plate 332, a cross dichroic prism 34, a projection lens 35, and the like. The liquid crystal light valve 33 is configured by the liquid crystal panel 32, the incident side polarizing plate 331 provided on the light incident side, and the emission side polarizing plate 332 provided on the light emission side.

レーザ光源装置31は、赤色レーザ光を射出する赤色光用光源装置31Rと、青色レーザ光を射出する青色光用光源装置31Bと、緑色レーザ光を射出する緑色光用光源装置31Gを備えている。これらのレーザ光源装置31(31R,G,B)は、それぞれクロスダイクロイックプリズム34の側面三方にそれぞれ対向するように配置されている。図9では、クロスダイクロイックプリズム34を挟んで、赤色光用光源装置31Rと青色光用光源装置31Bとが互いに対向し、投射レンズ35と緑色光用光源装置31Gが互いに対向しているが、これらの位置は、適宜入れ替えることが可能である。   The laser light source device 31 includes a red light source device 31R that emits red laser light, a blue light source device 31B that emits blue laser light, and a green light source device 31G that emits green laser light. . These laser light source devices 31 (31R, G, B) are disposed so as to face the three side surfaces of the cross dichroic prism 34, respectively. In FIG. 9, the red light source device 31 </ b> R and the blue light source device 31 </ b> B face each other across the cross dichroic prism 34, and the projection lens 35 and the green light source device 31 </ b> G face each other. These positions can be switched as appropriate.

液晶パネル32は、例えば、ポリシリコンTFT(Thin Film Transistor)をスイッチング素子として用いたものである。レーザ光源装置31から射出された色光は、入射側偏光板331を介して液晶パネル32に入射する。液晶パネル32に入射した光は、画像情報に応じて変調されて、液晶パネル32から射出される。液晶パネル32によって変調された光のうち、特定の直線偏光だけが、射出側偏光板332を透過して、クロスダイクロイックプリズム34に向かう。   The liquid crystal panel 32 uses, for example, a polysilicon TFT (Thin Film Transistor) as a switching element. The color light emitted from the laser light source device 31 enters the liquid crystal panel 32 via the incident side polarizing plate 331. The light incident on the liquid crystal panel 32 is modulated according to the image information and emitted from the liquid crystal panel 32. Of the light modulated by the liquid crystal panel 32, only specific linearly polarized light passes through the exit-side polarizing plate 332 and travels toward the cross dichroic prism 34.

なお、レーザ光源装置31から射出される光は、偏光方向が良く揃った光であるため、原理上は、入射側偏光板331を省略することも可能である。しかしながら、実際は、レーザ光源装置31から射出された光をそのまま照明光として利用する場合は少なく、レーザ光源装置31から射出された光を照明光に適した光に加工するための光学要素(例えば、回折格子、レンズ、ロッドインテグレータ等)が、レーザ光源装置31と液晶パネル32との間に設けられることが多い。そして、このような光学要素を透過することにより、偏光に多少の乱れが生じる可能性もある。偏光が乱れた光を液晶パネル32にそのまま入射させると、投射画像のコントラストが低下したり、投射画像に色むらが生じたりする可能性もある。そこで、液晶パネル32の入射側に入射側偏光板331を設けて、液晶パネル32に入射する偏光の方向を揃えるようにすれば、投射画像のコントラストの低下や、色むらの発生を低減することができ、より質の高い画像を得ることが可能となる。   In addition, since the light emitted from the laser light source device 31 is light having a well-aligned polarization direction, in principle, the incident-side polarizing plate 331 can be omitted. However, in practice, the light emitted from the laser light source device 31 is rarely used as illumination light as it is, and an optical element for processing the light emitted from the laser light source device 31 into light suitable for illumination light (for example, In many cases, a diffraction grating, a lens, a rod integrator, and the like) are provided between the laser light source device 31 and the liquid crystal panel 32. Further, by passing through such an optical element, there is a possibility that some disturbance occurs in the polarization. If the light whose polarization is disturbed is incident on the liquid crystal panel 32 as it is, the contrast of the projected image may be lowered, or the projected image may be uneven in color. Therefore, if the incident-side polarizing plate 331 is provided on the incident side of the liquid crystal panel 32 so as to align the direction of polarized light incident on the liquid crystal panel 32, the reduction in the contrast of the projected image and the occurrence of color unevenness can be reduced. Therefore, it is possible to obtain a higher quality image.

クロスダイクロイックプリズム34は、各液晶パネル32によって変調された各色光を合成して、カラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム34は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなしている。そして、これら4つの直角プリズムの界面には、2種類の誘電体多層膜がX字状に設けられている。これら誘電体多層膜は、互いに対向する各液晶パネル32から射出された各色光を反射し、投射レンズ35に対向する液晶パネル32から射出された色光を透過する。このようにして、各液晶パネル32にて変調された各色光が合成されて、カラー画像が形成される。
投射レンズ35は、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成される。この投射レンズ35は、カラー画像を拡大投射する。
The cross dichroic prism 34 is an optical element that combines color lights modulated by the liquid crystal panels 32 to form a color image. The cross dichroic prism 34 has a substantially square shape in plan view in which four right-angle prisms are bonded. Two kinds of dielectric multilayer films are provided in an X shape at the interface of these four right-angle prisms. These dielectric multilayer films reflect the color lights emitted from the liquid crystal panels 32 facing each other and transmit the color lights emitted from the liquid crystal panel 32 opposed to the projection lens 35. In this way, the color lights modulated by the liquid crystal panels 32 are combined to form a color image.
The projection lens 35 is configured as a combined lens in which a plurality of lenses are combined. The projection lens 35 enlarges and projects a color image.

以上のように構成されたプロジェクタ3は、レーザ光源装置31を用いているため、光の利用効率が向上したプロジェクタを得ることができる。   Since the projector 3 configured as described above uses the laser light source device 31, a projector with improved light utilization efficiency can be obtained.

なお、この応用例では、第1実施形態に係るレーザ光源装置31(31R,31G,31B)を用いているが、これらのうち一部もしくは全部を、他の実施形態に係るレーザ光源装置41,51に置き換えても良い。
さらに、レーザ光源装置31(31R,G,B)のうち、一部を、基本波レーザの波長をそのまま利用するレーザ光源装置に置き換えても良い。
In this application example, the laser light source device 31 (31R, 31G, 31B) according to the first embodiment is used, but some or all of these are used as the laser light source device 41 according to the other embodiments. It may be replaced with 51.
Furthermore, a part of the laser light source device 31 (31R, G, B) may be replaced with a laser light source device that uses the wavelength of the fundamental laser as it is.

この応用例では、光変調素子を3つ用いたプロジェクタの例について説明したが、第1実施形態〜第3実施形態のレーザ光源装置31,41,51は、光変調装置を1つ、2つ、あるいは4つ以上用いたプロジェクタにも適用することができる。
また、この応用例では、透過型のプロジェクタについて説明したが、第1実施形態〜第3実施形態のレーザ光源装置31,41,51は、反射型プロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、光変調素子が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、光変調素子が光を反射するタイプであることを意味している。
In this application example, an example of a projector using three light modulation elements has been described. However, the laser light source devices 31, 41, and 51 of the first to third embodiments have one light modulation device and two light modulation devices. Alternatively, it can be applied to a projector using four or more projectors.
In this application example, the transmissive projector has been described. However, the laser light source devices 31, 41, and 51 of the first to third embodiments can be applied to a reflective projector. Here, “transmission type” means that the light modulation element is a type that transmits light, and “reflection type” means that the light modulation element is a type that reflects light. ing.

また、光変調素子は液晶パネル32に限られず、例えばマイクロミラーを用いたデバイスであっても良い。
さらに、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行うフロントタイプと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行うリアタイプとがあるが、第1実施形態〜第3実施形態のレーザ光源装置31,41,51は、いずれのタイプにも適用可能である。
Further, the light modulation element is not limited to the liquid crystal panel 32, and may be a device using a micromirror, for example.
Furthermore, as a projector, there are a front type that projects an image from the direction of observing the projection surface and a rear type that projects an image from the side opposite to the direction of observing the projection surface. The laser light source devices 31, 41, 51 of the embodiment can be applied to any type.

さらにまた、この応用例では、レーザ光源装置31を応用した画像表示装置の一例として、画像を拡大投射する投射レンズ35を備えたプロジェクタを紹介しているが、第1実施形態〜第3実施形態のレーザ光源装置31,41,51は、投射レンズ35を用いない画像表示装置等にも応用可能である。   Furthermore, in this application example, as an example of an image display device to which the laser light source device 31 is applied, a projector including a projection lens 35 that magnifies and projects an image is introduced, but the first to third embodiments are introduced. The laser light source devices 31, 41, and 51 can be applied to an image display device that does not use the projection lens 35.

第1実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows schematic structure of the laser light source apparatus which concerns on 1st Embodiment. 光源の構造を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of a light source typically. バンドパス多層膜の分光透過率特性の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the spectral transmittance characteristic of a band pass multilayer film. 波長変換素子の構造を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of a wavelength conversion element typically. バンドパスフィルタの傾斜角度の変位による透過波長のシフト特性を表すグラフ。The graph showing the shift characteristic of the transmission wavelength by the displacement of the inclination angle of a band pass filter. 第2実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows schematic structure of the laser light source apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows schematic structure of the laser light source apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 発光部がアレイ化された光源を示す模式図。The schematic diagram which shows the light source by which the light emission part was arrayed. プロジェクタの光学系の概略を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an outline of an optical system of a projector.

符号の説明Explanation of symbols

3…画像表示装置としてのプロジェクタ、31,41,51…レーザ光源装置、31B…青色光用光源装置、31G…緑色光用光源装置、31R…赤色光用光源装置、32…液晶パネル、33…液晶ライトバルブ、34…クロスダイクロイックプリズム、35…投射レンズ、311,321,323…光源、322…発光部、311A…ミラー層、311B…レーザ媒体、312…バンドパスフィルタ、312B…バンドパス多層膜、313…偏光ビームスプリッタ、313B…選択性反射膜、314,414…波長変換素子、314A,414A…波長変換部、315…多層膜ミラー、314B,414C…誘電体多層膜、316…分離ミラー、316B…分離膜、317…レーザ出力測定部、318…制御部、319…回転機構、320…反射ミラー、320B…反射膜、400…基板。   3 ... projector as an image display device, 31, 41, 51 ... laser light source device, 31B ... light source device for blue light, 31G ... light source device for green light, 31R ... light source device for red light, 32 ... liquid crystal panel, 33 ... Liquid crystal light valve, 34: Cross dichroic prism, 35: Projection lens, 311, 321, 323 ... Light source, 322 ... Light emitting unit, 311A ... Mirror layer, 311B ... Laser medium, 312 ... Bandpass filter, 312B ... Bandpass multilayer film 313 ... Polarizing beam splitter, 313B ... Selective reflecting film, 314, 414 ... Wavelength conversion element, 314A, 414A ... Wavelength conversion section, 315 ... Multilayer film mirror, 314B, 414C ... Dielectric multilayer film, 316 ... Separation mirror, 316B ... Separation membrane, 317 ... Laser output measuring unit, 318 ... Control unit, 319 ... Rotating mechanism, 320 Reflection mirror, 320B ... reflective film, 400 ... substrate.

Claims (11)

第1の波長の光を射出する光源と、
前記第1の波長の光を選択的に反射して前記光源の方に向かわせるミラー手段と、
前記光源と前記ミラー手段との間に形成された第1光路上に、
入射した第1の波長の光のうち一部の光の波長を前記第1の波長とは異なる第2の波長に変換する波長変換素子と、
前記第1の波長近傍でバンドパス特性を有するバンドパスフィルタ多層膜が形成されたバンドパスフィルタと、
前記ミラー手段によって反射されて前記光源の方へ向かう過程で前記第2の波長に変換された光を、前記第1光路とは異なる第2光路に取り出す折り返し手段と、
を備え、
前記ミラー手段から射出される前記第2の波長の第1のレーザ光と、前記折り返し手段から射出される前記第2の波長の第2のレーザ光とを出力光として利用するレーザ光源装置であって、
前記ミラー手段から射出された前記第2の波長の光の一部を分離する分離ミラーと、
前記分離ミラーによって分離された前記第2の波長の光の出力を測定するレーザ出力測定部と、をさらに備え、
前記ミラー手段は、前記第1の波長の光を80%以上反射し、前記第2の波長の光を80%以上透過する特性を有する誘電体多層膜が設けられた多層膜ミラーよりなり、
前記バンドパスフィルタは、前記レーザ出力測定部の出力信号に基づいて前記第1光路に対する傾斜角度が変位する角度調節が行われることを特徴とするレーザ光源装置。
A light source that emits light of a first wavelength;
Mirror means for selectively reflecting the light of the first wavelength toward the light source;
On the first optical path formed between the light source and the mirror means,
A wavelength conversion element for converting the wavelength of a part of the incident first wavelength light into a second wavelength different from the first wavelength;
A bandpass filter in which a bandpass filter multilayer film having a bandpass characteristic in the vicinity of the first wavelength is formed;
A folding means for extracting the light reflected by the mirror means and converted into the second wavelength in the process toward the light source into a second optical path different from the first optical path;
With
A laser light source device that uses the first laser light having the second wavelength emitted from the mirror means and the second laser light having the second wavelength emitted from the folding means as output light. And
A separation mirror for separating a part of the light of the second wavelength emitted from the mirror means;
A laser output measurement unit that measures the output of the light of the second wavelength separated by the separation mirror;
The mirror means comprises a multilayer mirror provided with a dielectric multilayer film having a characteristic of reflecting 80% or more of light of the first wavelength and transmitting 80% or more of light of the second wavelength,
The laser light source apparatus according to claim 1, wherein the band-pass filter is subjected to angle adjustment such that an inclination angle with respect to the first optical path is displaced based on an output signal of the laser output measuring unit.
第1の波長の光を射出する光源と、
前記第1の波長の光を選択的に反射して前記光源の方に向かわせるミラー手段と、
前記光源と前記ミラー手段との間に形成された第1光路上に、
入射した第1の波長の光のうち一部の光の波長を前記第1の波長とは異なる第2の波長に変換する波長変換素子と、
前記第1の波長近傍でバンドパス特性を有するバンドパスフィルタ多層膜が形成されたバンドパスフィルタと、
前記ミラー手段によって反射されて前記光源の方へ向かう過程で前記第2の波長に変換された光を、前記第1光路とは異なる第2光路に取り出す折り返し手段と、
を備え、
前記ミラー手段から射出される前記第2の波長の第1のレーザ光と、前記折り返し手段から射出される前記第2の波長の第2のレーザ光とを出力光として利用するレーザ光源装置であって、
前記ミラー手段から射出された前記第2の波長の光の一部を分離する分離ミラーと、
前記分離ミラーによって分離された前記第2の波長の光の出力を測定するレーザ出力測定部と、をさらに備え、
前記ミラー手段は、前記波長変換素子の出射側の端面に設けられた前記第1の波長の光を80%以上反射し、前記第2の波長の光を80%以上透過する特性を有する誘電体多層膜よりなり、
前記バンドパスフィルタは、前記レーザ出力測定部の出力信号に基づいて前記第1光路に対する傾斜角度が変位する角度調節が行われることを特徴とするレーザ光源装置。
A light source that emits light of a first wavelength;
Mirror means for selectively reflecting the light of the first wavelength toward the light source;
On the first optical path formed between the light source and the mirror means,
A wavelength conversion element that converts the wavelength of some of the incident first wavelength light to a second wavelength different from the first wavelength;
A bandpass filter in which a bandpass filter multilayer film having a bandpass characteristic in the vicinity of the first wavelength is formed;
A folding means for extracting the light reflected by the mirror means and converted into the second wavelength in the process toward the light source into a second optical path different from the first optical path;
With
A laser light source device that uses the first laser light having the second wavelength emitted from the mirror means and the second laser light having the second wavelength emitted from the folding means as output light. And
A separation mirror for separating a part of the light of the second wavelength emitted from the mirror means;
A laser output measurement unit that measures the output of the light of the second wavelength separated by the separation mirror;
The mirror means is a dielectric having a characteristic of reflecting 80% or more of the light having the first wavelength and transmitting 80% or more of the light having the second wavelength provided on an end face on the emission side of the wavelength conversion element. It consists of a multilayer film,
The laser light source apparatus according to claim 1, wherein the band-pass filter is adjusted so that an inclination angle with respect to the first optical path is displaced based on an output signal of the laser output measuring unit.
請求項1に記載のレーザ光源装置において、
前記多層膜ミラーは、前記波長変換素子と前記分離ミラーとの間に配置され、
前記バンドパスフィルタは、前記光源と前記折り返し手段との間に配置されていることを特徴とするレーザ光源装置。
The laser light source device according to claim 1,
The multilayer mirror is disposed between the wavelength conversion element and the separation mirror;
The laser light source device, wherein the band pass filter is disposed between the light source and the folding means.
請求項1に記載のレーザ光源装置において、
前記波長変換素子と前記分離ミラーとの間に、前記波長変換素子側から順に、前記バンドパスフィルタと、前記多層膜ミラーと、が配置されたことを特徴とするレーザ光源装置。
The laser light source device according to claim 1,
The laser light source device, wherein the band pass filter and the multilayer mirror are arranged in order from the wavelength conversion element side between the wavelength conversion element and the separation mirror.
請求項1乃至4の何れか一項に記載のレーザ光源装置において、
前記バンドパス多層膜は、前記第2の波長に対して80%以上の透過率を有し、高屈折率層Hと低屈折率層Lが交互に積層され、前記第1の波長をλとおいて、光学膜厚が光の射出側から順に、0.236λH、0.355λL、0.207λH、0.203λL、(0.25λH、0.25λL)n、0.5λH、(0.25λL、0.25λH)n、0.266λL、0.255λH、0.248λL、0.301λH、0.631λLであることを特徴とするレーザ光源装置。但し、nは3から10の範囲の値であり、括弧内の層を繰り返し積層する繰り返し数を示す。
In the laser light source device according to any one of claims 1 to 4,
The bandpass multilayer film has a transmittance of 80% or more with respect to the second wavelength, and a high refractive index layer H and a low refractive index layer L are alternately stacked, and the first wavelength is λ. The optical film thicknesses are 0.236λH, 0.355λL, 0.207λH, 0.203λL, (0.25λH, 0.25λL) n, 0.5λH, (0.25λL, 0) in this order from the light exit side. .25λH) n, 0.266λL, 0.255λH, 0.248λL, 0.301λH, and 0.631λL. However, n is a value in the range of 3 to 10, and indicates the number of repetitions in which the layers in parentheses are repeatedly laminated.
請求項1乃至5の何れか一項に記載のレーザ光源装置において、
前記折り返し手段は、
前記第1の波長の光を透過し、前記第2の波長の光を反射する選択性反射膜が設けられた偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタより入射する前記第2の波長の光を、前記第1のレーザ光の進行方向と略同じ方向へ向けて全反射する反射膜が設けられた反射ミラーと、
から構成されたことを特徴とするレーザ光源装置。
In the laser light source device according to any one of claims 1 to 5,
The folding means is
A polarizing beam splitter provided with a selective reflection film that transmits light of the first wavelength and reflects light of the second wavelength;
A reflection mirror provided with a reflection film that totally reflects the light of the second wavelength incident from the polarization beam splitter in a direction substantially the same as the traveling direction of the first laser beam;
A laser light source device comprising:
請求項1乃至6の何れか一項に記載のレーザ光源装置において、
前記ミラー手段から射出される前記第2の波長の第1のレーザ光と、前記折り返し手段から射出される前記第2の波長の第2のレーザ光とは、略平行であることを特徴とするレーザ光源装置。
In the laser light source device according to any one of claims 1 to 6,
The first laser light having the second wavelength emitted from the mirror means and the second laser light having the second wavelength emitted from the folding means are substantially parallel to each other. Laser light source device.
請求項1乃至7の何れか一項に記載のレーザ光源装置において、
前記波長変換素子の、前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光とに直交する線と平行な方向の幅をW1とし、
前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光との間の距離をW2としたとき、
W2>W1であることを特徴とするレーザ光源装置。
In the laser light source device according to any one of claims 1 to 7,
The width of the wavelength conversion element in a direction parallel to a line perpendicular to the first laser beam and the second laser beam is W1,
When the distance between the first laser beam and the second laser beam is W2,
W2> W1, wherein the laser light source device.
請求項1乃至8の何れか一項に記載のレーザ光源装置において、
前記光源は、アレイ化された複数の発光部を備えることを特徴とするレーザ光源装置。
In the laser light source device according to any one of claims 1 to 8,
The light source includes a plurality of light emitting units arranged in an array.
請求項1乃至9の何れか一項に記載のレーザ光源装置において、
前記波長変換素子は、擬似位相整合型の波長変換素子であることを特徴とするレーザ光源装置。
In the laser light source device according to any one of claims 1 to 9,
The laser light source device, wherein the wavelength conversion element is a quasi phase matching type wavelength conversion element.
請求項1乃至10の何れか一項に記載のレーザ光源装置と、
前記レーザ光源装置から射出されたレーザ光を画像情報に応じて変調する光変調素子と、
を備える画像表示装置。
The laser light source device according to any one of claims 1 to 10,
A light modulation element that modulates laser light emitted from the laser light source device according to image information;
An image display device comprising:
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