專利名稱：波長轉(zhuǎn)換裝置以及圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合光纖激光器與波長轉(zhuǎn)換元件以取得穩(wěn)定的可見光高輸出激光器的波長轉(zhuǎn)換裝置，以及將該波長轉(zhuǎn)換裝置作為光源來使用的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
單色性強(qiáng)、能夠輸出w級的高輸出的可見光光源，對于實(shí)現(xiàn)大型顯示器和高亮度顯示
器等是必要的。對于紅、綠、藍(lán)三原色中的紅色光源，在DVD刻錄機(jī)等中使用的紅色高輸出半導(dǎo)體激光器能夠作為生產(chǎn)率高的小型光源來利用。但是，對于綠色或藍(lán)色光源，用半導(dǎo)體激光器等卻難以實(shí)現(xiàn)，需要生產(chǎn)率高的小型光源。尤其是，獲得綠色的輸出光本自，由于還缺少能夠構(gòu)成半導(dǎo)體激光器的適當(dāng)?shù)牟牧?，在?shí)現(xiàn)綠色光源方面難度較大。
作為這樣的光源，組合了光纖激光器(fiber laser)和波長轉(zhuǎn)換元件(wavelengthconvertingelement)的波長轉(zhuǎn)換裝置作為低輸出的可見光光源得到了實(shí)現(xiàn)。將半導(dǎo)體激光器作為激勵(lì)光纖激光器的激勵(lì)光的光源來使用、將非線性光學(xué)晶體作為波長轉(zhuǎn)換元件來使用的綠色或藍(lán)色的小型光源已廣為人知。
然而，為了從這樣的波長轉(zhuǎn)換裝置中獲得W級高輸出的綠色或藍(lán)色的輸出光，必須解決若干問題。圖31表示以往的波長轉(zhuǎn)換裝置的概略結(jié)構(gòu)。對用該結(jié)構(gòu)得到例如綠色的輸出光的情況進(jìn)行說明。圖31所示的波長轉(zhuǎn)換裝置包括輸出基波的光纖激光器20和將基波轉(zhuǎn)換為綠色激光的波長轉(zhuǎn)換元件27。
此外，對光纖激光器20的基本的激光器動(dòng)作進(jìn)行說明。首先，在圖31中來自激勵(lì)用激光光源21的激勵(lì)光從光纖的一端入射。入射的激勵(lì)光被Yb光纖14中包含的激光活性物質(zhì)吸收后，在光纖14的內(nèi)部產(chǎn)生基波的種光。該基波的種光在以光纖光柵(fibergratnig)22和光纖光柵25作為一對反射鏡的激光共振器中多次來回反射。與此同時(shí)，種光通過由光纖14中包含的激光活性物質(zhì)所產(chǎn)生的增益而被放大，光強(qiáng)度增大，并經(jīng)過波長選擇，達(dá)到激光振蕩。另外，激光光源21通過激勵(lì)用激光電流源31而被進(jìn)行電流驅(qū)動(dòng)。
以下，對圖31的波長轉(zhuǎn)換裝置的基本動(dòng)作進(jìn)行說明。如上所述，基波由光纖激光器20輸出，基波經(jīng)由透鏡26射入波長轉(zhuǎn)換元件27。來自光纖激光器20的基波通過波長轉(zhuǎn)換元件27的非線性光學(xué)效果而被轉(zhuǎn)換為高諧波(harmonic wave)。該轉(zhuǎn)換后的高諧波被分束器(beam sphtter) 28部分反射，而透過的高諧波成為作為波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出光的綠色激光。
由分束器28部分反射的高諧波，被用于監(jiān)視波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出光的受光元件29接收后，轉(zhuǎn)換為電信號而加以利用。輸出控制器30通過激勵(lì)用激光電流源31來調(diào)整激光光源21的驅(qū)動(dòng)電流，以使該轉(zhuǎn)換后的信號的強(qiáng)度達(dá)到能夠通過波長轉(zhuǎn)換裝置得到期望的輸出的強(qiáng)度。這樣，來自激光光源21的激勵(lì)光的強(qiáng)度得到調(diào)整，光纖激光器20的基波的輸出強(qiáng)度得到調(diào)整，其結(jié)果是波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出的強(qiáng)度得到調(diào)整。由此，波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強(qiáng)度保持恒定的所謂自動(dòng)功率控制(automatic power control)(以下簡稱為"APC")得以穩(wěn)定地運(yùn)作。
如上所述，由于為了使來自激光器的光輸出恒定，對來自激光光源的輸出進(jìn)行監(jiān)視并將其反饋給驅(qū)動(dòng)激光器的電流值的方法、將保持激光器的部分的溫度保持為恒定的方法等在光記錄領(lǐng)域中是重要的技術(shù)，因此， 一直以來提出了各種各樣的方法，例如在日本專利公開公報(bào)特開平1—98282號中提出了根據(jù)施加給激光二極管的電流值預(yù)測半導(dǎo)體芯片部分的溫度上升，來對溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法。除此之外還提出了各種方法，在日本專利公開公報(bào)特開平2 — 253969號中提出了對通過反饋控制來控制光量時(shí)所施加的電流值設(shè)置上限、來保護(hù)激光二極管的方法。
此外，日本專利公開公報(bào)特開2004—103954號中提出了將激光二極管在空氣冷卻狀態(tài)下使用時(shí)，通過監(jiān)視激光二極管的溫度來取代使用光敏二極管進(jìn)行電流反饋，來確定所施加的電流量的方法。日本專利公開公報(bào)特開2004—356579號中提出了在激光二極管的動(dòng)作開始并開始調(diào)節(jié)溫度的情況下，通過配合檢測到激光二極管的溫度減小初始驅(qū)動(dòng)電流，來防止激光二極管的破壞的方法。日本專利公開公報(bào)特開2005 — 311133號中提出了通過利用在進(jìn)行激光器的溫度調(diào)節(jié)時(shí)所使用的溫度檢測器來監(jiān)視激光二極管的溫度，由此確定所施加的電流量的方法。此外，關(guān)于組合了激光二極管和波長轉(zhuǎn)換元件時(shí)的輸出穩(wěn)定化方法，提出了如閂本專利公報(bào)特許第3329446號、日本專利公報(bào)特許第3334787號和曰本專利公報(bào)特許第3526282號中所記載的結(jié)構(gòu)。除了在此例舉出的專利文獻(xiàn)之外，關(guān)于激光二極管的溫度調(diào)節(jié)還提出了各種方法。
然而，在上述以往的波長轉(zhuǎn)換裝置中，存在對于環(huán)境溫度的變動(dòng)，難以穩(wěn)定地取得綠色光的問題，特別是在將上述以往的波長轉(zhuǎn)換裝置配置在投影顯示器、液晶顯示器的背光等民用設(shè)備內(nèi)部的情況下，由于殼體內(nèi)的溫度逐漸上升、存在綠色輸出降低的問題。另一方面，對于這樣的問題，雖然一直以來提出了將波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制為恒定值的方法、
將輸出值反饋給LD電流的方法等，但是在控制波長轉(zhuǎn)換元件的溫度的方法中，必須以
o.orc為單位控制波長轉(zhuǎn)換元件的溫度，在民用設(shè)備中由于成本方面等的問題而難以使用，
而反饋至LD電流的方法也只能補(bǔ)償約0.3"C的溫度變化，不是有效的改善方法。特別是，在使用由光纖光柵進(jìn)行波長選擇的光纖激光器光源時(shí)，由于除了波長轉(zhuǎn)換元件的波長特性隨溫度變化之外，光纖光柵的波長特性也隨溫度變化，因此，即使進(jìn)行了以往的溫度恒定值控制，也無法使輸出穩(wěn)定。
此外，為了提高將波長轉(zhuǎn)換前的基波的激光光源轉(zhuǎn)換成作為第二諧波(secondharmonicwave)的綠色光輸出的轉(zhuǎn)換效率，還提出了一種波長轉(zhuǎn)換裝置，該波長轉(zhuǎn)換裝置設(shè)有兩個(gè)波長轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，未被第一波長轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(第一級)轉(zhuǎn)換的基波由第二波長轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(第二級)再次進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換(將這樣的結(jié)構(gòu)簡稱為"二級結(jié)構(gòu)(two-stageconfigumtk)n)")。該二級結(jié)構(gòu)具有第二級的第二諧波輸出也依賴于第一級的第二諧波輸出而發(fā)生變動(dòng)的特性，用以往的輸出穩(wěn)定化方法難以控制第一級和第二級的輸出的合計(jì)值。特別是，在二級結(jié)構(gòu)的大部分情況下，由于第一級高諧波輸出和第二級高諧波輸出的輸出變動(dòng)具有相反的變化，因此利用對激光二極管的電流值反饋或者通常的元件溫度調(diào)節(jié)進(jìn)行控制是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠穩(wěn)定取得W級高輸出的綠色或藍(lán)色的激光輸出光的波長轉(zhuǎn)換裝置。
本發(fā)明所提供的波長轉(zhuǎn)換裝置包括讓從激光光源射出的激勵(lì)光產(chǎn)生振蕩并射出基波的激光共振器；將從上述激光共振器射出的基波轉(zhuǎn)換為高諧波的第一波長轉(zhuǎn)換元件；控制上述第一波長轉(zhuǎn)換元件的溫度的第一溫度控制元件；將射入上述第一波長轉(zhuǎn)換元件的基波中未被上述第一波長轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換為高諧波但從上述第一波長轉(zhuǎn)換元件射出的基波轉(zhuǎn)換為高諧波的第二波長轉(zhuǎn)換元件；控制上述第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度的第二溫度控制元件；檢測從上述第一波長轉(zhuǎn)換元件射出的高諧波的輸出的第一檢測部；檢測從上述第二波長轉(zhuǎn)換元件射出的高諧波的輸出的第二檢測部；以及管理由上述第一溫度控制元件進(jìn)行的上述第一波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制、由上述第二溫度控制元件進(jìn)行的上述第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制、以及對施加到上述激光光源的驅(qū)動(dòng)電流的電流值控制的控制器，其中，上述控
8制器合計(jì)上述第一檢測部的第一檢測值和上述第二檢測部的第二檢測值，基于該合計(jì)值進(jìn)行上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制。
在上述波長轉(zhuǎn)換裝置中，由于根據(jù)第一檢測部的第一檢測值和第二檢測部的第二檢測值的合計(jì)值進(jìn)行第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制，因此即使在依賴于來自第一波長轉(zhuǎn)換元件的高諧波的輸出變動(dòng)而產(chǎn)生來自第二波長轉(zhuǎn)換元件的高諧波的輸出變動(dòng)的情況下，也能有效地抑制兩個(gè)高諧波的合計(jì)值的輸出變動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，可提供一種能夠穩(wěn)定取得W級高輸出的綠色或藍(lán)色的激光輸出光的波長轉(zhuǎn)換裝置。


圖1是表示使用本發(fā)明第一實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換裝置的二維圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示綠色激光光源的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3(A)是表示光纖激光器的振蕩波長與環(huán)境溫度的關(guān)系的圖，圖3(B)是表示基波的波長譜(波形線)和波長轉(zhuǎn)換元件的相位匹配波長譜(實(shí)線)的關(guān)系的圖。圖4是表示控制器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是表示波長轉(zhuǎn)換元件的啟動(dòng)動(dòng)作的處理過程的流程圖。
圖6(A)是表示波長轉(zhuǎn)換元件的溫度特性與啟動(dòng)動(dòng)作后的待機(jī)位置的圖，圖6(B)是表示溫度與相位匹配波長的關(guān)系的圖，圖6(C)是表示溫度與相位匹配波長的其他關(guān)系的圖。
圖7(A)是表示綠色光輸出值的恒定值控制的處理過程的流程圖，圖7(B)是表示在圖7(A)的步驟S204中使用的判斷標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容的圖。
圖8是用于說明子程序A的處理的流程圖。
圖9是用于說明子程序B的處理的流程圖。
圖IO是用于說明子程序C的處理的流程圖。
圖11是用于說明越峰恢復(fù)動(dòng)作的處理的流程圖。
圖12是以時(shí)間順序表示綠色光輸出降低時(shí)的各值的圖。
圖13是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換元件的溫度特性與其啟動(dòng)動(dòng)作后的波長轉(zhuǎn)換元件的溫度的待機(jī)位置的關(guān)系的圖。
圖14是表示綠色光輸出值的恒定值控制的處理過程的流程圖。
圖15(A)至(C)是表示綠色光的輸出強(qiáng)度與珀?duì)柼娏髦档年P(guān)系的圖。圖16(A)是表示紅色LD的相對于溫度的輸出特性的圖，圖16(B)是表示相對于溫度的波長特性的圖。
圖17(A)是表示紅色激光光源的結(jié)構(gòu)的圖，圖17(B)是用于說明在紅色LD的監(jiān)視動(dòng)作時(shí)的處理的流程圖。
圖18(A)至(C)是用于說明電流一輸出值表的內(nèi)容的圖。圖19是用三維坐標(biāo)表示能取得白平衡的曲線的示意圖。
圖20(A)至(C)是表示進(jìn)行了光控制的情況下各種顏色的輸出調(diào)整的示意圖，圖20(A)是表示用紅色限制的情況的圖，圖20(B)是表示用綠色限制的情況的圖，圖20(C)是表示用藍(lán)色限制的情況的圖。
圖21是表示本發(fā)明的第五實(shí)施例中的波長轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖22是表示激勵(lì)用LD電流與光纖激光器的輸出的關(guān)系的圖。
圖23(A)及(B)是用于說明波長譜的劣化的圖。
圖24(A)是本發(fā)明的第五實(shí)施例的保持部的示意圖，圖24(B)是圖24(A)的A-A'部的剖視圖，圖24(C)是圖24(A)的B-B'部的剖視圖。圖25是用于說明光纖的固定端的位置的圖。圖26是表示光纖激光器的輸出特性的圖。圖27是表示光纖激光器的波長譜的圖。圖28是表示基波輸入與綠色光輸出的關(guān)系的圖。圖29是本發(fā)明的第五實(shí)施例的其他保持部的示意圖。圖30是表示本發(fā)明的第六實(shí)施例中的波長轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖31是表示以往的波長轉(zhuǎn)換裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換裝置及圖像顯示裝置進(jìn)行說明。另外，附圖中標(biāo)注相同符號的部分有時(shí)省略說明。(第一實(shí)施例)
圖1是表示使用本發(fā)明的第一實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換裝置的二維圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例涉及的二維圖像顯示裝置IO是適用于液晶三板式投影儀的光學(xué)引擎的例子。本實(shí)施例涉及的二維圖像顯示裝置10包括圖像處理部102、激光輸出控制器(控制器)103、 LD電源104、紅色激光光源105R、綠色激光光源105G、藍(lán)色
10激光光源105B、波束形成棒形透鏡106R、106G及106B、中繼透鏡107R、107G及107B、 折射鏡108G及108B、 二維調(diào)制元件109R、 109G及109B、偏振光鏡IIOR、 110G及 IIOB、合波棱鏡111和投影透鏡112。
本實(shí)施例涉及的波長轉(zhuǎn)換裝置在圖1中適用于二維圖像顯示裝置10的綠色激光光源 105G。圖2表示綠色激光光源105G的結(jié)構(gòu)。
綠色激光光源105G在圖2中具有光纖激光器201、將從光纖激光器201發(fā)出的基波 激光的波長變?yōu)?/2的波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b、控制波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫 度的珀?duì)柼?07a及207b、將由波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b產(chǎn)生的綠色光和剩余的 基波進(jìn)行分離的分束器208a及208b、用于監(jiān)視由波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b產(chǎn)生的綠 色光的光束采樣器(beam samplers)209a及209b、以及光敏二極管(photodiode) 210a及 210b。光纖激光器201包括激勵(lì)用LD202、光纖光柵(fiber grating)204a及204b、 Yb 光纖203、保持光纖光柵204b的保持部206，此夕卜，激勵(lì)用LD202與LD電源104連接， 而珀?duì)柼?Peltier element)207a及207b和光敏二極管210a及210b與控制綠色光源 105G的輸出的控制器103連接。
光纖激光器201利用從激勵(lì)用LD202發(fā)出的激勵(lì)光(波長915rnn)激勵(lì)Yb光纖203。 Yb光纖203的兩端配置有光纖光柵204a及204b，在光纖光柵204a及204b之間構(gòu)成激 光共振器。光纖光柵204a的反射中心波長為1070rnn、反射帶域(reflectance band)為 lnm、反射率為98%以上，光纖光柵204b的反射中心波長為1069.9nm、反射帶域?yàn)?O.lnm、反射率為10%。另外，使用摻Y(jié)b光纖的光纖激光器與摻Nd光纖等相比，由于 動(dòng)作范圍較寬，因此能夠產(chǎn)生1030nin至1150nm范圍的激光。因此，在作為二維圖像顯 示裝置而加以使用時(shí)，可以通過確保較大的色彩再現(xiàn)范圍來提高畫質(zhì)。
作為光纖激光器201的激光共振器的一個(gè)反射面，通過應(yīng)用窄帶域的光纖光柵204b， 能夠選擇任意的反射中心波長，能夠任意選擇振蕩中心波長，此外能夠產(chǎn)生波長轉(zhuǎn)換元件 205a及205b所需要的波長帶域(wavelength band)為0.05nm至0.2nm的基波。
在本實(shí)施例中，較為理想的是，將作為偏振保持光纖(polarization-maintainingfiber) 而形成的光纖光柵作為光纖光柵204a及204b來使用，Yb光纖203也使用偏振保持雙包 層光纖(polarizatiorrmaintaining double-clad fiber)。在此情況下，能夠控制振蕩的基波 的偏振方向。
11此外，在本實(shí)施例中，通過設(shè)置將光纖激光器210的激光共振器封閉在光纖內(nèi)的系統(tǒng)， 能夠防止因來自外部的塵?；蚍瓷涿娴氖?zhǔn)(misaligmnent)等而增加共振器的損傷，由 此，能夠抑制激光共振器的輸出隨時(shí)間經(jīng)過而降低以及輸出變動(dòng)。
下面對本實(shí)施例的綠色激光光源105G基本的激光器動(dòng)作進(jìn)行說明。在圖2中，來自 抽頭型激勵(lì)用LD(pigtail-type excitation LD) 202的激勵(lì)光在附屬的光纖中傳播后，射入 構(gòu)成激光共振器的光纖。入射的激勵(lì)光一邊被Yb光纖203中包含的激光活性物質(zhì)(Yb: 鐿)吸收， 一邊在Yb光纖203中傳播。90%以上的激勵(lì)光在到達(dá)光纖光柵204b之前被 激光活性物質(zhì)吸收而消失。這樣，本實(shí)施例中，在激勵(lì)光在Yb光纖203中被吸收、放大 基波的增益在Yb光纖203內(nèi)增高的狀態(tài)下，在Yb光纖203的內(nèi)部產(chǎn)生基波的種光。該 基波的種光，以光纖光柵204a和光纖光柵204b為激光共振器的一組反射面，在該激光共 振器中一邊被放大并增加強(qiáng)度， 一邊多次來回反射，從而達(dá)到激光振蕩。
本實(shí)施例的Yb光纖203，例如使用能夠傳播高輸出的激勵(lì)光的雙包層偏振保持光纖。 因此，激勵(lì)光在Yl)光纖203的內(nèi)層(core)和內(nèi)側(cè)的包層(clad)的比較大的區(qū)域中傳播，被 Yb光纖203中包含的激光活性物質(zhì)(鐿)吸收。此外，由于激勵(lì)光能夠在較大的區(qū)域中 傳播，所以也能夠使用高輸出的激勵(lì)光。
以此方式從光纖激光器201輸出的基波被引導(dǎo)至波長轉(zhuǎn)換元件205a。
接著，對波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的基本動(dòng)作進(jìn)行說明。按照上述方式，基波的激 光通過光纖激光器201而被輸出，通過聚光透鏡等聚光后射入波長轉(zhuǎn)換元件205a。來自 光纖激光器201的基波成為入射波，通過波長轉(zhuǎn)換元件205a的非線性光學(xué)效果被進(jìn)行轉(zhuǎn) 換，成為波長為基波的1/2的高諧波輸出。從波長轉(zhuǎn)換元件205a射出的波束，以未轉(zhuǎn)換 的基波和轉(zhuǎn)換后的高諧波輸出混合的狀態(tài)輸出。
從波長轉(zhuǎn)換元件205a射出的波束通過一次重新準(zhǔn)直透鏡(re-collimating lens)，重新 恢復(fù)為平行波束后，射入分束器208a。由波長轉(zhuǎn)換元件205a轉(zhuǎn)換的高諧波輸出，被分束 器208a分離而轉(zhuǎn)向光束采樣器209a，而未被進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換的基波原樣透過分束器208a， 在利用聚光透鏡聚光后射入波長轉(zhuǎn)換元件205b。
未被波長轉(zhuǎn)換元件205a轉(zhuǎn)換的基波成為入射波，通過波長轉(zhuǎn)換元件205b的非線性光 學(xué)效果被進(jìn)行轉(zhuǎn)換，成為波長為基波的1/2的高諧波輸出。從波長轉(zhuǎn)換元件205b射出的 光束，以未轉(zhuǎn)換的基波和轉(zhuǎn)換后的高諧波輸出混合的狀態(tài)輸出。
從波長轉(zhuǎn)換元件205b射出的波束通過一次重新準(zhǔn)直透鏡，重新恢復(fù)為平行光束后， 射入分束器208b。由波長轉(zhuǎn)換元件205b轉(zhuǎn)換的高諧波輸出，被分束器208b分離而轉(zhuǎn)向
12光束采樣器209b，而未被進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換的基波原樣透過分束器208b。透過的基波被吸收 體吸收，作為熱放出。用于輸出光的檢測以外的高諧波輸出幾乎全部作為綠色激光光源 105G的輸出光而射出。在本實(shí)施例中，作為波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b，采用具有極化 反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的摻Mg的LiNb03晶體。元件的長度為20mm，其溫度分別由珀?duì)柼?07a 及207b來控制。
圖3(A)表示光纖激光器201的振蕩波長與環(huán)境溫度的關(guān)系?？梢钥闯?，根據(jù)光纖激光 器201的環(huán)境溫度，構(gòu)成共振器的光纖光柵的反射波長發(fā)生移動(dòng)，由此光纖激光器201的 振蕩波長發(fā)生變化。在圖3(A)中，變化量為0.007rmi/K。也就是說，每當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生 變化，如果不使波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的動(dòng)作波長(相位匹配波長)發(fā)生變化，則無 法使高諧波輸出(綠色光輸出)穩(wěn)定。這與不管環(huán)境溫度如何，由激光晶體決定振蕩波長 的固體激光光源存在很大差異。在本實(shí)施例中，較為理想的是，光纖激光器201的振蕩波 長的變化量為0.002mn/K以下。如上所述，每當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化，必須使波長轉(zhuǎn)換元 件205a及205b的相位匹配波長發(fā)生變化，但如果光纖激光器201的振蕩波長的變化量 為0.002nm/K以下，則能夠有效地進(jìn)行后述的波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的相位匹配波 長的控制。
圖3(B)表示光纖激光器的基波波長與波長轉(zhuǎn)換元件的相位匹配波長的關(guān)系。圖中的實(shí) 線表示從光纖激光器發(fā)出的基波的帶域幅度，圖中的虛線表示波長轉(zhuǎn)換元件的相對于入射 波長的波長轉(zhuǎn)換特性。如圖3(B)所示，可知，改變光纖激光器以及波長轉(zhuǎn)換元件兩者的環(huán) 境溫度以使這兩者具有相同的波長特性，這對波長轉(zhuǎn)換元件的輸出穩(wěn)定化是必要的。例如， 通過用鋁構(gòu)成圖2的保持部206，光纖激光器201的相對于溫度的振蕩波長變化量則為 0.03nm/K，能夠接近波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的相位匹配波長變化量0.05nm/K。此 外，通過用具有5xlOWC的熱膨脹系數(shù)的物質(zhì)構(gòu)成保持部206，能夠使波長轉(zhuǎn)換元件205a 及205b的溫度特性與光纖激光器201的溫度特性基本一致，從而能夠使輸出穩(wěn)定化控制 更加簡單。在本實(shí)施例中，說明的是光纖光柵204b固定在主要由鋁構(gòu)成的保持部206上 的情況，但即使在如以往那樣配置在空氣中的情況下，也能夠取得同樣的效果。
圖4表示圖2的控制器103的具體結(jié)構(gòu)。圖4的控制器103包括A/D轉(zhuǎn)換器401、 判斷電路402、 D/A轉(zhuǎn)換器403、 PWM信號發(fā)生器404、電流一輸出值表405、第一寄 存器406和第二寄存器407。控制器103利用珀?duì)柼?07a及207b來控制波長轉(zhuǎn)換 元件205a及205b的溫度。另外，除此之外，雖然并非必要，但也可以設(shè)置用來測量光纖激光器201的殼體內(nèi)溫度的熱敏電阻(thermistor)409。在此，熱敏電阻409被設(shè)置在光 纖光柵204b的保持部206。
在電流一輸出值表405中，能夠預(yù)先以表格形式設(shè)定供給激勵(lì)用LD202的電流值和 綠色光的輸出值的關(guān)系，這些值作為進(jìn)行控制時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)值。第一寄存器406被用于暫時(shí)存 儲進(jìn)行控制時(shí)所使用的電流值以及輸出值。
綠色激光光源105G應(yīng)輸出的綠色光的輸出值根據(jù)作為外部信號的光量控制信號來決 定。在第二寄存器407中，對綠色激光光源105G的各部件，存儲各部件的出廠時(shí)設(shè)定值。 各部件的出廠時(shí)設(shè)定值是用于補(bǔ)償各部件在制造上的偏差的值，第二寄存器407接收光量 控制信號，將根據(jù)光量控制信號及出廠時(shí)設(shè)定值所設(shè)定的綠色光的輸出值通知給判斷電路 402。判斷電路402由微計(jì)算機(jī)等構(gòu)成，參照電流一輸出值表405，將與由第二寄存器通 知的輸出值對應(yīng)的電流值，通過D/A轉(zhuǎn)換器403通知給LD電源104。
光敏二極管210a及210b接收由光束采樣器209a及209b部分反射的綠色光，將與 接收到的綠色光的強(qiáng)度相對應(yīng)的作為電壓信號的輸出檢測信號輸出給A/D轉(zhuǎn)換器401。 A/D轉(zhuǎn)換器401將模擬形式的輸出檢測信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的輸出檢測信號后輸出給判斷 電路402。判斷電路402根據(jù)輸出檢測信號，利用珀?duì)柼?07a及207b來控制波長 轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度。'
接著，對綠色光源105G的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖5是表示綠色激光光源105G的波長轉(zhuǎn) 換元件205a的啟動(dòng)動(dòng)作(start-upoperation)的處理過程的流程圖。另外，波長轉(zhuǎn)換元件205b 的啟動(dòng)動(dòng)作與波長轉(zhuǎn)換元件205a相同，因此在此省略對波長轉(zhuǎn)換元件205b的啟動(dòng)動(dòng)作的 說明。
首先，在圖5的步驟S101中，綠色激光光源105G的動(dòng)作一旦開始，將來自LD電 源104的LD電流施加于激勵(lì)用LD202，使其處于能夠進(jìn)行綠色光輸出的狀態(tài)。在此， LD電流的值為，基波輸出時(shí)能輸出大約500mW、當(dāng)相位匹配條件吻合，綠色光時(shí)能輸出 大約20mW的電流值。在本實(shí)施例的情況下約為1A。其理由是，作為綠色光，通過設(shè)為 微小的輸出，使得在為二維圖像顯示裝置的情況下，啟動(dòng)用的綠色光正在輸出的事實(shí)不至 于引人注目。此時(shí)，將波長轉(zhuǎn)換元件205a的相位匹配溫度設(shè)計(jì)在4CTC至6(TC這樣的高于 室溫的溫度是重要的。
接著，在步驟S102中，珀?duì)柼?07a通過PWM波形的電流而受到驅(qū)動(dòng)直到綠 色光的輸出值達(dá)到設(shè)定值為止，因此判斷電路402 —邊增加向珀?duì)柼?07a供應(yīng)電流
14的時(shí)間以提高元件溫度， 一邊監(jiān)視綠色光的輸出值。具體而言，在步驟S103中，在綠色 光的輸出值低于設(shè)定值的期間，增加向珀?duì)柼?07a供應(yīng)電流的時(shí)間。
在綠色光的輸出值達(dá)到設(shè)定值、并超過了設(shè)定值的情況下，在步驟S104中， 一邊減 少向珀?duì)柼?07a供應(yīng)電流的時(shí)間以降低元件溫度， 一邊監(jiān)視綠色光的輸出值。具體 而言，在步驟S105中，在綠色光的輸出值高于設(shè)定值的期間，減少向珀?duì)柼?07a 供應(yīng)電流的時(shí)間。另一方面，在綠色光的輸出值達(dá)到設(shè)定值、且低于設(shè)定值的情況下，返 回步驟S102。
以此方式，進(jìn)行綠色光輸出的峰值搜索。此外，供給珀耳帖元件207a的電流波形 (PWM波形)按比例受到控制，使得隨著綠色光的輸出值接近設(shè)定值而增加OFF時(shí)間。 此外，作為考慮輸出穩(wěn)定化的結(jié)果，電流波形的頻率約為5MHZ至100MHZ較為理想， 如果是這樣的頻率，則無須對電流波形進(jìn)行平滑便可使溫度穩(wěn)定。此外，在對電流波形進(jìn) 行了平滑的情況下，存在隨著ON時(shí)間縮短而使應(yīng)答速度降低的問題，但通過用PWM波 形直接驅(qū)動(dòng)，可以控制溫度而不會使應(yīng)答速度降低。
這樣，通過監(jiān)視綠色光，能夠使波長轉(zhuǎn)換元件205a的溫度適合相位匹配溫度。在綠 色光輸出穩(wěn)定后，維持綠色光輸出穩(wěn)定時(shí)的PWM波形不變，激勵(lì)用LD202的電流被切 斷而處于待機(jī)狀態(tài)。
在本實(shí)施例中，作為波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度控制元件使用的是珀?duì)柼?207a及207b，而將元件溫度設(shè)為35。C至80。C較為理想。如果設(shè)為接近室溫(實(shí)際使用 溫度)，則必須讓對珀?duì)柼?07a及207b施加的電流的極性反轉(zhuǎn)，而通過設(shè)為高于室 溫的35'C至8(TC，則無須進(jìn)行極性反轉(zhuǎn)，控制速度得以提高。此外，室溫與元件溫度的 差越大，越能提高元件冷卻時(shí)的控制速度，但功耗也隨之增大，因此作為保持元件的溫度， 40至60r的范圍更為理想。
另一方面，通過將元件的保持溫度設(shè)為8CTC至20(TC，還能夠使用更為廉價(jià)的加熱器。 與使用珀?duì)柼那闆r相比保持溫度增高是因?yàn)?，雖然溫度上升時(shí)的控制速度與珀?duì)柼?元件基本相同，但溫度下降時(shí)的控制速度低于珀?duì)柼虼擞斜匾龃髿鉁嘏c元件溫 度的溫度坡度(temperature gradient)。
在本實(shí)施例中，如上所述，作為環(huán)境溫度監(jiān)視器可以附加熱敏電阻409。以下，對在 本實(shí)施例中附加熱敏電阻409的情況進(jìn)行說明。綠色激光光源105G的動(dòng)作一旦開始，熱 敏電阻409檢測環(huán)境溫度，隨后，將來自LD電源104的LD電流施加于激勵(lì)用LD202， 使其處于能夠進(jìn)行綠色光輸出的狀態(tài)。在此，LD電流的值是，為基波輸出時(shí)能夠輸出大
15約500mW、當(dāng)符合相位匹配條件為綠色光時(shí)能夠輸出20mW的程度的電流值。在本實(shí)施 例的情況下約為1A。其理由是，由于將作為啟動(dòng)用的綠色光設(shè)為微小的輸出，因此在為 二維圖像顯示裝置的情況下，輸出光不會引人注目。此時(shí)，分為由熱敏電阻409檢測到的 環(huán)境溫度低于設(shè)定值的情況和高于設(shè)定值的情況。
在環(huán)境溫度低于設(shè)定值的情況下，向控制波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度的珀?duì)柼?元件207a及207b提供電流，用PWM波形的電流驅(qū)動(dòng)珀?duì)柼?07a及207b直到綠 色光輸出值成為設(shè)定值為止，因此一邊增加向珀?duì)柼?07a及207b供應(yīng)電流的時(shí)間以 提高元件溫度， 一邊監(jiān)視綠色光輸出。以此方式，進(jìn)行綠色光輸出的峰值搜索。此外，供 給珀?duì)柼?07a及207b的電流波形(PWM波形)按比例受到控制，使得隨著綠色光 輸出值接近設(shè)定值而增加OFF時(shí)間。
另一方面，在環(huán)境溫度高于設(shè)定值的情況下，通過反轉(zhuǎn)向珀?duì)柼?07a及207b 提供的電流的極性，并進(jìn)行同樣的動(dòng)作，能夠完成峰值搜索。在使用熱敏電阻409的情況 下，由于能夠判斷元件溫度應(yīng)比環(huán)境溫度低還是高，因此沒有必要預(yù)先將波長轉(zhuǎn)換元件 205a及205b的相位匹配溫度設(shè)計(jì)在4(TC至60。C這樣的高于室溫的溫度。另夕卜，在此情 況下，需要用于極性反轉(zhuǎn)的電路，由于該電路結(jié)構(gòu)會引起控制速度的降低。
接著，對基于判斷電路402的對波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度控制進(jìn)行說明。 圖6(A)是表示波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度特性與其啟動(dòng)動(dòng)作(start-up operation) 后的波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度的待機(jī)位置的關(guān)系的圖。作為待機(jī)溫度，被控制成 為高諧波強(qiáng)度達(dá)到峰值時(shí)的相位匹配溫度的85%至95%且低于相位匹配溫度的溫度(參 照圖中(a)所示的位置)。通過在該位置處待機(jī)，能夠監(jiān)視動(dòng)作時(shí)的環(huán)境溫度。也就是 說，可知，若輸出上升，則環(huán)境溫度降低，若輸出減少，則環(huán)境溫度上升。因此，能夠基 于該輸出值的變化來控制波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度。
圖6(B)表示光纖激光器201的振蕩波長向長波移動(dòng)時(shí)的相位匹配波長的變化，圖6(C) 表示光纖激光器201的振蕩波長向短波移動(dòng)時(shí)的相位匹配波長的變化。首先在圖6(B)中， 如上所述將波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度控制為待機(jī)溫度，在從波長轉(zhuǎn)換元件205a 及205b輸出的綠色光達(dá)到峰值輸出的85%至95%的待機(jī)位置輸出綠色光時(shí)，來自光纖激 光器201的基波波長一旦向長波一側(cè)移動(dòng)，綠色光的輸出則如箭頭(1)所示從上述待機(jī) 位置移動(dòng)并上升。此時(shí)，若使波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度上升，則相位匹配波長相 對于綠色光輸出的特性曲線如箭頭(2)所示從實(shí)線向虛線變化，向圖中的右側(cè)即長波一 側(cè)移動(dòng)。通過該移動(dòng)，如箭頭(3)所示，能夠恢復(fù)綠色光輸出。此外，在圖6(C)中，在上述待機(jī)位置輸出綠色光時(shí)，光纖激光器201的基波波長一旦 向短波一側(cè)移動(dòng)，綠色光輸出如箭頭(1)所示從上述待機(jī)位置移動(dòng)并下降。此時(shí)，若使 波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度下降，則相位匹配波長相對于綠色光輸出的特性曲線如 箭頭(2)所示從實(shí)線向虛線變化，向圖中的左側(cè)即短波一側(cè)移動(dòng)。通過該移動(dòng)，如箭頭 (3)所示，能夠恢復(fù)綠色光輸出。
接著，對判斷電路402執(zhí)行的綠色光輸出值的恒定值控制進(jìn)行說明。圖7(A)是表示判 斷電路402執(zhí)行的綠色光輸出值的恒定值控制的處理過程的流程圖。在本實(shí)施例的綠色激 光光源105G中，進(jìn)行控制使得從各級(波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b)射出的高諧波光(綠 色光)的強(qiáng)度的合計(jì)值成為恒定。也就是說，進(jìn)行控制使得作為來自第一級(波長轉(zhuǎn)換元 件205a)的綠色光輸出(以下稱為"G1")和來自第二級(波長轉(zhuǎn)換元件205b)的綠色光 輸出(以下稱為"G2")之和的Gl+G2成為恒定。
具體而言，首先，在步驟S201中，判斷電路402取得來自各級的綠色光輸出。接著， 在步驟S202中，判斷電路402確認(rèn)LD電源104的電流值在指定的可使用范圍內(nèi)，并判 斷綠色光輸出的合計(jì)值Gl+G2是否發(fā)生了變動(dòng)，如果合計(jì)值Gl+G2未發(fā)生變動(dòng)，將處 理返回至步驟S201。另外，對于輕微的變動(dòng)，判斷電路402通過LD電源104調(diào)整激勵(lì) 用LD202的驅(qū)動(dòng)電流，從而調(diào)整合計(jì)值G1+G2的強(qiáng)度。由此，進(jìn)行保持合計(jì)值Gl+G2 的強(qiáng)度恒定的APC控制。
另一方面，在脫離了通過APC控制能夠應(yīng)對的范圍的情況下，在步驟S203中，從 APC控制轉(zhuǎn)至ACC (自動(dòng)電流控制)控制，適用使合計(jì)值Gl+G2恒定的控制循環(huán)。進(jìn) 行該判斷之后，在步驟S204中，基于從各級取得的綠色光輸出值對適用的算法(algorithm) (子程序(subroutine))進(jìn)行判斷。
圖7(B)表示在步驟S204中使用的判斷標(biāo)準(zhǔn)。首先，在G1增加、G2減少的情況下， 作為合計(jì)值Gl+G2的變動(dòng)的原因，認(rèn)為是第一級的元件溫度下降。相反，在G1減少、 G2增加的情況下，認(rèn)為其變動(dòng)是因僅第一級的元件溫度上升，或者由于吸收光而造成的 元件發(fā)熱所致。在G1增加、G2恒定的情況下，認(rèn)為是因第一級的元件溫度下降，并且第 二級的元件溫度上升所致。相反，在G1下降、G2恒定的情況下，認(rèn)為是因第一級的元件 溫度上升，第二級的元件溫度下降所致。在以上的情況下，由于需要將第一級的元件溫度 與第二級的元件溫度向相反方向進(jìn)行修正，因此執(zhí)行算法1的子程序A，保持合計(jì)值 Gl+G2恒定。
17在G1、 G2都上升或下降的情況下，作為合計(jì)值G1+G2的變動(dòng)的原因，認(rèn)為是環(huán)境 溫度發(fā)生了變化，或者光纖激光器201的基波激光的波長發(fā)生了變化。—在此情況下，由于 需要將第一級的元件溫度與第二級的元件溫度向相同方向進(jìn)行修正，因此執(zhí)行算法2的子 程序B，保持合計(jì)值G1+G2恒定。
在G1為恒定、僅G2發(fā)生了變動(dòng)的情況下，作為合計(jì)值G1+G2的變動(dòng)的原因，認(rèn)為 是第二級的元件溫度發(fā)生了變動(dòng)。在此情況下，僅修正第二級的元件溫度便可，因此執(zhí)行 算法3的子程序C，保持合計(jì)值G1+G2恒定。
以下，對各算法1至3的子程序A至C的處理進(jìn)行說明。圖8是用于說明算法1的 子程序A的處理的流程圖。算法1的子程序A是第一級的輸出值增減與第二級的輸出值增 減相反地變動(dòng)的情況的程序。因此，在分別確認(rèn)第一級與第二級的各輸出值Gl及G2的 同時(shí)進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度調(diào)節(jié)。
在圖8中，首先，根據(jù)Gl的值是上升還是下降，控制流向波長轉(zhuǎn)換元件205a的珀 爾帖元件207a的電流量。具體而言，通過操縱PWM信號發(fā)生器404的波形(ON/OFF 時(shí)間)，使平均電流量增減。也就是說，當(dāng)G1值上升時(shí)(步驟S303)，使流往第一級的 珀?duì)柼?07a的電流量增加，加熱波長轉(zhuǎn)換元件205a。另一方面，當(dāng)Gl值下降時(shí)(步 驟S301)，使流往珀?duì)柼?07a的電流量減少，冷卻波長轉(zhuǎn)換元件205a。由于在上 述步驟S301及303中的元件溫度變動(dòng)時(shí)發(fā)生過度(overshoot)，所以在步驟S302及304 中，通過將Gl輸出反饋給流往激勵(lì)用LD202的電流值，來抑制輸出變動(dòng)。
接著，在步驟S305中，判斷合計(jì)值G1+G2是否恢復(fù)，若恢復(fù)則返回圖7(A)的主程 序，若未恢復(fù)則進(jìn)行第二級的元件溫度的控制。
在第二級的元件溫度的控制中，根據(jù)合計(jì)值Gl+G2是大于還是小于希望恢復(fù)的值， 控制流向第二級的珀?duì)柼?07b的電流量。在合計(jì)值大于希望恢復(fù)的值時(shí)(步驟S308)， 使流往第二級的珀?duì)柼?07b的電流量增加，加熱波長轉(zhuǎn)換元件205b。另一方面，在 合計(jì)值小于希望恢復(fù)的值時(shí)(步驟S306)，使流往珀?duì)柼?07b的電流量減少，冷卻 波長轉(zhuǎn)換元件205b。由于在上述步驟S306及308中的元件溫度變動(dòng)時(shí)發(fā)生過度，所以在 步驟S307及309中，通過將合計(jì)值Gl+G2反饋給流往激勵(lì)用LD202的電流值，抑制輸 出變動(dòng)。
最后，在步驟S310中，將相對于執(zhí)行子程序A之后的合計(jì)值Gl+G2的流往激勵(lì)用 LD202的電流值與綠色激光光源105G的啟動(dòng)時(shí)的初始電流值進(jìn)行比較，若其差在設(shè)定范 圍內(nèi)則返回主程序，若不在該范圍內(nèi)則再次執(zhí)行算法1的子程序A。圖9是用于說明算法2的子程序B的處理的流程圖。算法2的子程序B是第一級的
輸出值增減與第二級的輸出值增減以相同方向變動(dòng)的情況的程序。因此，對于第一級與第
二級的各輸出值Gl及G2，以相同方向(溫度上升/降低)進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b 的溫度調(diào)節(jié)。
在圖9中，首先，根據(jù)G1及G2是同時(shí)增加還是同時(shí)減少，控制流向第一級及第二 級的珀?duì)柼?07a及207b的電流量。當(dāng)Gl及G2同時(shí)上升時(shí)，在步驟S405中，使 流往第一級的珀?duì)柼?07a的電流量增加，加熱波長轉(zhuǎn)換元件205a。由于在步驟S4()5 中的元件溫度變動(dòng)時(shí)發(fā)生過度，所以在步驟S406中，通過將Gl輸出反饋給流往激勵(lì)用 LD202的電流值，抑制輸出變動(dòng)。
接著，在步驟S407中，使流往第二級的珀?duì)柼?07b的電流量增加，加熱波長 轉(zhuǎn)換元件205b。由于在步驟S407中的元件溫度變動(dòng)時(shí)發(fā)生過度，所以在步驟S408中， 通過將G2輸出反饋給流往激勵(lì)用LD202的電流值，抑制輸出變動(dòng)。
另一方面，當(dāng)G1及G2同時(shí)下降時(shí)，在步驟S401中，使流往第一級的珀?duì)柼?207a的電流量減少，冷卻波長轉(zhuǎn)換元件205a。由于在步驟S401中的元件溫度變動(dòng)時(shí)發(fā) 生過度，所以在步驟S402中，通過將G1輸出反饋給流往激勵(lì)用LD202的電流值，抑制 輸出變動(dòng)。
接著，在步驟S403中，使流往第二級的珀?duì)柼?07b的電流量減少，冷卻波長 轉(zhuǎn)換元件205b。由于在步驟S403中的元件溫度變動(dòng)時(shí)發(fā)生過度，所以在步驟S404中， 通過將G2輸出反饋給流往激勵(lì)用LD202的電流值，抑制輸出變動(dòng)。
最后，在步驟S409中，將相對于執(zhí)行子程序B之后的合計(jì)值G1+G2的流往激勵(lì)用 LD202的電流值與綠色激光光源105G的啟動(dòng)時(shí)的初始電流值進(jìn)行比較，若其差在設(shè)定范 圍內(nèi)則返回主程序，若不在該范圍內(nèi)則再次執(zhí)行算法2的子程序B。
圖10是用于說明算法3的子程序C的處理的流程圖。算法3的子程序C是僅修正第 二級的溫度以對應(yīng)輸出變動(dòng)時(shí)的程序。
在圖10中，首先，當(dāng)G2值上升時(shí)，在歩驟S503中，使流往第二級的珀?duì)柼?207b的電流量增加，加熱波長轉(zhuǎn)換元件205b。另一方面，當(dāng)G2值下降時(shí)，在步驟S501 中，使流往珀?duì)柼?07b的電流量減少，冷卻波長轉(zhuǎn)換元件205b。由于在上述步驟 S501及503中的元件溫度變動(dòng)時(shí)發(fā)生過度，所以在歩驟S502及504中，通過將G2輸出 反饋給流往激勵(lì)用LD202的電流值，抑制輸出變動(dòng)。
19接著，在歩驟S505中，將相對于執(zhí)行子程序C之后的合計(jì)值Gl+G2的流往激勵(lì)用 LD202的電流值與綠色激光光源105G的啟動(dòng)時(shí)的初始電流值進(jìn)行比較，若兩者之差在設(shè) 定范圍內(nèi)則返回主程序，若不在該范圍內(nèi)則再次執(zhí)行算法3的子程序C。
在上述的各算法1至3的子程序A至C的處理中，作為波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b 的待機(jī)溫度，被控制成為高諧波強(qiáng)度達(dá)到峰值時(shí)的相位匹配溫度的85%至95%且低于相 位匹配溫度的溫度(圖6(A)的(a)所示的位置)。然而，由于波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b 急劇的溫度變化，會導(dǎo)致波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度越過峰值而到達(dá)圖6(A)的(b) 所示的位置，脫離啟動(dòng)動(dòng)作后的待機(jī)位置。在此情況下，在本實(shí)施例中執(zhí)行越峰恢復(fù)動(dòng)作 (over陽the-peak return operation)。例如，在上述的子程序A至C中的步驟S310、 S409及 S505中，當(dāng)相對于合計(jì)值Gl+G2的流往激勵(lì)用LD202的電流值與綠色激光光源105G 的啟動(dòng)時(shí)的初始電流值的差，在以指定的次數(shù)N執(zhí)行了各子程序A至C后仍未落入設(shè)定 范圍內(nèi)時(shí)，可以執(zhí)行越峰恢復(fù)動(dòng)作。
圖11表示用于說明越峰恢復(fù)動(dòng)作的處理的流程圖。在越峰恢復(fù)動(dòng)作中，使波長轉(zhuǎn)換 元件205a及205b的各珀?duì)柼娏髟黾?步驟S601)，為了避免過度(overshoot)， 一邊 使合計(jì)值G1+G2反饋至流往激勵(lì)用LD202的電流值(步驟S602)， 一邊將相對于合計(jì) 值Gl+G2的流往激勵(lì)用LD202的電流值與綠色激光光源105G的啟動(dòng)時(shí)的初始電流值進(jìn) 行比較(步驟S603)，若較低則通過返回步驟S601而逐漸地進(jìn)行越峰，在變高的時(shí)刻則 轉(zhuǎn)向圖7(A)的主程序，向待機(jī)位置的越峰恢復(fù)動(dòng)作結(jié)束。
圖12是以時(shí)間順序表示作為用本實(shí)施例所示的輸出恒定值控制的程序進(jìn)行控制的一 個(gè)例子的環(huán)境溫度上升、綠色光輸出下降時(shí)的各值的圖。圖12中，在時(shí)刻tl環(huán)境溫度發(fā) 生了變化時(shí)，與此相伴，由于光纖激光器201的光纖光柵204b的變化，基波波長向長波 一側(cè)移動(dòng)。由于讓波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度快速地追隨該基波波長的變化比較困 難，所以在時(shí)刻tl暫時(shí)使激勵(lì)用LD202的電流增加，保持綠色光輸出恒定。與波長轉(zhuǎn)換 元件205a及205b的溫度上升相適應(yīng)，流往激勵(lì)用LD202的電流值返回至正常值。由于 在時(shí)刻t2附近會出現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b的溫度過度，因此在此情況下也能夠通 過暫時(shí)操縱流往激勵(lì)用LD202的電流值而保持綠色光輸出恒定。
根據(jù)本實(shí)施例，由于沒有必要象以往的結(jié)構(gòu)那樣以o.orc的精度進(jìn)行元件溫度的監(jiān)
視，無須頻繁地取得溫度，因此能夠使控制電路及控制程序簡化。此外，通過波長轉(zhuǎn)換元 件附近的熱設(shè)計(jì)，能夠防止脫離恒定值控制的"熱失控(thermal rmraway)"。此外，在本 實(shí)施例中，作為溫度的指標(biāo)，由于利用了綠色光輸出，因此能夠進(jìn)行更高精度的溫度控制，并且通過相互監(jiān)視綠色光輸出和供給激勵(lì)用LD的電流，幾乎不會發(fā)生綠色光的輸出變動(dòng)， 從而能夠進(jìn)行綠色光輸出的恒定值控制。 -
尤其是，對于以由光纖光柵決定振蕩波長的光纖激光器發(fā)出的激光為基波的波長轉(zhuǎn)換 裝置是有效的。
在本實(shí)施例中，對以Yb光纖激光器為基波光源、利用波長轉(zhuǎn)換元件得到的綠色光源 進(jìn)行了描述，但只要是同樣由光纖光柵決定基波光源的波長、將具有極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的 MgO:LiNb03元件作為波長轉(zhuǎn)換元件來使用的光源，就能以同樣的結(jié)構(gòu)使480mn至 600rnn左右的可見光穩(wěn)定。
(第二實(shí)施例)
接著，對本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行說明。本實(shí)施例是將包含Mg、 In、 Zn、 Sc中的至 少其中任何之一的添加物的LiNb03晶體或者LiTaOs晶體作為波長轉(zhuǎn)換元件來使用，并 且產(chǎn)生超過1W的綠色光的情況的例子。
發(fā)明人研究的結(jié)果是，確認(rèn)了在將包含Mg、 In、 Zn、 Sc中的至少其中任何之一添加 物的LiNbOs晶體或者UTa03晶體作為波長轉(zhuǎn)換元件來使用，并且產(chǎn)生超過1W的綠色 光的情況下，波長轉(zhuǎn)換元件的元件溫度與產(chǎn)生的高諧波強(qiáng)度的關(guān)系與上述的圖6(A)中所示 的關(guān)系不同。圖13是表示本實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換元件的溫度特性與其啟動(dòng)動(dòng)作后的波長轉(zhuǎn) 換元件的溫度的待機(jī)位置的關(guān)系的圖。
如圖13所示，在約數(shù)mW的低輸出波長轉(zhuǎn)換時(shí)，相位匹配溫度附近的波長轉(zhuǎn)換元件 的溫度特性L1與上述的圖6(A)相同，以相位匹配溫度為中心，高溫側(cè)與低溫側(cè)對稱。但 是，在將上述的非線性光學(xué)晶體作為波長轉(zhuǎn)換元件使用，并且從紅外光取得超過1W的綠 色光的情況下，則發(fā)生由作為紅外光和綠色光的和頻產(chǎn)生的紫外光造成的綠色光吸收，在 波束路徑(beam path)內(nèi)產(chǎn)生發(fā)熱。因此，波束路徑的溫度和用于元件的溫度控制的珀?duì)?帖元件(加熱器)的溫度產(chǎn)生溫度差，使高諧波強(qiáng)度為最大的珀?duì)柼?加熱器)的溫 度向低溫側(cè)移動(dòng)。此外，產(chǎn)生的綠色光輸出越多，向低溫側(cè)的移動(dòng)量越大。因此，例如在 將MgO:LiNb03作為波長轉(zhuǎn)換元件來使用，設(shè)元件長為25mm時(shí)，綠色最大輸出達(dá)到2W 的高輸出波長轉(zhuǎn)換時(shí)的波長轉(zhuǎn)換元件的溫度特性L2中，珀?duì)柼罴褱囟鹊母邷貍?cè)的坡度 與低溫側(cè)的坡度相比變得較為平緩。此時(shí)，與在珀?duì)柼罴褱囟鹊牡蜏貍?cè)的位置(a)處 待機(jī)的情況相比，通過在高溫側(cè)的位置(b)處待機(jī)，能夠?qū)⑾鄬τ跍囟茸兓妮敵鲎儎?dòng) 減輕約64%。
21根據(jù)以上所述，在上述的第一實(shí)施例中，在將包含Mg、 In、 Zn、 Sc中的至少其中任 何之一的添加物的LiNbOs晶體或者LiTa03晶體用于波長轉(zhuǎn)換元件，并且產(chǎn)生超過1W 的綠色光的情況下，在珀?duì)柼罴褱囟鹊母邷貍?cè)進(jìn)行上述第一實(shí)施例的控制是較為理想 的。但是，通過待機(jī)位置從相位匹配溫度的低溫側(cè)的位置(a)變?yōu)楦邷貍?cè)的位置(b)， 流至珀?duì)柼碾娏髁康脑鰷p變得與上述第一實(shí)施例相反，逸一卓負(fù)不待言。
此外，在本實(shí)施例中，對于以紅外光為基波，向作為第二諧波的綠色光的轉(zhuǎn)換，描述 了本發(fā)明的效果，但可知， 一般而言，被添加了Mg、 Zn、 Sc、 In等的LiNb03晶體或者 LiTa03晶體，通過波長為400nm以下的紫外光來吸收波長為400nm至800nm的可見光。 也就是說，在入射波長為800nm至1200nm的基波，產(chǎn)生其第二諧波時(shí)，作為基波與第 二諧波的和頻而產(chǎn)生的第三諧波引起該第二諧波的吸收。此外，在入射波長為400mn至 800nm的基波，產(chǎn)生其第二諧波時(shí)，第二諧波引起基波的吸收。此外，在入射波長為 1200nm至1600nm的基波，產(chǎn)生其第二諧波時(shí)，也由于從第二諧波進(jìn)行了波長轉(zhuǎn)換的第 四諧波引起第二諧波的吸收，因此，本發(fā)明的效果同樣得以發(fā)揮。此外，在入射波長為 1200nm至2000nm的基波，產(chǎn)生第四諧波時(shí)，作為基波與第四諧波的和頻而產(chǎn)生的第五 諧波引起該第四諧波的吸收，同樣，在入射波長為1200nm至2000nm的基波，產(chǎn)生第二 諧波和第三諧波這兩者時(shí)，作為第二諧波與第三諧波的和頻而產(chǎn)生的第五諧波引起第三諧 波的吸收。因此，在這些情況下，本發(fā)明的效果也得以發(fā)揮，這一點(diǎn)自不待言。
此外，除了上述的情況之外，如果通過在LiNb03晶體中添加Er、 Nd而使紫外光的 產(chǎn)生減少，則也能夠提高綠色光吸收率，從而本發(fā)明的效果得以發(fā)揮。也就是說，在入射 基波并轉(zhuǎn)換為其高諧波時(shí)，在高諧波的吸收率超過基波的吸收率的所有情況下，在相位匹 配溫度的高溫側(cè)處的控制是較為理想的。此外，在基波的吸收率超過高諧波的吸收率的情 況下，在珀?duì)柼罴褱囟鹊牡蜏貍?cè)進(jìn)行控制是較為理想的，這一點(diǎn)自不待言。此外，這些 在波長轉(zhuǎn)換元件只有一個(gè)的具有一級結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換裝置中也是有效的。
(第三實(shí)施例)
接著，對本發(fā)明的第三實(shí)施例進(jìn)行說明。圖14是表示判斷電路402執(zhí)行的綠色光輸 出值的其他恒定值控制的處理過程的流程圖。在本實(shí)施例中，與上述的第一實(shí)施例相同， 使用圖4所示的波長轉(zhuǎn)換裝置，設(shè)相位匹配溫度為比室溫高的溫度。
首先，作為綠色激光光源105G的啟動(dòng)動(dòng)作，將來自LD電源104的驅(qū)動(dòng)電流和來自 PWM信號發(fā)生器404的珀?duì)柼娏髁慷荚O(shè)為最大。通過珀?duì)柼娏髁康募眲≡龃螅瑏砑眲〖訜岵ㄩL轉(zhuǎn)換元件205a及205b。在此，急劇加熱波長轉(zhuǎn)換元件205a及205b是為了 縮短圖l的二維圖像顯示裝置的啟動(dòng)時(shí)間。在確認(rèn)了G1、 G2值超過預(yù)先設(shè)定的閾值后， 結(jié)束啟動(dòng)動(dòng)作。在此，閾值輸出為所期望的綠色輸出的約20%至80%是較為理想的。
結(jié)束了啟動(dòng)動(dòng)作后，作為通常動(dòng)作執(zhí)行圖14所示的主程序。如圖14所示，判斷電路 402在步驟S701取得各級的綠色光輸出，在歩驟S702，判斷電路402確認(rèn)LD電源104 的電流值處于指定的可使用范圍內(nèi)，并判斷綠色光輸出的合計(jì)值G1+G2是否發(fā)生了變動(dòng)， 如果合計(jì)值Gl+G2未發(fā)生變動(dòng)，對激勵(lì)用LD202的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行APC控制，珀?duì)柼?流量繼續(xù)受到恒定值控制。
另一方面，在脫離了通過APC控制能夠應(yīng)對的范圍時(shí)，在步驟S703中，從APC控 制轉(zhuǎn)至ACC控制，進(jìn)入元件溫度恢復(fù)程序。在元件溫度恢復(fù)程序中，按照G1、 G2的順 序進(jìn)行以下動(dòng)作，進(jìn)行向相位匹配溫度的恢復(fù)。
首先，激勵(lì)用LD202的驅(qū)動(dòng)電流被切換到ACC控制， 一邊增加珀?duì)柼娏髁浚?一邊 基于每個(gè)增加電流量AI的輸出值變化，在最近三次的輸出值，如圖15(A)所示為單調(diào)增加 的情況下，增加珀?duì)柼娏髁恐钡骄G色光輸出恢復(fù)到允許范圍為止，。另一方面，如圖15(B) 及(C)所示，在此之外的情況下，減少珀?duì)柼娏髁恐钡骄G色光輸出恢復(fù)到期望值為止。確 認(rèn)通過上述的動(dòng)作Gl及G2的輸出值均己達(dá)到期望值，返回主程序。
在此，作為返回主程序的判斷標(biāo)準(zhǔn)的所期望的綠色光輸出，在激勵(lì)用LD202的驅(qū)動(dòng) 電流己從ACC控制返回到APC控制時(shí)，激勵(lì)用LD202的驅(qū)動(dòng)電流至少必須到達(dá)允許范 圍內(nèi)。
在本實(shí)施例中，與上述的第一實(shí)施例相比，待機(jī)位置的轉(zhuǎn)換效率提高，平均波長轉(zhuǎn)換 效率提高。
(第四實(shí)施例)
接著，對本發(fā)明的第四實(shí)施例進(jìn)行說明。在本實(shí)施例中，描述使用上述第一至第三實(shí) 施例的光輸出穩(wěn)定機(jī)構(gòu)的二維圖像顯示裝置中的R、 G、 B光源各自的控制方法。本實(shí)施 例的二維圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)與圖l所示的相同。
在本實(shí)施例中，紅色激光光源105R的溫度特性對環(huán)境溫度變化敏感。圖16(A)表示， 作為紅色激光光源105R的溫度特性的一個(gè)例子以保持LD的LD保持部的溫度為參數(shù)的、 激光輸出相對于施加電流的變化。如圖16(A)所示，隨著LD保持部的溫度上升，閾值電 流逐漸上升。然而，雖然到35'C為止能夠輸出作為額定輸出的500mW，但在超過了 40°C時(shí)則變得無法輸出額定輸出，在45'C時(shí)停止振蕩。若使用具有應(yīng)變量子阱結(jié)構(gòu)(strained quantum-well structure)、LD保持部的溫度為25。C時(shí)在635nm至640nm的波長以TM 偏振進(jìn)行振蕩的LD，該傾向較為顯著。雖然通過使用LD保持部的溫度為25'C時(shí)在640mn 至650nm的波長以TE偏振進(jìn)行振蕩的LD，能夠避免該問題，但由于與635nm相比可 見度變?yōu)榧s60%，所以存在相應(yīng)的需要較多的激光輸出這一缺點(diǎn)。
圖16(B)是表示紅色LD的振蕩波長與LD保持部的溫度的關(guān)系的圖?？梢钥闯觯S 著LD保持部的溫度發(fā)生變化，振蕩波長以約3.3nm/K上升。這意味著在將這樣的紅色 LD用于二維圖像顯示裝置時(shí)，存在隨著紅色LD的溫度上升，用于獲得白色的其他顏色 (綠色、藍(lán)色)的比例即白平衡(whitebalance)發(fā)生變化，從而顯示的顏色發(fā)生變化的問 題。以前，是通過以高精度控制LD的溫度而解決了該問題。但在該方法中，在溫度的調(diào) 整過程中白平衡會出現(xiàn)偏差，顯示的圖像會發(fā)生劣化。
在本實(shí)施例中，采用這樣一種結(jié)構(gòu)，即取得紅色LD的溫度，判斷振蕩波長和可產(chǎn)生 的輸出，進(jìn)行白平衡的計(jì)算，向LD電源104發(fā)送電流輸出的命令。圖17(A)表示本實(shí)施 例中的紅色激光光源105R的結(jié)構(gòu)。如圖17(A)所示，在本實(shí)施例的紅色激光光源105R 中，設(shè)置取得保持紅色LD512的LD保持部(珀?duì)柼?513的溫度的熱敏電阻508。 控制器510包括對由用來監(jiān)視輸出的紅色光的光敏二極管515發(fā)送的電壓信號進(jìn)行信號 轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換器501、主要由微計(jì)算機(jī)構(gòu)成的判斷電路502、用于生成LD電流值信號 的D/A轉(zhuǎn)換器503、發(fā)送作為對珀?duì)柼?13的控制信號的PWM信號的PWM信號 發(fā)生器504、用于設(shè)定供給紅色LD512的電流值與輸出值的關(guān)系的電流一輸出值設(shè)定表 505、在控制時(shí)暫時(shí)存儲電流及輸出值的第一寄存器506、以及存儲工廠出貨時(shí)的各設(shè)定 值的第二寄存器507。必需的光量由作為外部信號的光量控制信號決定。
圖17(B)表示用于說明紅色LD512的監(jiān)視動(dòng)作時(shí)的處理的流程圖。紅色LD512的動(dòng) 作開始后，在步驟S801，開始LD保持部513的溫度調(diào)節(jié)。隨后，判斷電路502在步驟 S802取得LD保持部513的溫度。在歩驟S803,參照以LD保持部513的溫度和存儲在 控制器510的第一寄存器506中的溫度為參數(shù)的電流一輸出值表505，判斷電路502對紅 色LD512的振蕩波長及可能產(chǎn)生的輸出進(jìn)行判斷。
在上述的步驟803判斷的紅色LD512的振蕩波長及可能產(chǎn)生的輸出，在步驟S804 被發(fā)送至圖l的圖像處理部102，進(jìn)行白平衡的判斷，并設(shè)定實(shí)際由LD發(fā)出的作為輸出 指示的輸出值。接著，在步驟S805，該輸出值被發(fā)送至LD電源511，紅色LD512實(shí)際 發(fā)光。
24在以往的技術(shù)中，即使在LD發(fā)光的過程中輸出光的強(qiáng)度也因環(huán)境溫度而時(shí)刻發(fā)生變 化，因此在象以往那樣的溫度恒定值控制中，存在來不及控制的問題，但在本實(shí)施例的情
況下，根據(jù)每個(gè)瞬間的紅色LD512的溫度計(jì)算輸出可能值，因此能夠避免來不及控制的 問題。此外，在紅色LD512的溫度突發(fā)性地增高、紅色光的輸出值減小的情況下，畫面 上的明暗變化增大，因此在向通常的亮度恢復(fù)時(shí)逐漸進(jìn)行恢復(fù)是較為理想的。作為恢復(fù)的 方法，可以使用后面描述的光控制功能。
圖18(A)至(C)表示用于取得白平衡的控制器510的電流一輸出值表505的一個(gè)例子。 圖18(A)表示紅色LD的情況的一個(gè)例子。在電流一輸出值表505中存儲的內(nèi)容以各溫度 下用于取得輸出上限值的電流值為多少的形式加以存儲。在即使施加了電源電路能夠產(chǎn)生 的電流值也得不到輸出上限值的情況下(圖中40'C、 45'C的情況)，記錄用電流上限值能 夠得到的最大輸出值。g卩，對每個(gè)溫度存儲圖中的涂黑部分的值。這樣的表分別做成綠色 激光用(圖18(B))、藍(lán)色激光用(圖18(C))，存儲在控制器510的電流一輸出值表505 中。
此外，在圖像處理部102中，存儲能夠取得白平衡的來自紅色激光光源105R、綠色 激光光源105G及藍(lán)色激光光源105B的必要輸出值，每種顏色無論為什么輸出值都能取 得白平衡。圖19表示相對于各種顏色的輸出的能夠取得白平衡的比率的曲線。這樣，由 于白平衡的曲線能夠用三維空間中的某條曲線來表示，因此，只要知道任一種顏色的光輸 出值，便能夠唯一地確定剩余的兩種顏色的需要光量。此外，在各種顏色的LD發(fā)生經(jīng)年 劣化，相對于施加電流值的光輸出值變小的情況下，能夠增加對LD的施加電流量以進(jìn)行 應(yīng)對。
在由于LD的經(jīng)年劣化而不得不增加施加電流量的情況下，通過更新圖18(A)至(C)所 示的表的電流值來進(jìn)行應(yīng)對。在由于LD周圍的溫度較高或LD的經(jīng)年劣化等原因，即使 施加了能夠施加給LD的最大電流值也得不到最大輸出值的情況下，配合輸出最為不足的 光源來取得白平衡。
在按照以上方式取得白平衡的同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)配合圖像信號的亮度信號來調(diào)整來自 光源的光量的被稱為所謂光控制(light control)或動(dòng)態(tài)光圈(dynamic iris)的光量控制功 能。圖20(A)至(C)表示本實(shí)施例中的將根據(jù)某一種顏色的光輸出最大值取得白平衡的方法 應(yīng)用于光控制的例子。圖20(A)表示在取得白平衡時(shí)，用來自紅色LD的紅色輸出最大值 限制其他兩種顏色的輸出的情況。在此，對用8比特進(jìn)行光控制，并且使電流值線性變化 以使光量發(fā)生變化的情況進(jìn)行所明。當(dāng)紅色輸出最大值被確定，配合該紅色輸出降低綠色
25輸出及藍(lán)色輸出以取得白平衡。此外，可以將從光量O到能取得白平衡的光量達(dá)到最大的 點(diǎn)的輸出值分為8份，配合圖像的亮度信號來調(diào)整光量。圖20(B)及(C)表示在其他顏色的
光源受到光量限制時(shí)來自各個(gè)激光光源的輸出動(dòng)態(tài)。
除了基于線性控制激光光源的光控制之外，在分時(shí)控制(time-shared control)點(diǎn)亮?xí)r 間的PWM控制中也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)光控制功能。如果是PWM控靠i」，.由于只要取得光量的 最大值，就可以僅對點(diǎn)亮?xí)r間進(jìn)行時(shí)間分割而無須每次計(jì)算分割的值，因此大幅地簡化了 控制器510的計(jì)算。
在進(jìn)行光控制時(shí)，光量為O的點(diǎn)的施加電流值在各激光光源的振蕩閾值以上是較為理 想的。其理由是，在跨越振蕩閾值使電流值急劇變動(dòng)的情況下，會產(chǎn)生較大的浪涌電流 (inrush current)，有可能破壞LD 。
在上述的第一至第四實(shí)施例中，釆用了使用透過型液晶元件的空間調(diào)制元件，當(dāng)然也 可以采用使用微反射元件(micro-reflecting element)的調(diào)制元件或使用檢流鏡 (galvanomirror)、機(jī)械微開關(guān)(MEMS)的二維調(diào)制元件，通過讓平面上的導(dǎo)光機(jī)構(gòu)引 導(dǎo)光從大型液晶面板的后面進(jìn)行照明，也可以作為背光來使用。
在上述的第一至第四實(shí)施例中，光纖激光器也可以使用從其他的稀土類元素、例如 Nd、 Er等中選擇的至少一種稀土類元素，但使用添加了作為稀土類元素的Yb的光纖的 光纖激光器具有因增益較大，1030mn至1150mn的振蕩波長范圍非常寬，從而能夠在各 種光源中使用的特征，是非常理想的。此外，也可以根據(jù)波長轉(zhuǎn)換裝置的波長和輸出，改 變稀土類元素的添加量，或者添加多種稀土類元素。
在上述的第一至第四實(shí)施例中，光纖激光器的激勵(lì)用LD中使用波長為915nm及波 長為976nm的激光器，但只要能夠激勵(lì)光纖激光器，也可以使用這些波長之外的激光光
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在上述的第一至第四實(shí)施例中，波長轉(zhuǎn)換元件使用了周期極化反轉(zhuǎn)MgO:LiNb03，但 也可以使用其他材料或結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換元件，例如具有周期性極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的磷酸鈦氧鉀 (KTiOP04:KTP)或Mg:LiTaOs等。
根據(jù)上述的第一至第四實(shí)施例中的波長轉(zhuǎn)換裝置，對于在具有多個(gè)波長轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的波 長轉(zhuǎn)換裝置中所得到的綠色光輸出，通過分別對波長轉(zhuǎn)換元件的溫度和供給激勵(lì)用LD的 電流進(jìn)行控制，利用供給激勵(lì)用LD的電流來補(bǔ)償在進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件的溫度調(diào)節(jié)的期間 的輸出變動(dòng)，由此，與將波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制為恒定值的所謂"恒定值控制"的情況相 比，能夠減小綠色光的輸出變動(dòng)。以前，必須以o.orc的精度進(jìn)行元件溫度的監(jiān)視，控制電路及控制程序被復(fù)雜化，此
外，根據(jù)波長轉(zhuǎn)換元件附近的熱設(shè)計(jì)，有時(shí)還會發(fā)生脫離恒定值控制的"熱失控"，但根據(jù) 上述的第一至第四實(shí)施例中的波長轉(zhuǎn)換裝置，由于將綠色光輸出作為溫度的指標(biāo)來使用， 因此能夠進(jìn)行更高精度的溫度控制，并且通過與供給激勵(lì)用LD的電流相互進(jìn)行監(jiān)視，幾 乎不會產(chǎn)生綠色光的輸出變動(dòng)，從而能夠使綠色光輸出的恒定值控制成為可能。
(第五實(shí)施例)
接著，對本發(fā)明的第五實(shí)施例進(jìn)行說明。圖21是表示本實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換裝置的結(jié) 構(gòu)的圖。在圖21中，由泵浦用LD1101激勵(lì)在其內(nèi)層部分添加了作為稀土類的Yb的雙 包層偏振保持光纖1103 (在本實(shí)施例的情況下，光纖長為10m)，在包含一組光柵1102 及1104的共振器內(nèi)使激光產(chǎn)生振蕩。由于通過使用添加了 Yb的雙包層偏振保持光纖 1103，操縱光纖光柵1102及1104的特性，能夠任意振蕩1050 1170nm的光，在顯示 器應(yīng)用方面較為理想，因此選擇了該激光活性物質(zhì)。
在本實(shí)施例的情況下，作為泵浦用LDllOl，使用振蕩波長為915nm的單發(fā)射激光 二極管(3個(gè)，最大輸出為8W)。光纖光柵1102作為在雙包層偏振保持光纖1111的內(nèi)層 部分添加鍺，以提高對紫外光的靈敏度而形成光柵的偏振保持光纖而形成，具有中心波長 為1070nm、反射波譜半值寬度為lnm、反射率為98%的特性。此外，光纖光柵1104作 為在一般的單模偏振保持光纖1112 (內(nèi)層直徑為6pm，包層外形為125pim)的內(nèi)層部分 添加了相同的鍺的光纖而形成，使用中心波長為1070nm，反射波譜半值寬度為0.09nm， 反射率為10%的光纖光柵。雖然通過增大光纖光柵1104的反射率，能夠使添加稀土類的 雙包層偏振保持光纖1103的長度變長，但特性的改善有限，不能說是有效的對策。此外， 在波長轉(zhuǎn)換用途中窄帶域比較重要，但存在增大反射率會使光纖光柵1104的窄帶域化變 得困難的問題。偏振器(polarizer)1105用于通過增大一側(cè)的偏振成分的激光共振器內(nèi)損失 而使振蕩的光的偏振變?yōu)閱我黄?直線偏振)。變?yōu)橹本€偏振的理由是，SHG模塊 (module)1108a及1108b內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換晶體僅對一個(gè)偏振成分進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換。隨后，振蕩 的1064nm附近的光通過傳播光的光偏振保持光纖而被導(dǎo)入SHG模塊1108a及1108b， 通過第二諧波發(fā)生器而產(chǎn)生532rnn的光。由于在添加Yb的包層泵浦光纖1103與偏振器 1105之間，存在添加稀土類的雙包層偏振保持光纖1111與一般的單模偏振保持光纖1112 的連接部分1110，并會導(dǎo)致光纖劣化，因此設(shè)置泵浦光發(fā)散吸收機(jī)構(gòu)1109。在本實(shí)施例 中，關(guān)于光纖光柵1102的保持方法，提出新的方案。另外，本實(shí)施例中的波長轉(zhuǎn)換裝置與上述的第一至第四實(shí)施例相同，具有兩個(gè)SHG 模塊1108a及1108b，構(gòu)成所謂的二級結(jié)構(gòu)。兩個(gè)SHG模塊1108a及1108b與控制器 1113連接，對來自兩個(gè)SHG模塊1108a及1108b的輸出值的合計(jì)值進(jìn)行恒定值控制。
接著，對本實(shí)施例中的光纖光柵1102的保持方法進(jìn)行說明。在輸出超過1W、由光 纖光柵決定振蕩波長的光纖激光器中，已經(jīng)明確，由于靠近激勵(lì)光用激光二極管的雙包層 光纖光柵本身發(fā)熱，反射特性發(fā)生變化，因此使激光振蕩變得不穩(wěn)定。具體而言，存在引 起輸出的降低、振蕩波長譜發(fā)生劣化，在作為波長轉(zhuǎn)換激光光源的基波使用時(shí)輸出大幅變 動(dòng)的問題。圖22是繪制出以激勵(lì)用LD的電流為橫軸時(shí)的來自光纖激光器的光輸出的所 謂I-L曲線，可以看出，在輸出超過7.5W之處輸出降低。對該輸出降低的電流值附近的 輸出光的波長譜進(jìn)行了觀察，其結(jié)果，如圖23(A)所示，峰值分裂。此外，可知如圖23(B) 所示，有時(shí)觀察到峰值移動(dòng)、或者在峰值移動(dòng)的同時(shí)峰值分裂。此外，還可知，觀察到這 些現(xiàn)象的輸出值是在來自光纖激光器的光輸出為2W以上時(shí)觀察的。
對該現(xiàn)象進(jìn)行了分析，其結(jié)果表明，由于光纖本身在與環(huán)境溫度無關(guān)而通過較強(qiáng)的激 勵(lì)光被局部加熱時(shí)膨脹，在光纖光柵部產(chǎn)生的應(yīng)力成為原因，使反射特性發(fā)生變化，從而 發(fā)生該現(xiàn)象。該現(xiàn)象與環(huán)境溫度的變動(dòng)沒有關(guān)系，因此使用以往的溫度補(bǔ)償裝置難以避免。 在利用基于溫度調(diào)節(jié)的溫度控制的情況下，由于是局部發(fā)熱，所以難以將溫度保持恒定， 而在使用珀?duì)柼r(shí)，電力消耗大幅增加。
圖24(A)是本實(shí)施例的雙包層光纖中形成的光纖光柵的保持部的示意圖，圖24(B)是 圖24(A)的A-A'部的剖視圖，圖24(C)是圖24(A)的B-B'部的剖視圖。將形成有光纖光柵 1402的雙包層光纖1401的一端用粘合劑1405直接固定在保持部件1403上，而另一端 經(jīng)由套筒1404用粘合劑1405加以固定。粘合劑1405使用折射率為1.39的UV硬化樹 脂。在保持部件1403上設(shè)有溝或凹部，使光纖光柵1402與保持部件1403不接觸。由于 光纖光柵1402與保持部件1403接觸，會導(dǎo)致發(fā)生如上述的圖23(A)及(B)所示的波長譜 的異常，因此設(shè)置這樣的凹部。
通過將光纖1401的一端經(jīng)由套筒1404加以固定，光纖1401能夠自由移動(dòng)。也就是 說，通過使光纖光柵1402的一端為固定端，另一端為自由端，即使在光纖1401因熱而發(fā) 生膨脹的情況下，也由于光纖1401本身能夠自由伸展，所以應(yīng)力不會作用于光纖光柵 1402，從而能夠避免光纖光柵1402的反射特性異常。此外，光纖1401采用雙包層光纖，這是因?yàn)橛幂^強(qiáng)的激勵(lì)光強(qiáng)度激勵(lì)激光(強(qiáng)激勵(lì)) 時(shí)，成為該問題的現(xiàn)象會顯著地出現(xiàn)。當(dāng)然，使用通常的單包層光纖也能取得效果，但應(yīng) 用雙包層光纖能取得更大的效果。
此外，為了使光纖1401自由收縮，較為理想的是使光纖1401的固定端如圖25所示 為添加Yb的光纖1103側(cè)。
此外，較為理想是光纖光柵1402為無涂敷的光纖(不進(jìn)行所謂的再次涂敷的狀態(tài))。
此外，較為理想的是，安裝后，為了防止塵埃附著在光纖光柵1402上，設(shè)置覆蓋保 持部件1403整體的蓋部。
在本實(shí)施例中，為保持光纖1401的自由端而設(shè)置了套筒1404，但不必一定是套筒， 重要的是為光纖1401能夠自由收縮的結(jié)構(gòu)。
圖26表示使用本實(shí)施例的光纖光柵保持部件時(shí)的光纖激光器的I-L特性。不存在如 上述的圖22那樣的輸出降低，取得了良好的特性。此外，在波長譜中，如圖27所示，也 完全觀察不到峰值的分裂。
圖28表示將使用了本實(shí)施例的光纖光柵保持部件的光纖激光器所發(fā)出的光作為基波， 進(jìn)行第二諧波產(chǎn)生的結(jié)果。在波長轉(zhuǎn)換元件中，使用了極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰元件，該波長轉(zhuǎn)換 元件由珀?duì)柼M(jìn)行溫度管理。其結(jié)果，對于8W的基波輸入能夠確認(rèn)3W以上的綠色 光產(chǎn)生。如果具有該程度的功率，則能構(gòu)成10001m以上的正投影儀(front projector),從 而能夠構(gòu)成實(shí)用的顯示器。
此外，在本實(shí)施例中，使用了板狀的保持部件，但如圖29所示，使用圓筒狀的保持 部件1403當(dāng)然也是可以的。在圖29中，為了實(shí)現(xiàn)自由端，光纖1401通過套筒1404而 固定，但只要使光纖光柵1402與保持部件1403不接觸，不使用粘合劑等固定而處于完全 自由的狀態(tài)，也能取得同樣的效果。
(第六實(shí)施例)
接著，對本發(fā)明的第六實(shí)施例進(jìn)行說明。本實(shí)施例是將上述的第五實(shí)施例的光纖光柵 保持部件應(yīng)用于僅使用一個(gè)光纖光柵的波長轉(zhuǎn)換裝置中的例子。圖30是表示本實(shí)施例中 的波長轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在圖30中，本實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換裝置2021包括光纖激光器 2022、將從光纖激光器2022射出的基波2023轉(zhuǎn)換為高諧波輸出2024的波長轉(zhuǎn)換元件 2025a及2025b。
29另外，本實(shí)施例中的波長轉(zhuǎn)換裝置與上述的第一至第四實(shí)施例相同，具有兩個(gè)波長轉(zhuǎn) 換元件2025a及2025b，構(gòu)成所謂的二級結(jié)構(gòu)。兩個(gè)波長轉(zhuǎn)換元件2025a及2025b與控 制器2037連接，對來自兩個(gè)波長轉(zhuǎn)換元件2025a及2025b的輸出值的合計(jì)值進(jìn)行恒定值 控制。
光纖激光器2022包括用圖30的虛線包圍起來的部件。主要的結(jié)構(gòu)要素為向光纖 2026射入激勵(lì)光2027的激光光源2028;包括包含激光活性物質(zhì)、 一部分形成光纖光柵 2029的光纖2026的激光共振器；以及在波長轉(zhuǎn)換元件2025a及2025b的方向抽取光纖 2026射出的基波2023的抽取鏡2030。包括光纖2026的激光共振器，以光纖光柵2029 和形成在光纖2026的端面的第二反射面2033為一組反射面，對基波2023進(jìn)行放大后射 出。
艮卩，光纖激光器2022包括輸出射入光纖2026的激勵(lì)光2027的激光光源2028; 在內(nèi)部形成有選擇基波的波長并反射基波的光纖光柵2029的光纖2026，以及將作為輸出 的基波2023導(dǎo)向波長轉(zhuǎn)換元件2025a及2025b的抽取鏡2030。抽取鏡2030具有讓激勵(lì) 光2027透過將激光光源2028與光纖2026結(jié)合，并且反射從光纖2026射出的基波2023 將其導(dǎo)向波長轉(zhuǎn)換元件2025a及2025b的功能。通過將光纖光柵2029作為光纖激光器 2022的激光共振器的一個(gè)反射面來應(yīng)用，能夠選擇任意的反射中心波長，能夠任意選擇振 蕩中心波長，此外能夠產(chǎn)生波長轉(zhuǎn)換元件2025a及2025b所需要的波長帶域?yàn)?.05nm至 0.2nm的基波。在使用電介質(zhì)多層膜的反射鏡中，設(shè)置該帶域較為困難，在使用電介質(zhì)多 層膜這樣的帶域較寬的反射面的情況下，以光纖的增益高的振蕩波長進(jìn)行振蕩(以容易振 蕩的振蕩波長進(jìn)行振蕩)，因此任意選擇波長也較為困難，成為振蕩波長變得不穩(wěn)定的原 因。
此外，設(shè)置將激光共振器封閉在光纖2026內(nèi)的系統(tǒng)，能夠抑制因來自外部的塵?；?反射面的失準(zhǔn)等增加共振器的損傷而造成的輸出隨時(shí)間經(jīng)過而降低和輸出變動(dòng)。
接著，對光纖激光器2022的基本的激光器動(dòng)作進(jìn)行說明。在圖30中，來自抽頭型激 光光源2028的激勵(lì)光2027，在附屬于激光光源2028的光纖2031中傳播后，以被準(zhǔn)直 透鏡2032a轉(zhuǎn)換為平行光的狀態(tài)透過抽取鏡2030。進(jìn)而，激勵(lì)光2027通過聚光透鏡2032b 而被聚光后，從光纖2026的第二反射面2033射入光纖2026。入射的激勵(lì)光2027 —邊 被光纖2026中包含的激光活性物質(zhì)吸收， 一邊在光纖2026中傳播。激勵(lì)光2027通過光 纖光柵2029后，被第一反射面2034反射而在光纖2026中進(jìn)行返回， 一邊被激光活性物 質(zhì)吸收一邊傳播，在到達(dá)第二反射面2033之前，經(jīng)過一次往返幾乎全部被激光活性物質(zhì)吸收而消失。以前，由于激勵(lì)光在光纖內(nèi)僅沿一個(gè)方向邊傳播邊被吸收，因此放大基波的 增益隨著激勵(lì)光沿著傳播的方向行進(jìn)而逐漸減少。，而在本實(shí)施例中，由于激勵(lì)光2027 在光纖2026內(nèi)返回，經(jīng)過一次往返而被吸收，因此放大基波的增益與以前相比在光纖2026 內(nèi)均勻變高。
…本實(shí)施例中，在激勵(lì)光2027在光纖2026中進(jìn)行一次往返而幾乎全部被吸收，放大基 波的增益在光纖2026內(nèi)均勻變高的狀態(tài)下，在光纖2026的內(nèi)部產(chǎn)生基波2023的種光。 該基波的種光，以光纖2026的第二反射面2033和光纖光柵2029為激光共振器的一組反 射面， 一邊在該激光共振器中得到放大、強(qiáng)度增加， 一邊多次來回反射從而達(dá)到激光振蕩。
本實(shí)施例所使用的光纖2026采用了例如能夠傳播高輸出的激勵(lì)光2027的雙包層的偏 振保持光纖。因此，激勵(lì)光2027在光纖2026的內(nèi)層和內(nèi)側(cè)包層的比較大的區(qū)域中傳播， 被光纖2026中包含的激光活性物質(zhì)吸收。此外，由于能夠在較大的區(qū)域中傳播，所以也 能夠利用高輸出的激勵(lì)光2024。
從光纖2026輸出的基波2023從第二反射面2033射出后，通過聚光透鏡2032b被轉(zhuǎn) 換為平行光并到達(dá)抽取鏡2030。在抽取鏡2030的表面上形成有波長選擇用的多層膜 2035。由于多層膜2035具有讓激勵(lì)光2027的波長的光透過，讓基波2023的波長的光反 射的結(jié)構(gòu)，因此，基波2023在被抽取鏡2030的多層膜2035反射后被導(dǎo)向波長轉(zhuǎn)換元件 2025a及2025b。
在本實(shí)施例中，抽取鏡2030作為窄帶域透過濾光器(transmission filter)的結(jié)構(gòu)，相 對于激勵(lì)光2027以例如40度至50度的角度插入是較為理想的。以40度至50度插入是 為了使被抽取鏡2030反射的激勵(lì)光2027的一部分不會返回到激光光源2028，并使從光 纖激光器2022射出的光與從波長轉(zhuǎn)換元件2025a及2025b射出的光路能夠呈直角，從而 在模塊化的情況下能夠更加緊湊。在為了防止激勵(lì)光2027的一部分返回到激光光源2028 或從濾光器的透過特性而加以考慮的情況下，也可以以80度左右的角度插入。此外，也 可以與抽取鏡2030分開將窄帶域透過濾光器插入到抽取鏡2030與準(zhǔn)直透鏡2032a之間。
若采用這樣的結(jié)構(gòu)，例如，在光纖2026采用Yb添加光纖的情況下，能夠使透過濾光 器的透過波長與915mn或976rnn的Yt添加光纖的吸收峰值波長相符。并且，只具有以 透過波長的915nm或976nm為中心2nm至3nm的窄帶域的半值寬度。在激勵(lì)光2027 成為這樣的窄帶域的光后，透過抽取鏡2030并射入光纖2026時(shí)，激勵(lì)光2027的一部分 被作為光纖2026的端面的第二反射面2033反射。被反射的激勵(lì)光2027的一部分在相同 的光路上逆向行進(jìn)而返回到激光光源2028，激光光源2028的振蕩波長被作為該返回的激
31勵(lì)光2027的一部分的窄帶域的光鎖定。原本激勵(lì)用激光光源2028是多模振蕩，因此具有 比較寬的5mn以上的波長半值寬度，但以此方式使用透過型濾光器等將波長鎖定在窄帶 域的光學(xué)部件后，則成為波長半值寬度為2mn至3mn的窄帶域的激光光源。由于這樣的 效果，激勵(lì)光2027的波長的半值寬度變小，除了激光光源本身的效率提高之外，激勵(lì)光 2027被光纖激光器2022更有效地吸收，從激勵(lì)光2027到基波2023的光輸出的轉(zhuǎn)換能 以更高的效率實(shí)現(xiàn)。此外，由于吸收效率變高，能夠使光纖長度變得更短，因此若在產(chǎn)生 1030nm以下的波長時(shí)加以使用，則能夠制作更高效率的光纖激光器。另外，此時(shí)，較為 理想的是設(shè)激勵(lì)光2027在作為光纖2026的端面的第二反射面2033的反射率至少約為3% 至8%，關(guān)于激勵(lì)用激光光源2028的發(fā)射寬度(emitter width),由于振蕩的模式的數(shù)目 較少時(shí)容易進(jìn)行波長鎖定，所以較為理想的是50imi至200!im，更為理想的是大約50pim 至100,。
此外，波長轉(zhuǎn)換元件2025a及2025b固定在溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(珀?duì)柼蜔崦綦娮? 2038a及2038b上，由控制器2037進(jìn)行控制。此外，激勵(lì)用激光光源2028由LD電流 源2039進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
另外，在本實(shí)施例的波長轉(zhuǎn)換裝置2021中，將光纖2026的長度設(shè)為以前的一半左右。 當(dāng)激勵(lì)光在端面返回，被光纖2026全部吸收時(shí)，基波光的振蕩輸出與上述的第五實(shí)施例 的情況相比增加10%左右。在本實(shí)施例的情況下，激勵(lì)光2027在第一反射面2034處返 回，在光纖2026中進(jìn)行一次往返的期間全部被吸收。在激勵(lì)用激光光源2028中使用波長 為915nm的激光器，將光輸出為9W的激勵(lì)光2027從光纖2026的端面射入，當(dāng)產(chǎn)生 1064nm的基波時(shí)，改變光纖2026的長度，測出1064nm的基波的光輸出。
作為測定的結(jié)果，可知第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中的光纖最佳長度為17m，而本實(shí)施例的光 纖最佳長度為7.5m。由此也可知，在本實(shí)施例中，與以往的結(jié)構(gòu)相比，光纖的長度為一 半以下便可。另外可知，在本實(shí)施例的光纖最佳長度的光輸出與在第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中的 最佳長度的光輸出相比，增大20%左右。由此，可以認(rèn)為振蕩的光在光纖中進(jìn)行一次往返 的期間被有效放大，從而使相對于基波的增益變高。關(guān)于用輸入的激勵(lì)光強(qiáng)度除以振蕩的 光強(qiáng)度而計(jì)算出的"光一光轉(zhuǎn)換效率"，在第五實(shí)施例情況下為41.3%，而僅采用本實(shí)施例 中提出的振蕩光返回結(jié)構(gòu)時(shí)則提高到50.2%，再通過設(shè)置用于反射激勵(lì)光的反射面2034 可以提高到54.7%。
用該光纖作為一個(gè)例子，在使波長轉(zhuǎn)換裝置2021動(dòng)作時(shí)，用光輸出為9W的激勵(lì)光 激勵(lì)光纖，基波輸出為6.3W時(shí)穩(wěn)定地得到1.5W的G光。此外，認(rèn)為若增加基波輸出則較大地改善綠色光的轉(zhuǎn)換效率。根據(jù)以上說明的結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例的光纖激光器2022能用 以前的光纖的一半長度幾乎全部吸收激勵(lì)光，并且，由于基波的增幅區(qū)間變長，因此，能 夠得到用于放大基波的均勻的高增益。此外，由于光纖的長度可以是一半，所以能夠使光 纖激光器2022緊湊化，從而能夠得到高輸出的基波并使波長轉(zhuǎn)換裝置2021小型化。
此外，本實(shí)施例的光纖激光器2022能夠用以往的一半長度的光纖構(gòu)成。因此，由于 光纖激光器2022的基波的吸收量也為一半，所以光吸收量較多的短波一側(cè)的吸收量也為 一半，從而能夠使振蕩波長區(qū)域擴(kuò)大為1030mn至1170nm。例如，能夠以高輸出輸出比 1064nm的波長更短的1030mn的基波的激光，在應(yīng)用于顯示器時(shí)具有能夠擴(kuò)大色彩再現(xiàn) 范圍的優(yōu)點(diǎn)。
此外，本實(shí)施例的光纖光柵2029必須是雙包層光纖，但在此情況下，由于透過較強(qiáng) 的激勵(lì)光，所以會觀察到象第五實(shí)施例中記載的那樣的輸出降低和波長譜變動(dòng)。在本實(shí)施 例中，作為雙包層光纖而形成的光纖光柵2029的一端固定在上述第五實(shí)施例的保持部件 上。通過采用本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，不會產(chǎn)生這樣的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)電一光轉(zhuǎn)換效率的提高， 以及波長更短的光的產(chǎn)生與波長譜和輸出的穩(wěn)定化。
在本實(shí)施例中，采用了使用透過型液晶元件的空間調(diào)制元件，但當(dāng)然也可以采用使用 微反射元件的調(diào)制元件或使用檢流鏡、機(jī)械微開關(guān)(MEMS)的二維調(diào)制元件，通過讓平 面上的導(dǎo)光機(jī)構(gòu)引導(dǎo)光從大型液晶面板的后面進(jìn)行照明，也可以作為背光來使用。
在上述的第五至第六實(shí)施例中，光纖激光器也可以使用從其他的稀土類元素、例如 Nd、 Er等中選擇的至少一種稀土類元素，但使用添加了作為稀土類元素的Yb的光纖的 光纖激光器具有因增益較大，1030nm至1170mn的振蕩波長范圍非常寬，從而能夠在各 種光源中使用的特征，是非常理想的。此外，也可以根據(jù)波長轉(zhuǎn)換裝置的波長和輸出，改 變稀土類元素的添加量，或者添加多種稀土類元素。
在上述的第五至第六實(shí)施例中，作為添加稀土類光纖的內(nèi)層直徑選擇了 6imi的內(nèi)層 直徑，但現(xiàn)在可知，通過采用8imi以上，能夠進(jìn)一步改善效率。與6irni的情況相比，8!im 時(shí)效率提高為1.2倍，10pm時(shí)效率提高為1.4倍，因此內(nèi)層直徑為8nm以上是較為理想 的。若內(nèi)層直徑過大，則振蕩的光不滿足單模條件，因此內(nèi)層直徑的范圍為8iim至12!im 的范圍是較為理想的。
在上述的第五至第六實(shí)施例中，光纖激光器的激勵(lì)用激光光源中使用波長為915nm 及波長為976nm的激光器，但只要能夠激勵(lì)光纖激光器，也可以使用這些波長之外的激 光光源。在上述的第五至第六實(shí)施例中，波長轉(zhuǎn)換元件使用了周期極化反轉(zhuǎn)MgO:LiNb03，但 也可以使用其他材料或結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換元件，例如具有周期性極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的磷酸鈦氧鉀 (KTiOP04:KTP)或Mg:LiTaOs等。
在上述的第五至第六實(shí)施例中，除了這種結(jié)構(gòu)的圖像顯示裝置之外，也可以采用從屏 幕背后投影的方式(背投顯示)或從背面向大型液晶面板照射光的背板(back panel)的方 式。
在上述的第五至第六實(shí)施例中，使用集成超小型鏡片的反射型空間調(diào)制元件，當(dāng)然也 可以采用使用液晶的調(diào)制元件，或者使用檢流鏡、機(jī)械微開關(guān)(MEMS)的二維調(diào)制元件。
在上述的第五至第六實(shí)施例中，在反射型空間調(diào)制元件或MEMS、檢流鏡這樣的對 于光調(diào)制特性偏振成分的影響較少的光調(diào)制元件的情況下，傳播高諧波的光纖沒有必要是 PANDA光纖等的偏振保持光纖，但在采用使用了液晶的二維調(diào)制裝置時(shí)，由于調(diào)制特性 與偏振特性有較大關(guān)系，所以使用偏振保持光纖是較為理想的。
從上述的各實(shí)施例將本發(fā)明歸納如下。即，本發(fā)明所提供的波長轉(zhuǎn)換裝置包括讓從 激光光源射出的激勵(lì)光產(chǎn)生振蕩并射出基波的激光共振器；將從上述激光共振器射出的基
波轉(zhuǎn)換為高諧波的第一波長轉(zhuǎn)換元件；控制上述第一波長轉(zhuǎn)換元件的溫度的第一溫度控制 元件；將射入上述第一波長轉(zhuǎn)換元件的基波中未被上述第一波長轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換為高諧波但 從上述第一波長轉(zhuǎn)換元件射出的基波轉(zhuǎn)換為高諧波的第二波長轉(zhuǎn)換元件；控制上述第二波 長轉(zhuǎn)換元件的溫度的第二溫度控制元件；檢測從上述第一波長轉(zhuǎn)換元件射出的高諧波的輸 出的第一檢測部；檢測從上述第二波長轉(zhuǎn)換元件射出的高諧波的輸出的第二檢測部；管理 由上述第一溫度控制元件進(jìn)行的上述第一波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制、由上述第二溫度控制 元件進(jìn)行的上述第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制、以及對上述激光光源施加的驅(qū)動(dòng)電流的電 流值控制的控制器，其中，上述控制器將上述第一檢測部的第一檢測值和上述第二檢測部 的第二檢測值進(jìn)行合計(jì)，基于該合計(jì)值進(jìn)行上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制。
在上述波長轉(zhuǎn)換裝置中，由于根據(jù)第一檢測部的第一檢測值和第二檢測部的第二檢測 值的合計(jì)值進(jìn)行第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制，因此，即使在依賴于來自第一波長 轉(zhuǎn)換元件的高諧波的輸出變動(dòng)而產(chǎn)生來自第二波長轉(zhuǎn)換元件的高諧波的輸出變動(dòng)的情況 下，也能有效地抑制兩個(gè)高諧波的合計(jì)值的輸出變動(dòng)。
較為理想的是，上述控制器在執(zhí)行基于上述合計(jì)值的上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的 溫度控制時(shí)，中止在此之前執(zhí)行的對上述激光光源施加的驅(qū)動(dòng)電流的電流值控制，將上述 驅(qū)動(dòng)電流維持為恒定值來執(zhí)行上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制。
34在此情況下，由于中止在此之前執(zhí)行的驅(qū)動(dòng)電流的電流值控制，使驅(qū)動(dòng)電流為恒定值 來控制第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度，因此能夠以更好的精度執(zhí)行第一及第二波長轉(zhuǎn)換 元件的溫度控制，從而能夠控制因具有兩個(gè)波長轉(zhuǎn)換元件而產(chǎn)生的控制電路的失控。
較為理想的是，上述激光共振器具有包含激光活性物質(zhì)的雙包層單模光纖，形成光 纖光柵的光纖，和向上述光纖射入激勵(lì)光的上述激光光源。
在此情況下，由于能夠分別制作形成光纖光柵的光纖和由激勵(lì)光激勵(lì)的雙包層單模光 纖，所以能夠?qū)崿F(xiàn)與分別要求的特性相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)。
較為理想的是，上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的保持溫度的范圍為35'C至8(TC，上 述第一及第二溫度控制元件為珀?duì)柼?，上述控制器讓上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的 溫度上升或下降，而不讓對上述珀?duì)柼┘拥碾娏鞯臉O性反轉(zhuǎn)。
在此情況下，由于通過使第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的保持溫度為高于室溫的35'C至 8(TC,便可使第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度上升或下降，而不用使對珀?duì)柼┘拥?電流的極性反轉(zhuǎn)，因此能夠高速地進(jìn)行第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制。
較為理想的是，上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的保持溫度的范圍為8crc至20crc，上
述第一及第二溫度控制元件為加熱器，上述控制器在讓上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫 度上升時(shí)使上述加熱器發(fā)熱，在讓上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度下降時(shí)中止上述加 熱器的發(fā)熱。
在此情況下，通過使第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的保持溫度為8(TC至20CrC，能夠使用
廉價(jià)的加熱器實(shí)現(xiàn)第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制。
較為理想的是，上述控制器通過向上述第一及第二溫度控制元件提供用于進(jìn)行上述第 一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制的控制電流，進(jìn)行上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度 控制，上述控制電流的波形被進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制。
在此情況下，通過調(diào)整控制電流的波形的脈沖寬度，能夠任意地改變向第一及第二溫 度控制元件提供的控制電流的電流值的平均值。其結(jié)果是，能夠以較好的精度進(jìn)行第一及 第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制。
較為理想的是，上述控制器具有在進(jìn)行上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制時(shí)， 記錄與施加給上述激光光源的驅(qū)動(dòng)電流的電流值相對應(yīng)的上述第一及第二檢測值的存儲 部。在此情況下，由于伴隨著施加給激光光源的驅(qū)動(dòng)電流的電流值的變化記錄第一及第二 檢測值，因此能夠一邊參照該記錄的信息一邊有效地進(jìn)行第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度 控制。
上述波長轉(zhuǎn)換裝置較為理想的是，還包括檢測上述激光共振器內(nèi)的溫度的溫度檢測 部，上述存儲部在上述控制器進(jìn)行上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制時(shí)，記錄與由 上述溫度檢測部檢測到的溫度相對應(yīng)的上述第一及第二檢測值。
在此情況下，由于檢測激光共振器內(nèi)的溫度，因此能夠根據(jù)檢測到的激光共振器內(nèi)的 溫度進(jìn)行第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制，從而能夠簡化第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的 溫度控制。
較為理想的是，上述控制器通過根據(jù)上述第一及第二檢測值各自的增減進(jìn)行上述第一 及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制，來抑制上述第一及第二檢測值的合計(jì)值的輸出變動(dòng)。
在此情況下，能夠根據(jù)第一及第二檢測值各自的增減對第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行 適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂啤?br> 較為理想的是，上述控制器在上述第一檢測值增加或減少且上述第二檢測值的增減方 向與上述第一檢測值的增減方向不同時(shí)，或者上述第一檢測值增加或減少且上述第二檢測 值為恒定時(shí)，在基于上述第一波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制而使上述第一及第二檢測值的合計(jì) 值發(fā)生變化后，判斷該變化后的合計(jì)值是否恢復(fù)到指定值，并根據(jù)還未恢復(fù)到上述指定值 的判斷結(jié)果，通過基于上述第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制而使上述第一及第二檢測值的合 計(jì)值進(jìn)一步發(fā)生變化，來抑制上述第一及第二檢測值的合計(jì)值的輸出變動(dòng)。
在此情況下，由于能夠使第一波長轉(zhuǎn)換元件的溫度與第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度向相反 方向變化，因此能夠有效地抑制第一及第二檢測值的合計(jì)值的輸出變動(dòng)。
較為理想的是，上述控制器在上述第一及第二檢測值增加或減少且上述第一檢測值的 增減方向與上述第二檢測值的增減方向相同時(shí)，通過基于上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的 溫度控制而使上述第一及第二檢測值個(gè)別地發(fā)生變化，來抑制上述第一及第二檢測值的合 計(jì)值的輸出變動(dòng)。
在此情況下，由于能夠使第一波長轉(zhuǎn)換元件的溫度與第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度向相同 方向變化，因此能夠有效地抑制第一及第二檢測值的合計(jì)值的輸出變動(dòng)。
較為理想的是，上述控制器在上述第二檢測值增加或減少且上述第一檢測值為恒定 時(shí)，通過基于上述第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制而使上述第一及第二檢測值的合計(jì)值發(fā)生 變化，來抑制上述第一及第二檢測值的合計(jì)值的輸出變動(dòng)。在此情況下，由于能夠僅使第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度發(fā)生變化，因此能夠有效地抑制 第一及第二檢測值的合計(jì)值的輸出變動(dòng)。 .
較為理想的是，從上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件射出的高諧波是510nm至550nm的 綠色光。
在此情況下，能夠得到W級的高輸出的綠色.光《
較為理想的是，上述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件為，主要由包含Mg、 In、 Zn、 Sc、 Er、 Nd中的至少其中之一的LiNb03或LiTa03構(gòu)成的非線性光學(xué)晶體。
在此情況下，第一及第二輸出值為相位匹配溫度時(shí)的輸出值的85%至95%，且能夠?qū)?比相位匹配溫度高的高溫側(cè)作為待機(jī)位置進(jìn)行溫度控制。其結(jié)果是，能夠減輕第一及第二 波長轉(zhuǎn)換元件的相對于溫度變化的輸出變動(dòng)，因此能夠簡化第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫 度控制。
本發(fā)明所提供的圖像顯示裝置包括上述的波長轉(zhuǎn)換裝置和對從上述波長轉(zhuǎn)換裝置射 出的激光施加圖像信號的圖像處理部，上述波長轉(zhuǎn)換裝置是產(chǎn)生綠色光的綠色激光光源， 還包括產(chǎn)生紅色光的紅色激光光源和產(chǎn)生藍(lán)色光的藍(lán)色激光光源，上述圖像處理部通過基 于上述紅色激光光源、藍(lán)色激光光源以及綠色激光光源中最大輸出值為最小的激光光源的 最大輸出值，來決定其他兩個(gè)激光光源的輸出上限值，從而設(shè)定顯示圖像的白平衡。
在上述圖像顯示裝置中，由于能夠配合最大輸出值為最小的激光光源來設(shè)定其他兩個(gè) 激光光源的輸出值，因此能夠?qū)崿F(xiàn)白平衡的調(diào)整的容易化。
較為理想的是，上述圖像處理部以上述決定的輸出上限值為上限，根據(jù)輸入的圖像信 號的亮度信號讓上述紅色激光光源、藍(lán)色激光光源以及綠色激光光源的各輸出值發(fā)生變 化。
在此情況下，由于以決定的輸出上限值為上限讓各激光光源的輸出值發(fā)生變化，因此 不必?fù)?dān)心導(dǎo)致激光光源的劣化。
較為理想的是，上述紅色激光光源、藍(lán)色激光光源以及綠色激光光源的各輸出值成為 零的各激光光源的驅(qū)動(dòng)電流的電流值在上述紅色激光光源、藍(lán)色激光光源以及綠色激光光 源的各閾值電流以上。
在此情況下，由于各激光光源的驅(qū)動(dòng)電流的電流值不會跨越閾值而變化，因此防止激 光光源中發(fā)生較大的浪涌電流，不會使激光光源劣化。
本發(fā)明所提供的另一種波長轉(zhuǎn)換裝置包括向光纖射入激勵(lì)光的激光光源、主要由包含 激光活性物質(zhì)的光纖以及固定在光纖光柵固定部件上的兩個(gè)光纖光柵構(gòu)成的激光共振器，以及將從上述激光共振器射出的激光的基波轉(zhuǎn)換為高諧波的波長轉(zhuǎn)換元件，上述兩個(gè)光纖 光柵中的至少一個(gè)光纖光柵的一端與上述光纖光柵保持部件粘合，另一端為自由端。
較為理想的是，上述兩個(gè)光纖光柵的至少一個(gè)作為雙包層光纖而形成，該一個(gè)光纖光 柵配置在光學(xué)上與激勵(lì)用激光光源接近的位置。
本發(fā)明所提供的又一種波長轉(zhuǎn)換裝置包括向光纖射入激勵(lì)光的激光;光源，主要由包含 激光活性物質(zhì)的光纖以及固定在光纖光柵固定部件上的一個(gè)光纖光柵和電介質(zhì)膜反射面 構(gòu)成的激光共振器，以及將從上述激光共振器射出的激光的基波轉(zhuǎn)換為高諧波的波長轉(zhuǎn)換 元件，上述兩個(gè)光纖光柵的至少一個(gè)光纖光柵的一端與上述光纖光柵保持部件粘合，另一 端為自由端。
較為理想的是，上述光纖光柵作為雙包層光纖而形成。 較為理想的是，上述光纖光柵的自由端經(jīng)由套筒保持。 較為理想的是，上述光纖的內(nèi)層直徑為8imi至14tim。
較為理想的是，上述光纖中包含的激光活性物質(zhì)為鐿離子，振蕩波長為1050nm至 1170rnn。
較為理想的是，上述光纖中包含的激光活性物質(zhì)為鐿離子，振蕩波長為1030mn至 1070腿。
較為理想的是，振蕩光的偏振方向?yàn)橹本€偏振，振蕩波長的光輸出為2W以上。 較為理想的是，上述光纖光柵的固定端設(shè)置在包含激光活性物質(zhì)的光纖側(cè)。 較為理想的是，上述光纖光柵中，光纖光柵部不被再次涂敷。
較為理想的是，上述光纖光柵中，具有對上述光纖光柵部進(jìn)行防塵的保持部件蓋部。
本發(fā)明所提供的另一種圖像顯示裝置包括上述的波長轉(zhuǎn)換裝置。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
根據(jù)本發(fā)明，對于組合通過光纖光柵選擇波長的光纖激光光源與波長轉(zhuǎn)換元件而得到 的波長轉(zhuǎn)換裝置、以及使用該裝置的圖像顯示裝置的光輸出的穩(wěn)定化是有用的。此外，根 據(jù)本發(fā)明，能夠使紅色光的光輸出穩(wěn)定，能夠使圖像顯示裝置的色調(diào)穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1. 一種波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于包括激光共振器，讓從激光光源射出的激勵(lì)光產(chǎn)生振蕩并射出基波；第一波長轉(zhuǎn)換元件，將從所述激光共振器射出的基波轉(zhuǎn)換為高諧波；第一溫度控制元件，控制所述第一波長轉(zhuǎn)換元件的溫度；第二波長轉(zhuǎn)換元件，將射入所述第一波長轉(zhuǎn)換元件的基波中未被所述第一波長轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換為高諧波但從所述第一波長轉(zhuǎn)換元件射出的基波轉(zhuǎn)換為高諧波；第二溫度控制元件，控制所述第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度；第一檢測部，檢測從所述第一波長轉(zhuǎn)換元件射出的高諧波的輸出；第二檢測部，檢測從所述第二波長轉(zhuǎn)換元件射出的高諧波的輸出；以及控制器，管理由所述第一溫度控制元件進(jìn)行的所述第一波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制、由所述第二溫度控制元件進(jìn)行的所述第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制、以及對施加到所述激光光源的驅(qū)動(dòng)電流的電流值控制，其中，所述控制器，合計(jì)基于所述第一檢測部的第一檢測值和基于所述第二檢測部的第二檢測值，基于該合計(jì)值進(jìn)行所述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述控制器，在執(zhí)行基于所述 合計(jì)值的所述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制時(shí)，中止在此之前執(zhí)行的對施加到所述 激光光源的驅(qū)動(dòng)電流的電流值控制，讓所述驅(qū)動(dòng)電流維持為恒定值來執(zhí)行所述第一及第二 波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述激光共振器具有包含 激光活性物質(zhì)的雙包層單模光纖、形成光纖光柵的光纖和向所述光纖射入激勵(lì)光的所述激 光光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的保持溫度的范圍為35'C至8CTC; 所述第一及第二溫度控制元件為珀?duì)柼?；所述控制器，不讓施加到所述珀?duì)柼碾娏鞯臉O性發(fā)生反轉(zhuǎn)，來提高或降低所述 第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的保持溫度的范圍為8CTC至20(TC; 所述第一及第二溫度控制元件為加熱器；所述控制器，在讓所述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度上升時(shí)使所述加熱器發(fā)熱，在 讓所述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度下降時(shí)中止所述加熱器的發(fā)熱。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述控制器，通過向所述第一及第二溫度控制元件提供用于進(jìn)行所述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制的控制電流，來進(jìn)行所述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制； 所述控制電流的波形被進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述控制器，具有在進(jìn)行所述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制時(shí)，記錄與施加給所述激光光源的驅(qū)動(dòng) 電流的電流值相對應(yīng)的所述第一及第二檢測值的存儲部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于還包括檢測所述激光共振器內(nèi)的溫度的溫度檢測部，其中，所述存儲部，在所述控制器進(jìn)行所述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制時(shí)，記錄與 由所述溫度檢測部檢測到的溫度相對應(yīng)的所述第一及第二檢測值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述控制器，通過根據(jù)所述第一及第二檢測值各自的增減進(jìn)行所述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制， 來抑制所述第一及第二檢測值的合計(jì)值的輸出變動(dòng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述控制器，在所述第一檢測值增加或減少且所述第二檢測值的增減方向與所述第一檢測值的增減方向不同時(shí)，或者 所述第一檢測值增加或減少且所述第二檢測值為恒定時(shí)，在基于所述第一波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制而使所述第一及第二檢測值的合計(jì)值發(fā)生變化后，判斷該變化后的合計(jì)值是否恢 復(fù)到指定值，并根據(jù)還未恢復(fù)到所述指定值的判斷結(jié)果，通過基于所述第二波長轉(zhuǎn)換元件 的溫度控制而使所述第一及第二檢測值的合計(jì)值進(jìn)一步發(fā)生變化，來抑制所述第一及第二 檢測值的合計(jì)值的輸出變動(dòng)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述控制器，在所述第 一及第二檢測值增加或減少且所述第一檢測值的增減方向與所述第二檢測值的增減方向 相同時(shí)，通過基于所述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制而使所述第一及第二檢測值個(gè) 別地發(fā)生變化，來抑制所述第一及第二檢測值的合計(jì)值的輸出變動(dòng)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述控制器， 在所述第二檢測值增加或減少且所述第一檢測值為恒定時(shí)，通過基于所述第二波長轉(zhuǎn)換元 件的溫度控制而使所述第一及第二檢測值的合計(jì)值發(fā)生變化，來抑制所述第一及第二檢測 值的合計(jì)值的輸出變動(dòng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于從所述第一及第二波長轉(zhuǎn)換元件射出的高諧波是510nm至550nm的綠色光。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述第一及第 二波長轉(zhuǎn)換元件為，主要由包含Mg、 In、 Zn、 Sc、 Ef、 Nd中的至少其中之一的LiNb03 或LiTa03構(gòu)成的非線性光學(xué)晶體。
15. —種圖像顯示裝置，其特征在于包括 如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的波長轉(zhuǎn)換裝置；和 對從所述波長轉(zhuǎn)換裝置射出的激光施加圖像信號的圖像處理部，其中， 所述波長轉(zhuǎn)換裝置是產(chǎn)生綠色光的綠色激光光源，還包括產(chǎn)生紅色光的紅色激光光源和產(chǎn)生藍(lán)色光的藍(lán)色激光光源；所述圖像處理部，通過基于所述紅色激光光源、藍(lán)色激光光源以及綠色激光光源中最 大輸出值為最小的激光光源的最大輸出值，來決定其他兩個(gè)激光光源的輸出上限值，從而 設(shè)定所顯示圖像的白平衡。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像顯示裝置，其特征在于所述圖像處理部，以所述決 定的輸出上限值為上限，根據(jù)輸入的圖像信號的亮度信號使所述紅色激光光源、藍(lán)色激光 光源以及綠色激光光源的各輸出值發(fā)生變化。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其特征在于所述紅色激光光源、藍(lán)色激 光光源以及綠色激光光源的各輸出值為零的各激光光源的驅(qū)動(dòng)電流的電流值，在所述紅色 激光光源、藍(lán)色激光光源以及綠色激光光源的各閾值電流以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種波長轉(zhuǎn)換裝置，包括激光共振器；將從上述激光共振器射出的基波轉(zhuǎn)換為高諧波的第一波長轉(zhuǎn)換元件；控制上述第一波長轉(zhuǎn)換元件的溫度的第一溫度控制元件；將從上述第一波長轉(zhuǎn)換元件射出的基波轉(zhuǎn)換為高諧波的第二波長轉(zhuǎn)換元件；控制上述第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度的第二溫度控制元件；檢測從上述第一波長轉(zhuǎn)換元件射出的高諧波的輸出的第一檢測部；檢測從上述第二波長轉(zhuǎn)換元件射出的高諧波的輸出的第二檢測部；以及管理由上述第一溫度控制元件進(jìn)行的上述第一波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制、由上述第二溫度控制元件進(jìn)行的上述第二波長轉(zhuǎn)換元件的溫度控制、以及對上述激光光源施加的驅(qū)動(dòng)電流的電流值控制的控制器。
文檔編號G02F1/37GK101523286SQ20078003741
公開日2009年9月2日 申請日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月10日
發(fā)明者古屋博之, 山本和久, 楠龜弘一, 水島哲郎, 門脅慎一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社