專利名稱：激光光源裝置及圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以獲得穩(wěn)定的高輸出的激光光源裝置及使用此激光光源裝置的圖像顯示 裝置。
背景技術(shù)：
近年來，具有振蕩效率高、有著良好的射束質(zhì)量、且空氣冷卻可能、結(jié)構(gòu)簡單的特征 的光纖激光光源，作為取代以往所使用的固體激光光源的近紅外激光光源而備受矚目。
圖13表示典型的光纖激光光源的結(jié)構(gòu)的示意圖。從激勵(lì)用(泵浦用)LD (Laser Diode) 101射出的激光射入添加有作為激光介質(zhì)的稀土類的包層泵浦光纖103中，通過使激光在包 括作為反射鏡的光纖光柵(FiberGrating) 102及104的激光諧振器內(nèi)共振，產(chǎn)生振蕩。
偏振器(Polarizer) 105，是為了使振蕩的激光的偏振光方向單一而插入的。
此光纖激光光源，射束質(zhì)量良好，而且可以用出口側(cè)的光纖光柵104的反射頻譜的線 寬規(guī)定振蕩波長頻譜。因此，光纖激光光源作為基本波光源非常適于使用了非線性光學(xué)結(jié) 晶的高諧波產(chǎn)生(稱為波長變換光源)。
圖13的第2高諧波產(chǎn)生(Second-Harmonic Generation: SHG)模塊108，是用于產(chǎn) 生第2高諧波的機(jī)構(gòu)，通過使用此機(jī)構(gòu)，最終射出兩倍的第2高諧波107。
而且，在以往的固體激光器中，激光的振蕩波長由所使用的激光結(jié)晶規(guī)定，而在此光 纖激光器中，振蕩波長也由一組光纖光柵102及104來規(guī)定，因此，雖然隨波長不同增益有 所不同，但都具有可以任意地改變振蕩波長的特征。
另一方面，作為將這種激光的高諧波作為光源(波長變換光源)的應(yīng)用，激光顯示器 備受矚目(非專禾U文獻(xiàn)1: Japanese Journal of Applied Physics Vol.43， No.8B, 2004， pp. 5904-5906)。
與迄今為止所使用的白光燈相比較，由于將不需要的紅外線、紫外線的產(chǎn)生抑制得很 低，因而能夠?qū)㈦娏ο囊种频煤艿?，而且通過使用激光，可以高效率地聚光并能夠使光 的利用效率提高。
而且，與使用發(fā)光二極管的情況相比較，由于激光是單色光，色純度較高，因此可以使顯示器裝置的色彩再現(xiàn)性提高。特別是通過將綠色光的波長設(shè)定為520 535nm，可以 顯示更深的綠色。圖14中，按波長表示在色度圖上的藍(lán)色光的波長為460nm、紅色光的波長為635nm時(shí) 所使用的綠色光的色彩再現(xiàn)范圍。這樣的波長，在使用固體激光器時(shí)，只能產(chǎn)生使用Nd: YAG、 Nd: YV04等時(shí)的532nm，使用Nd: YLF時(shí)的527nm的兩個(gè)波長，特別是YLF是氟 化物結(jié)晶，制造比較困難，因此，熒光頻譜較寬(非專利文獻(xiàn)2: Rare-earth-d叩ed Fiber lasers and amplifiers, (Marcel Dekker， Inc.2001年)，145頁，圖10.)、可以自由地 選擇振蕩波長的光纖激光器大有前途。在光纖激光器或光纖放大器中，激勵(lì)光和振蕩光在同一根光纖上傳輸，如日本專利公 報(bào)特許第3012034號所示，振蕩的光的一部分成為不良的返回光，對激勵(lì)光源有一定損傷。 因此，如圖15所示，使用透鏡系統(tǒng)和反射鏡去除振蕩光的回避方法等正處于研究之中。作為激光顯示器的綠色光源.在色彩再現(xiàn)范圍這一點(diǎn)上，波長最好在530nm至520nm 的范圍內(nèi)，但是，當(dāng)使用將光纖激光器作為基本波光源使用的波長變換光源時(shí)，在上述波 長范圍中的作為基本波的1075nm以下的光，在添加作為激光介質(zhì)的稀土類的光纖中存在 吸收，使得激光諧振器的(振蕩)動作變得不穩(wěn)定。因此，不能增加作為相互作用長度的 光纖長度。此現(xiàn)象在為了獲得波長變換光源時(shí)所必須的直線偏振光而使用的PANDA (Polarization-maintaining AND Absorption-reducing)光纖等偏振波保持光纖中較為顯 著。另一方面，要使激光的輸出增加必須使激勵(lì)光增加，但是，根據(jù)激勵(lì)光的波長，在添 加作為激光介質(zhì)的稀土類的光纖中沒有被吸收的激勵(lì)光會導(dǎo)致光纖惡化。用圖16表示惡化 的結(jié)構(gòu)(Mechanism)。圖16表示添加稀土類的雙包層偏振波保持光纖和一般的單模偏振波保持光纖的融合 連接部410。在雙包層偏振波保持光纖中，在殘存激勵(lì)光408被關(guān)閉在外包層(OuterClad) 402中的狀態(tài)下，光在內(nèi)包層(Inner Clad) 403傳輸。另一方面，在與單模偏振波保持光纖連接后，在單模偏振波保持光纖的沒有涂覆 (coating)407的部分，空氣成為包層，殘存激勵(lì)光408被關(guān)閉。然而，在具有涂覆407的部 分，泵浦光漏出，由于其熱能而導(dǎo)致單模偏振波保持光纖部分發(fā)熱(例如發(fā)熱部409)， 使光纖惡化。例如，如果激勵(lì)光為10W，則由于添加了作為稀土類的Yb的雙包層偏振波保持光纖的 吸收量為0.6dB/m，因此，由10m的光纖長度吸收7.5W的激勵(lì)光。由此，作為殘存激勵(lì)光，2.5W的915nm的光被放射，在單模偏振波保持光纖的包層中傳輸。在圖13所述的以往結(jié)構(gòu)中，以15W的激勵(lì)光(915nm)進(jìn)行泵浦，在振蕩的1064nm 的輸出為6.8W時(shí)，從進(jìn)行連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)開始經(jīng)過20分之后，融合連接部110、單模偏振波保持 光纖112的一次涂層(Primary Coat)(涂覆)過熱，光纖惡化。圖17表示以激勵(lì)光的功率為參數(shù)的、添加作為激光介質(zhì)的Yb的雙包層光纖的光纖長度 和殘存激勵(lì)光之間的關(guān)系的標(biāo)繪圖。根據(jù)迄今為止的調(diào)查可以得知，如果殘存激勵(lì)光超過 3.5W 4W，光纖會產(chǎn)生惡化。通過圖17可以得知，在因光纖具有的損耗而必須縮短光纖 長度時(shí)，需要減小激勵(lì)光。艮P，在光纖的損耗較大的1050nm或1030nm的波長中，可以產(chǎn) 生的輸出自然會受到限制。在使振蕩的光沒有被光纖吸收的1070nm以上的光振蕩時(shí)，可以通過加長添加稀土類 的雙包層偏振波保持光纖來防止光纖的過熱。然而卻發(fā)現(xiàn)，在1060nm或1050nm等可以通 過波長變換而產(chǎn)生綠色光的波長中，會發(fā)生由于增加添加稀土類的雙包層偏振波保持光纖 的長度而導(dǎo)致光纖吸收所引起的損耗變大，振蕩變得不穩(wěn)定，或不能以所期望的波長進(jìn)行 振蕩等問題點(diǎn)。因此，不會導(dǎo)致光纖過熱的激勵(lì)光的強(qiáng)度被自然而定，最大輸出受到限制。作為解決這種現(xiàn)象的方法的一個(gè)例子，圖18表示并說明以1000ppm左右的濃度添加了 作為稀土類的Yb的添加稀土類的雙包層光纖的吸收頻譜。作為激勵(lì)光可以使用915nm附近的激光二極管(LD)或是976nm附近的激光二極管。 此時(shí)，由于此光纖的915nm的光的吸收量為0.6dB/m左右，而976nm的光的吸收量約為 1.8dB/m,大約增加到三倍，因此認(rèn)為通過使用976nm的光就可以解決光纖的惡化。然而，由于吸收峰值的形狀在976nm附近比較陡峭，而在915nm附近則比較寬闊，因 此，對于因激勵(lì)光LD的溫度變化等而產(chǎn)生的激勵(lì)光的波長變化，使用915nm帶域(band) (900-950nm)更為穩(wěn)定，能夠簡化LD的冷卻機(jī)構(gòu)。為此可以使裝置成本'電力消耗降低。 如上所述，兼顧光纖激光裝置的溫度穩(wěn)定性、和用光纖激光器獲得直線偏振光且為6W以 上的1075nm以下的光這兩者一直存在困難。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種對于殘存激勵(lì)光引起的光纖惡化具有較高的可靠性，并可 以使振蕩光的輸出增大的激光光源裝置。本發(fā)明所提供的激光光源裝置包括添加有作為激光活性物質(zhì)的稀土類的雙包層光 纖、向上述雙包層光纖射出激勵(lì)光，并激勵(lì)上述雙包層光纖的激光光源、決定上述雙包層光纖的振蕩光的波長的一組光纖光柵、傳輸上述雙包層光纖的振蕩光的單模光纖、將上述 雙包層光纖的振蕩光轉(zhuǎn)換為高諧波的波長變換模塊，其中，殘存在上述激光光源的激勵(lì)光 射入的雙包層光纖中的激勵(lì)光被阻止射向上述單模光纖。本發(fā)明通過阻止殘存在激光光源的激勵(lì)光射入的雙包層光纖中的激勵(lì)光射向單模光 纖，可以防止高輸出光產(chǎn)生時(shí)成為問題的光纖的惡化。此結(jié)果，在使用了本發(fā)明的激光光 源裝置的圖像顯示裝置中，與以往的固體激光器相比較，可以擴(kuò)大色彩再現(xiàn)范圍。并且，作為激勵(lì)光，可以使用稀土類光纖的吸收頻譜較寬的915nm帶域的激光。因此， 必須精確地控制激勵(lì)用激光器的溫度的必要性隨之消失，不用珀?duì)栙N元件(Peltier element)也可以降低電力消耗。而且，由于本發(fā)明的激光光源裝置具有較高的效率，因而能夠進(jìn)一步降低電力消耗。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的光纖激光光源的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖2是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的光纖激光光源的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖3是表示本發(fā)明的第三實(shí)施例的光纖激光光源的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖4是表示本發(fā)明的第三實(shí)施例的光纖激光光源的殘存激勵(lì)光吸收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5是表示本發(fā)明的第四實(shí)施例的光纖激光光源的殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6是表示本發(fā)明的第五實(shí)施例的光纖激光光源的殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖7是表示本發(fā)明的第六實(shí)施例的光纖激光光源的殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖8是表示本發(fā)明的第七實(shí)施例的光纖激光光源的殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖9A和圖9B是表示在本發(fā)明的第一實(shí)施例 第七實(shí)施例的光纖激光光源的框體內(nèi)的 各零部件的配置方法的示意圖。圖10是表示本發(fā)明的光纖激光光源的波長穩(wěn)定性的標(biāo)繪圖。圖11是表示使用本發(fā)明的光纖激光光源的二維圖像顯示裝置的一個(gè)例子的示意圖。 圖12A是表示使用本發(fā)明的光纖激光光源的液晶顯示裝置的一個(gè)例子的示意圖，圖912B是表示使用本發(fā)明的光纖激光光源的裝飾用照明裝置用光源的一個(gè)例子的示意圖。 圖13是表示以往的與第2高諧波產(chǎn)生裝置組合的光纖激光光源的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖14是表示S-RGB規(guī)格的色彩再現(xiàn)范圍和作為綠色光使用的各波長的色彩再現(xiàn)范圍的關(guān)系的色度圖。圖15是關(guān)于以往的光纖增幅器的振蕩光的取出方法的圖。 圖16是雙包層偏振波保持光纖和單模偏振波保持光纖的連接部分的示意圖。 圖17是表示以激勵(lì)光功率為參數(shù)的添加Yb的光纖長度和殘存激勵(lì)光的關(guān)系的圖。 圖18是表示摻Y(jié)b雙包層光纖的吸收頻譜的標(biāo)繪圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。另外，對相同的部分標(biāo)注同樣的符號， 在附圖上標(biāo)注了同樣的符號的部分，有時(shí)也省略其說明。 (第一實(shí)施例)在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，作為殘存激勵(lì)光發(fā)散'吸收機(jī)構(gòu)，示意了利用因光纖的曲率 而導(dǎo)致的損耗的方法。圖1表示本第一實(shí)施例的激光光源裝置的結(jié)構(gòu)。在圖1中，本實(shí)施例的激光光源裝置包 括泵浦用LD (Laser Diode) 101、光纖光柵102、摻Y(jié)b雙包層偏振波保持光纖103、光 纖光柵104、殘存激勵(lì)光發(fā)散'吸收機(jī)構(gòu)(泵浦光(pumplight)發(fā)散'吸收機(jī)構(gòu))601。本實(shí)施 例的激光光源裝置，介于振蕩光傳輸光纖106而與第2高諧波產(chǎn)生(Second-Harmonic Generation: SHG)模塊108連接。泵浦用LD101 ，激勵(lì)在雙包層偏振波保持光纖111的內(nèi)層部分(core part)添加了作為稀 土類的Yb的雙包層偏振波保持光纖103 (在本實(shí)施例中，光纖長度為10m)。然后，在包 含一組光纖光柵102及光纖光柵104的諧振器內(nèi)，使激光振蕩。在本實(shí)施例中，作為泵浦用 LD101，使用了振蕩波長為915nm的單發(fā)射激光二極管(Single Emitter Laser Diode)(最 大輸出為10W)。光纖光柵102，是在雙包層偏振波保持光纖111的內(nèi)層部分添加有鍺(Germanium)、 使對紫外光的靈敏度提高而使光柵形成的構(gòu)件。光纖光柵102具有中心波長為1064.0nm、 反射頻譜半值幅度為1nm、反射率為98%的特性。而且，光纖光柵104是在一般的單模偏振波保持光纖(內(nèi)層直徑為6pm,包層外形為 125A/m) 112的內(nèi)層部分添加相同的鍺而形成的，使用中心波長為1064.1nm、反射頻譜半值幅度為0.09nm、反射率為10%的光纖光柵。雖然通過增大光纖光柵104的反射率，可以 加長添加稀土類的雙包層偏振波保持光纖103，增大殘存激勵(lì)光的吸收量，但是，特性的 改善存在限度，不能說是有效的方法。而且，在波長變換的用途上，帶域狹窄化很重要， 而增大光纖光柵104的反射率，反而會存在光纖光柵104的帶域狹窄化變得困難這樣的問 題。產(chǎn)生振蕩的1064nm左右的光，通過傳輸振蕩光的振蕩光傳輸光纖106而被導(dǎo)入SHG 模塊108，因第2高諧波發(fā)生而產(chǎn)生532nm的光。其次，對本實(shí)施例的激光光源裝置的殘存激勵(lì)光發(fā)散-吸收機(jī)構(gòu)601進(jìn)行說明。如圖1所示，在摻Y(jié)b雙包層偏振波保持光纖(Yb-doped double-clad polarization maintaining fiber) 103和光纖光柵(fiber grating)104之間，存在雙包層偏振波保持光纖111 和單模偏振波保持光纖112的連接部分(融合連接部)110。由于此連接部分110的存在是 光纖惡化的主要原因，因此在本實(shí)施例中，設(shè)置殘存激勵(lì)光發(fā)散*吸收機(jī)構(gòu)601。殘存激勵(lì)光發(fā)散-吸收機(jī)構(gòu)601，通過將單模偏振波保持光纖112的一次涂層(primary coat)(樹脂涂覆)去除10cm左右，并用被去除了涂層的部分形成直徑為30mm左右的線圈 狀部602來實(shí)現(xiàn)。通過此線圈狀部602，使傳輸在單模偏振波保持光纖112的包層部分的殘 存基本波(波長為915nm)放射。例如，如果激勵(lì)光為10W，由于添加了作為稀土類的Yb的雙包層偏振波保持光纖103 的吸收量為0.6dB/m，因此以10m的光纖長度吸收7.5W的激勵(lì)光。作為殘存激勵(lì)光，2.5W、 915nm的光，通過線圈狀部602而放射，在單模偏振波保持光纖112的包層傳輸。在此，單模偏振波保持光纖112的線圈狀部602，被固定在吸收板603上，此吸收板603， 吸收線圈狀部602放射的紅外光并轉(zhuǎn)換為熱。作為此吸收板603使用了耐酸鋁加工 (alumite-treated)的鋁板。在圖13所述的以往的結(jié)構(gòu)中，以15W的激勵(lì)光(915nm)進(jìn)行泵浦，在振蕩的1064nm 的輸出為6.8W時(shí)，從進(jìn)行了連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)開始經(jīng)過20分鐘后，圖13的連接部分(融合連接部) 110及單模偏振波保持光纖112的一次涂層(涂覆)過熱，光纖112惡化，而基于本實(shí)施例 的激光光源裝置，即使進(jìn)行20小時(shí)以上的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，上述涂覆也不會過熱，從而可以使可 靠性得到提高。此外，由于可以泵浦更大功率的激勵(lì)光，因此能夠使1064nm的輸出增加，而且，也能夠使經(jīng)過波長變換的綠色光的輸出増加。在本實(shí)施例中，從來自線圈狀部602的發(fā)散效率的提高這一點(diǎn)來看，形成殘存激勵(lì)光發(fā)散』及收機(jī)構(gòu)601的線圈狀部602的單模偏振波保持光纖112的內(nèi)層直徑最好為4.5)Um 5.5)um，線圈狀部602的直徑最好為35mm 70mm，線圈狀部602的匝數(shù)最好為5匝以上。并且，由于形成殘存激勵(lì)光發(fā)散'吸收機(jī)構(gòu)601的線圈狀部602的單模偏振波保持光纖 112的直徑過小時(shí)，在產(chǎn)生的1064nm的光的損失增大之后，光纖線(fiberwire)(指沒有被 一次涂層的光纖)存在惡化的可能性，因而最好大于20mm，如果為40mm以上，則殘余 基本波的放射會減小，因而最好為20 40mm左右。而且，在本實(shí)施例中，殘存激勵(lì)光發(fā)散'吸收機(jī)構(gòu)601的涂覆剝離部109最好位于從連 接部110到線圈狀部602的直線部及線圈狀部602。并且，從線圈狀部602看也處于光纖光 柵104側(cè)的直線部分109a則更為理想。(第二實(shí)施例)其次，對本發(fā)明的第二實(shí)施例的激光光源裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。本實(shí)施例將光纖線部 埋入高折射材料中。圖2表示本第二實(shí)施例的激光光源裝置的結(jié)構(gòu)。上述的第一實(shí)施例中，在折射率為1的 空氣中配置線圈狀部602，使包含單模偏振波保持光纖112的線圈狀部602的涂覆剝離部 109作為對激勵(lì)光的多模光纖而發(fā)揮作用，通過增大線圈狀部602的彎曲曲率，使不需要的 激勵(lì)光發(fā)散。然而，單模偏振波保持光纖112的包層和空氣的折射率差為1.4左右。因此，為了使激 勵(lì)光的發(fā)散效率進(jìn)一步提高，必須降低折射率差。因此，在本實(shí)施例中，將單模偏振波保持光纖112的線圈狀部702的周圍用折射率為1.5 以上的材料703涂覆，具有積極地發(fā)揮減少激勵(lì)光的作用的特征。作為折射率為1.5以上的材料，作為折射率調(diào)整液所使用的硅油(或硅膠)等一直被使 用，但由于是液體，保持比較困難。因此，在本實(shí)施例中，使用了硅類的紫外線硬化樹脂 或熱硬化樹脂(例如，信越化學(xué)Opticlear (n-1.52左右)等)。除此之外，如果折射率為 1.5以上，也可以使用環(huán)氧類紫外線硬化樹脂。如上所述，圖2表示本實(shí)施例的光纖激光波長變換綠色光源的結(jié)構(gòu)圖，但是，與上述 的第一實(shí)施例不同之處在于，雙包層偏振波保持光纖111和單模偏振波保持光纖112的連接 部分110和單模偏振波保持光纖112的由剝除了涂覆的線(wire)部分構(gòu)成的線圈狀部702被 埋入折射率為1.5以上的材料中。 一般情況下，涂覆單模偏振波保持光纖112的一次涂層也 使用折射率為1.5以上的材料，涂覆膜的厚度為70;um左右，能量集中于此部分而導(dǎo)致過熱。另一方面，在本實(shí)施例中，通過用具有1mm以上厚度的樹脂從線圈狀部702的外周對 其進(jìn)行涂覆來防止過熱。涂覆光纖112的線圈狀部702的樹脂703被澆注到經(jīng)過耐酸鋁加工 的鋁制的容器704中，在埋入連接部110及單模偏振波保持光纖112的線圈狀部702之后， 使其固化。澆注了樹脂703的區(qū)域的尺寸為長度x寬度x高度35mmx35mmx2mm。關(guān)于 長度x寬度，最好為盡可能大的面，但是，由于牽涉到裝置的大型化，因此最好在 30mmx30mm 50mmx50mm的范圍內(nèi)。這樣，用折射率接近光纖112的包層的物質(zhì)來進(jìn)行填充效率較高，在可以抽出殘存激 勵(lì)光之后，通過將殘存激勵(lì)光擴(kuò)展到更大的區(qū)域來防止過熱，具有易于散發(fā)熱的作用。在本實(shí)施例中，也可以采用作為折射率為1.5以上的材料的玻璃材料。然而，在采用玻 璃材料時(shí)，必須要對具有可以埋入單模偏振波保持光纖112的線圈狀部702的形狀的部件進(jìn) 行加工。為此，與使用上述的樹脂進(jìn)行模制的情況相比較，會造成制造成本、制造所需要 的工時(shí)的增加。因此，在本實(shí)施例中，通過采用作為折射率為1.5以上的材料的硅類的紫外 線硬化樹脂、熱硬化樹脂、環(huán)氧類紫外線硬化樹脂等樹脂，不需要部件的加工，以謀求制 造成本、制造工時(shí)的削減。另外，在本實(shí)施例中，由于殘存激勵(lì)光的能量轉(zhuǎn)換為熱，光纖激光器的框體內(nèi)的溫度 上升3-5度。為此，設(shè)置在射出側(cè)的決定振蕩波長的光纖光柵104的反射波長隨著溫度上升， 以代表性的值0.01nm/。C的比例向長波一側(cè)移動。此波長移動在由波長變換產(chǎn)生綠色光時(shí) 成為綠色光輸出降低的原因。因此，最好使光纖光柵104自身保持在隨著溫度上升而進(jìn)行 熱收縮的基板上(使用溫度補(bǔ)償包)，或?qū)⒐饫w光柵104配置在框體之外。而且，即使在 將光纖光柵104配置在框體內(nèi)時(shí)，也最好配置在比作為熱源的本發(fā)明的殘存激勵(lì)光發(fā)散-吸 收機(jī)構(gòu)701更靠下的位置，而且最好進(jìn)行熱分離。為了進(jìn)一步提高效果，最好將殘存激勵(lì)光發(fā)散'吸收機(jī)構(gòu)701配置在散熱片等上，使用 冷卻風(fēng)扇等進(jìn)行冷卻。在本實(shí)施例的殘存激勵(lì)光發(fā)散-吸收機(jī)構(gòu)701中，也可以將線圈狀部701替換為除去涂 覆(一次涂層)的直線形狀部。因?yàn)橛谜凵渎式咏饫w112的包層的物質(zhì)進(jìn)行填充效率很 高，可以使殘存激勵(lì)光發(fā)散。當(dāng)然，在需要效率更高地使殘存激勵(lì)光發(fā)散時(shí)，最好使直線 形狀成為線圈形狀。(第三實(shí)施例)作為本發(fā)明的第三實(shí)施例，提出了在添加稀土類的雙包層偏振波保持光纖和單模偏振波保持光纖之間使用透鏡系統(tǒng)，向空間一旦放出激光射束，利用激勵(lì)光和振蕩光的收束射 束直徑之差來降低激勵(lì)光的方法。圖3表示本第三實(shí)施例的使用光纖激光的波長變換型光源的結(jié)構(gòu)。在圖3中，本實(shí)施例 的激光光源裝置包括泵浦用LD101;光纖光柵102;慘Yb雙包層偏振波保持光纖103;光纖光柵104;激勵(lì)光吸收機(jī)構(gòu)801。本實(shí)施例的激光光源裝置介于振蕩光傳播光纖106與 SHG (Second-HarmonicGeneration)模塊108連接。而且，為了使振蕩的激光的偏振光 方向單一而插入偏振器(Polarizer) 105。激光諧振器包括一組光纖光柵102、光纖光柵104和添加作為激光活性物質(zhì)的稀土類的 雙包層偏振波保持光纖103，用激勵(lì)用激光二極管101進(jìn)行泵浦的結(jié)構(gòu)與上述的第一實(shí)施例 及第二實(shí)施例完全相同。在本實(shí)施例中，作為上述第一實(shí)施例及第二實(shí)施例的殘存激勵(lì)光發(fā)散'吸收機(jī)構(gòu)601及 701的替代，在光纖的種類從雙包層偏振波保持光纖111向單模偏振波保持光纖112切換的 部分，設(shè)置包括透鏡系統(tǒng)和激勵(lì)光吸收部的殘存激勵(lì)光吸收機(jī)構(gòu)801 。用圖4對本實(shí)施例的殘存激勵(lì)光吸收機(jī)構(gòu)801進(jìn)行說明。在圖4中，殘存激勵(lì)光吸收機(jī)構(gòu)801包括雙包層偏振波保持光纖802、準(zhǔn)直用組透鏡 803;激勵(lì)光吸收體804;光纖結(jié)合用組透鏡805;單模偏振波保持光纖806。在本實(shí)施例中，雙包層偏振波保持光纖802的內(nèi)層直徑為6Aim，激勵(lì)光傳輸?shù)膬?nèi)包層 的直徑為105ium，外包層的直徑為125pm。而且，單模偏振波保持光纖806的內(nèi)層直徑為 6pm，包層直徑為125)um。此時(shí)，利用通過雙包層偏振波保持光纖802的內(nèi)層直徑為6ium的部分的振蕩光(在本 實(shí)施例中為1060nm帶域)和通過105)Um的內(nèi)包層部分的激勵(lì)光(915nm帶域)，通過準(zhǔn) 直用組透鏡803而成為平行光時(shí)的射束直徑之差，使激勵(lì)光吸收部804吸收不需要的激勵(lì)光 901而將其除去。具體而言，由于振蕩光902的平行光(準(zhǔn)直射束)的射束直徑為200pm，而激勵(lì)光901 的射束直徑為430ium，因此，通過設(shè)置形成有25(^m左右的小孔的激勵(lì)光吸收部804,可 以只吸收激勵(lì)光901，并轉(zhuǎn)換為熱能。被轉(zhuǎn)換的熱能向保持透鏡803、透鏡805的框體807發(fā)散而釋放熱。通過了激勵(lì)光吸收部804的小孔的振蕩光902，再通過結(jié)合透鏡805而與單模偏振波保 持光纖806結(jié)合，在同一光纖806的內(nèi)層部分進(jìn)行導(dǎo)波。通過取得以上所說明的結(jié)構(gòu)，可以遮蔽殘余基本波，從而能夠避免光纖惡化的問題。在組裝在此說明的殘存激勵(lì)光吸收機(jī)構(gòu)801時(shí)，有必要進(jìn)行位置對準(zhǔn)，以便使傳輸在 單模光纖806的內(nèi)層的振蕩光的透過量達(dá)到最大。在本實(shí)施例中，與插入以往的分離鏡的 情況相比較，因?yàn)樽鳛檎{(diào)整的指針只需觀察透過光量即可，所以，具有可以降低調(diào)整成本 這樣的特征。而且，在使用殘存激勵(lì)光吸收機(jī)構(gòu)801時(shí)，若以10W的激勵(lì)光進(jìn)行泵浦，由于主體框 體807進(jìn)行2.5W的發(fā)熱，因而有必要設(shè)置散熱片等散熱機(jī)構(gòu)。在10W激勵(lì)時(shí)只使用CPU用 的散熱片即可，但是，在激勵(lì)光量為20W以上的情況下，最好用風(fēng)扇馬達(dá)等來冷卻固定了 殘存激勵(lì)光吸收機(jī)構(gòu)801的散熱片。(第四實(shí)施例)作為本發(fā)明的第四實(shí)施例，對在添加稀土類的雙包層偏振波保持光纖和單模偏振波保 持光纖之間使用透鏡系統(tǒng)，向空間一旦放出激光射束，使其垂直射入電介體多層膜鏡，將 激勵(lì)光和振蕩光分離，使激勵(lì)光再次返回到添加稀土類的雙包層偏振波保持光纖的結(jié)構(gòu)進(jìn) 行說明。本實(shí)施例的激光光源裝置與圖3的第三實(shí)施例的激光光源裝置相同，激光諧振器包括 一組光纖光柵102、光纖光柵104和添加作為激光活性物質(zhì)的稀土類的雙包層偏振波保持光 纖103，用激勵(lì)用激光二極管101進(jìn)行泵浦。在本實(shí)施例中，在光纖的種類從雙包層偏振波 保持光纖802向單模偏振波保持光纖806切換的部分，設(shè)置包括透鏡系統(tǒng)和電介體多層膜鏡 的殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu)。用圖5對本實(shí)施例的殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明。殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu)1001包括雙包層偏振波保持光纖802、準(zhǔn)直用組透鏡803、激勵(lì) 光反射用電介體多層膜鏡1002、光纖結(jié)合用組透鏡805、單模偏振波保持光纖806。在本實(shí)施例中，雙包層偏振波保持光纖802的內(nèi)層直徑為6)Um，激勵(lì)光傳輸?shù)膬?nèi)包層 的直徑為105pm，外包層的直徑為125ium。而且，單模偏振波保持光纖806的內(nèi)層直徑為 6)um，包層直徑為125A/m。此時(shí)，通過在準(zhǔn)直用組透鏡803和光纖結(jié)合用組透鏡805之間存在的振蕩光902成為平 行光的區(qū)域，配置使915nm帶域的光反射、1064nm帶域的光透過的電介體多層膜鏡1002， 可以只將1064nm帶域的光結(jié)合到單模偏振波保持光纖806。另一方面，被反射的915nm帶域的光再次射入準(zhǔn)直用組透鏡803，并在添加稀土類的 雙包層偏振波保持光纖802中再次結(jié)合，導(dǎo)波。由此，成為殘存激勵(lì)光的915nm的光再次被添加稀土類的雙包層偏振波保持光纖802吸收，在往返于光纖802時(shí)，激勵(lì)光的94% (10W 激勵(lì)時(shí)為9.4W)被吸收。
在本實(shí)施例中，由于通過一次添加稀土類的雙包層偏振波保持光纖802的光，再次返 回到添加稀土類的雙包層偏振波保持光纖802使其再吸收，可以降低激勵(lì)光的損失，從而 能夠使從激勵(lì)光得到振蕩光時(shí)的效率(光-光變換效率)提高。
(第五實(shí)施例)
圖6表示本發(fā)明的第五實(shí)施例的殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
在上述的第四實(shí)施例中，使用了在準(zhǔn)直用組透鏡803和使振蕩光902再次結(jié)合到單模偏 振波保持光纖806中的光纖結(jié)合用組透鏡805之間插入電介體多層膜鏡1002的殘存激勵(lì)光 反射機(jī)構(gòu)1001。在本實(shí)施例中，如圖6所示，通過在準(zhǔn)直用組透鏡803的表面施加使915nm 帶域的光反射的電介體多層膜涂層鏡1102，則不需要配置圖5的電介體多層膜鏡1002。
根據(jù)本實(shí)施例，只進(jìn)行透鏡的校準(zhǔn)，就能完成殘存激勵(lì)光的自動校準(zhǔn)，從而不需要調(diào) 整鏡的角度。因此具有能夠簡化調(diào)整工序的優(yōu)點(diǎn)。
(第六實(shí)施例)
圖7表示本發(fā)明的第六實(shí)施例的殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
在本第六實(shí)施例的殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu)1201中，使添加稀土類的雙包層偏振波保持光 纖802的頂端保持在光纖連接器等中所使用的玻璃或氧化鋯制金屬環(huán)(ferrule)1202上，在對 保持的端面進(jìn)行研磨加工后，在該部分形成反射915nm帶域的光、而使1064nm帶域的光 透過的電介體多層膜鏡1203。
此情況也與上述的第五實(shí)施例相同，由于在光纖射出端面設(shè)置鏡，因而不需要鏡的校 準(zhǔn)，由于只要校準(zhǔn)基本波光源的光軸調(diào)整，沒有殘存激勵(lì)光的校準(zhǔn)就能自動地完成調(diào)整， 因而具有能夠大幅度地簡化調(diào)整工序這樣的特征。
(第七實(shí)施例)
圖8表示本發(fā)明的第七實(shí)施例的殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例中，在殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu)1310的雙包層偏振波保持光纖的部分形成反射 915nm帶域的光的光纖光柵。圖8表示形成為反射915nm帶域的光所形成的光纖光柵1309
時(shí)的形成位置。此雙包層偏振波保持光纖中，為了使通常紫外線的折射率變化的靈敏度提高而添加的 鍺，只添加在內(nèi)包層1303中，或者，添加在內(nèi)包層1303和內(nèi)層1304中。光纖光柵1309的 周期可以根據(jù)光纖的有效折射率和反射波長，用A[周期^A[反射波長]/ (2Tieff[有效折射 率])來計(jì)算。在反射波長為915nm時(shí)，根據(jù)光纖的有效折射率1.43計(jì)算出光柵1309的形 成周期為320nm左右。通過使用此光纖光柵1309，不用向空間一旦放出光，即能夠使殘存 激勵(lì)光反射。
上述的第一實(shí)施例 第七實(shí)施例的激光光源裝置適合作為需要高輸出光的激光顯示 器裝置等的綠色光源。例如，在使3W的綠色光產(chǎn)生時(shí)，如果來自激光光源裝置的振蕩波 長為1070nm，則所需要的激勵(lì)光功率為20W，產(chǎn)生的綠色光的波長則為535nm。此時(shí)所 需要的光纖長度為15m。如圖17所示，在想要獲得更多的綠色光時(shí)，由于超出光纖惡化的 能級，因而可以通過適用上述的第一實(shí)施例 第七實(shí)施例的激光光源裝置，來防止光纖惡 化。
在來自激光光源裝置的振蕩波長為1030nm時(shí)，激勵(lì)光功率必須為25W，產(chǎn)生515nm 的波長的綠色光。此時(shí)所需要的光纖長度為10m。此時(shí)，如圖17所示，超出了光纖惡化的 能級。因此，必須適用上述的第一實(shí)施例 第七實(shí)施例的激光光源裝置，來防止光纖惡化。
另外，在振蕩波長為1050nm時(shí)，所需要的光纖長度為12m， 1W級的綠色光超出了光 纖惡化的能級。而且，在振蕩波長為1060nm時(shí)，所需要的光纖長度為14m， 2W級的綠色 光超出了光纖惡化的能級。因此，必須適用上述的第一實(shí)施例 第七實(shí)施例的激光光源裝 置。
在此，對本發(fā)明的光纖激光光源部件在框體中的配置方法進(jìn)行論述。上述的第一實(shí)施 例 第七實(shí)施例的殘存激勵(lì)光發(fā)散^及收機(jī)構(gòu)、殘存激勵(lì)光吸收機(jī)構(gòu)及殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu) 成為框體內(nèi)的熱源，特別是在第一實(shí)施例、第二實(shí)施例及第三實(shí)施例中，變成熱的殘存激 勵(lì)光的能量被釋放。
在圖9A及圖9B中，在光纖激光光源的框體1403內(nèi)配置作為放熱源的激勵(lì)用激光二極 管101和第一實(shí)施例的殘存激勵(lì)光發(fā)散*吸收機(jī)構(gòu)1401。當(dāng)然，殘存激勵(lì)光發(fā)散'吸收機(jī)構(gòu) 1401也可以是第二實(shí)施例的殘存激勵(lì)光發(fā)散'吸收機(jī)構(gòu)、第三實(shí)施例的殘存激勵(lì)光吸收機(jī) 構(gòu)、第四實(shí)施例 第七實(shí)施例的殘存激勵(lì)光反射機(jī)構(gòu)。
如圖9A及圖9B所示，殘存激勵(lì)光發(fā)散順收機(jī)構(gòu)1401最好盡可能地配置在框體1404內(nèi) 的上部。
特別是，配置在振蕩光的射出側(cè)的光纖光柵104，最好配置在比作為熱源的激光二極管101或殘存激勵(lì)光發(fā)散'吸收機(jī)構(gòu)1401更靠下的位置，最好進(jìn)行熱分離。作為其理由，通 過以上兩個(gè)熱源發(fā)出的熱，框體內(nèi)的溫度上升10口左右。因此，光纖光柵104的反射中心
波長慢慢地向長波一側(cè)移動。為了避免向長波一側(cè)移動，最好從熱源開始進(jìn)行論述。
特別是，在圖9A中表示將溫度補(bǔ)償裝置1402安裝在光纖光柵104中，并配置在框體 1404內(nèi)的例子。
而且，在圖犯中表示為了從框體1403內(nèi)的溫度上升中將光纖光柵104進(jìn)行熱分離而配 置在框體1403之外的例子。
而且，最好在熱源附近設(shè)置散熱片和冷卻風(fēng)扇1404。
以上，通過取得圖9A及圖9B所示的部件配置，能夠?qū)崿F(xiàn)即使在對波長變化的要求嚴(yán)格 (0.01nm以下)的波長變換用途中也可以使用的完全空氣冷卻光纖激光基本波光源。
圖10表示標(biāo)繪了圖9B的配置結(jié)構(gòu)的光纖激光光源的輸出為6W時(shí)的基本波為1064nm 的光的波長變化的圖表。此時(shí)，波長變化幅度在0.005nm以下，足以滿足波長變換用途所 要求的方法。
另外，圖9A的溫度補(bǔ)償裝置1402具有一定效果，但是，在考慮到成本時(shí)，圖9B的將 光纖光柵104配置在框體1403之外的結(jié)構(gòu)則更為理想。
(第八實(shí)施例)
在上述的第一實(shí)施例 第七實(shí)施例中說明的激光光源裝置，可以作為激光顯示器(圖 像顯示裝置)的顯示用光源、液晶顯示裝置的背面光用光源或裝飾用照明裝置用光源使用。
作為在上述的第一實(shí)施例 第七實(shí)施例中說明的激光光源裝置的用途的一個(gè)例子，用 圖11對適用上述激光光源裝置的激光顯示器(圖像顯示裝置)的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子進(jìn)行說明。
激光光源裝置使用紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三色的激光光源1601a 1601c。紅 色激光光源1601a使用波長為638nm的GaAs系半導(dǎo)體激光器，藍(lán)色激光光源1601c使用波 長為465nm的GaN系半導(dǎo)體激光器。而且，綠色激光光源1601 b使用具有使紅外激光的波 長變?yōu)?/2的波長變換元件的波長變換綠色光源裝置，作為此波長變換綠色光源裝置，使用 在上述第一實(shí)施例 第七實(shí)施例中說明的激光光源裝置。
從各個(gè)光源1601a、 1601b、 1601c發(fā)出的激光射束，通過反射型二維射束掃描部 1602a 1602c而被二維掃描，照射擴(kuò)散板1603a 1603c。照射在擴(kuò)散板1603a 1603c 上的被二維掃描的各種顏色的激光射束，在通過場透鏡1604a 1604c之后，被引導(dǎo)至二 維空間光調(diào)制元件1605a 1605c 。
18在此，圖像數(shù)據(jù)被分割成R、 G、 B，各信號被輸入二維空間光調(diào)制元件1605a 1605c， 通過在分色棱鏡(Dichroic Prism) 1606合波，形成彩色圖像。這樣合波的圖像，通過投 射透鏡1607而被投影到屏幕1608上。此時(shí)，擴(kuò)散板1603a 1603c作為斑點(diǎn)雜訊消除部被 配置在二維空間調(diào)制元件1605a 1605c跟前，可以通過搖動擴(kuò)散板1603a 1603c來減少 斑點(diǎn)雜訊。作為斑點(diǎn)雜訊消除部，可以使用雙凸透鏡(LenticularLens)等。
而且，在本實(shí)施例中，雖然是對每個(gè)顏色使用一個(gè)半導(dǎo)體激光器，但也可以是通過束 光纖(bundle fiber)將2 8個(gè)半導(dǎo)體激光器的輸出用一根光纖的輸出來獲得的結(jié)構(gòu)。此時(shí)， 波長頻譜幅度變成數(shù)nm非常寬闊，通過此寬頻譜可以抑制斑點(diǎn)雜訊的產(chǎn)生。
作為上述的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)，也可以是從屏幕的背后進(jìn)行投影的方式(背投顯示 器)。
作為二維空間調(diào)制元件1605a 1605c，可以使用集聚有微型鏡的反射型空間調(diào)制元 件(DMD鏡)，但也可以使用采用液晶面板的二維空間調(diào)制元件、采用檢電鏡、微機(jī)電系 統(tǒng)(MEMS)的二維空間調(diào)制元件。
另外，在反射型空間調(diào)制元件、或MEMS、檢電鏡這樣的偏振光成分對光調(diào)制特性的 影響較少的光調(diào)制元件的情況下，傳輸高諧波的光纖不需要是PANDA光纖等偏振波保持光 纖，但是，在使用采用液晶面板的二維空間調(diào)制元件的情況下，由于調(diào)制特性和偏振光特 性關(guān)系很大，因而最好使用偏振波保持光纖。
其次，作為在上述的第一實(shí)施例 第七實(shí)施例中說明的激光光源裝置的用途的其他的 一個(gè)例子，用圖12A及圖12B對適用上述激光光源裝置的液晶顯示裝置的背光用光源、裝 飾用照明裝置用光源的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖12A表示使用上述的第一實(shí)施例 第七實(shí)施例的激光光源裝置的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
由上述的第一實(shí)施例 第七實(shí)施例的激光光源裝置1801產(chǎn)生的激光射束1802，通過導(dǎo) 光板4廣散板1803而一致照明液晶面板1804。
此時(shí)，由于可以從激光光源裝置1801產(chǎn)生的光為單一偏振光(直線偏振光)，因此可 以使照明液晶面板1804的光為單一偏振光，不需要在將以往的熒光管或發(fā)光二極管作為光 源時(shí)所需要的射入側(cè)的偏光元件。由此，能夠降低材料成本，而且由于可以使透過光量增 大10-20%左右，從而能夠制造出更為明亮的液晶顯示裝置。
圖12B表示使用上述的第一實(shí)施例 第七實(shí)施例的激光光源裝置的裝飾用照明裝置用 光源的結(jié)構(gòu)。由上述的第一實(shí)施例 第七實(shí)施例的激光光源裝置1806產(chǎn)生的激光射束，通過可見光 傳輸用光纖1807，被傳送到建筑物或樹木等照明對象物1808。安裝在照明對象物1808上 的光纖1809中設(shè)置有光散射機(jī)構(gòu)，可以向外部放射光。可以制造光纖光柵，或者通過使光 纖涂覆的折射率為1.43左右構(gòu)成光散射機(jī)構(gòu)。而且，通過使多個(gè)波長的直線偏振光的光射 入此光纖，也可以控制顏色等。
另外，本實(shí)施例所示的激光顯示器(圖像顯示裝置)的顯示用光源、液晶顯示裝置的 背面光用光源、裝飾用照明裝置用光源，最終也只是一個(gè)例子，不言而喻，當(dāng)然也可以取 其它的形式。
如果從上述的各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行總結(jié)，則歸納如下。即，本發(fā)明的激光光源裝置 包括添加有作為激光活性物質(zhì)的稀土類的雙包層光纖、向上述雙包層光纖射出激勵(lì)光， 并激勵(lì)上述雙包層光纖的激光光源、決定上述雙包層光纖的振蕩光的波長的一組光纖光 柵、傳輸上述雙包層光纖的振蕩光的單模光纖、將上述雙包層光纖的振蕩光轉(zhuǎn)換為高諧波 的波長變換模塊，其中，殘存在上述激光光源的激勵(lì)光射入的雙包層光纖中的激勵(lì)光被阻 止射向上述單模光纖。
在上述的激光光源裝置中，通過阻止殘存在激光光源的激勵(lì)光射入的雙包層光纖中的 激勵(lì)光射向單模光纖，可以防止高輸出光產(chǎn)生時(shí)成為問題的光纖的惡化。此結(jié)果，在使用 了本發(fā)明的激光光源裝置的圖像顯示裝置中，與以往的固體激光器相比較，可以擴(kuò)大色彩 再現(xiàn)范圍。
并且，作為上述的激光光源裝置的激勵(lì)光，可以使用稀土類光纖的吸收頻譜較寬的 915nm帶域的激光。因此，必須精確地控制激勵(lì)用激光器的溫度的必要性隨之消失，不用 珀?duì)栙N元件也可以降低電力消耗。
而且，上述的激光光源裝置具有較高的效率，因而能夠進(jìn)一步降低電力消耗。 在上述的激光光源裝置中，以殘存在上述雙包層光纖中的激勵(lì)光的光能被轉(zhuǎn)換為熱能 為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以將殘存在雙包層光纖中的激勵(lì)光的光能轉(zhuǎn)換為熱能，并將殘存激勵(lì) 光的能量作為熱發(fā)散。由此，可以防止因發(fā)散光而導(dǎo)致的周圍的零部件的惡化。
在上述的激光光源裝置中，以殘存在上述雙包層光纖中的激勵(lì)光不射向上述單模光纖 而是被反射為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以使殘存在雙包層光纖中的激勵(lì)光再次返回到雙包層光纖。因此，可 以使從雙包層光纖的激勵(lì)光得到振蕩光時(shí)的效率(光-光變換效率)提高。在上述的激光光源裝置中，以上述激光光源的振蕩波長在900-950nm的范圍內(nèi)為宜。 根據(jù)此結(jié)構(gòu)，即使由于溫度變化而導(dǎo)致激光光源的激勵(lì)光產(chǎn)生波長變化，也可以使雙
包層光纖的激勵(lì)光的吸收量的變動減小。因此，不需要高精度地進(jìn)行激光光源的溫度管理，
從而可以簡化激光光源的冷卻裝置。
在上述的激光光源裝置中，以上述雙包層光纖為偏振波保持光纖為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，因?yàn)榭梢援a(chǎn)生指定的偏振光方向的激光，所以，能夠提供適用于需要單
一偏振光的圖像顯示裝置的激光。
在上述的激光光源裝置中，以上述單模光纖包含除去了涂覆并具有指定的曲率半徑的
線圈狀部，殘存在上述雙包層光纖中的激勵(lì)光從上述線圈狀部發(fā)散為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，利用來自線圈狀部的光的放射，可以使殘存在雙包層光纖中的激勵(lì)光高
效率地發(fā)散。
在上述的激光光源裝置中，以上述線圈狀部用由折射率為1.5以上的材料構(gòu)成的涂覆部 件模制而成為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，通過減小線圈狀部和其周圍的折射率差，可以使來自線圈狀部的殘存激 勵(lì)光的發(fā)散效率提高。
在上述的激光光源裝置中，以上述涂覆部件由樹脂構(gòu)成為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，將線圈狀部進(jìn)行模制，可以容易地實(shí)現(xiàn)將線圈狀部埋入在涂覆部件中的 結(jié)構(gòu)。
在上述的激光光源裝置中，以還包括配置在上述雙包層光纖和上述單模光纖之間，阻 止殘存在上述激光光源的激勵(lì)光射入的雙包層光纖中的激勵(lì)光射向上述單模光纖的殘存 激勵(lì)光處理部為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以將阻止殘存在激光光源的激勵(lì)光射入的雙包層光纖中的激勵(lì)光射向 單模光纖的殘存激勵(lì)光處理部另外進(jìn)行設(shè)置。
在上述的激光光源裝置中，以上述殘存激勵(lì)光處理部基于殘存在上述雙包層光纖中的 激勵(lì)光和上述雙包層光纖的振蕩光的色差(chromatic aberration),吸收殘存在上述雙包層 光纖中的激勵(lì)光為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以去除殘存在雙包層光纖中的激勵(lì)光，向單模光纖只射出雙包層光纖 的振蕩光。
在上述的激光光源裝置中，以上述殘存激勵(lì)光處理部包括將從上述雙包層光纖射出的 激光結(jié)合到上述單模光纖的光學(xué)系統(tǒng)，上述光學(xué)系統(tǒng)在從上述雙包層光纖射出的激光的路徑上，配置使殘存在上述雙包層光纖中的激勵(lì)光反射、并使上述雙包層光纖的振蕩光透過 的反射部件為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以反射殘存在雙包層光纖中的激勵(lì)光，并只使雙包層光纖的振蕩光透 過。因此，可以只將雙包層光纖的振蕩光向單模光纖射出。
在上述的激光光源裝置中，以上述殘存激勵(lì)光處理部包括將從上述雙包層光纖射出的 激光結(jié)合到上述單模光纖的光學(xué)系統(tǒng)，上述光學(xué)系統(tǒng)在設(shè)置在從上述雙包層光纖射出的激 光的路徑上的透鏡上，設(shè)置使殘存在上述雙包層光纖中的激勵(lì)光反射、并使上述雙包層光 纖的振蕩光透過的反射部件為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以反射殘存在雙包層光纖中的激勵(lì)光，并只使雙包層光纖的振蕩光透 過。因此，可以只將雙包層光纖的振蕩光向單模光纖射出。而且，因?yàn)樵谕哥R上設(shè)置反射 部件，所以，可以使被反射的殘存激勵(lì)光和雙包層光纖的位置對準(zhǔn)較為容易。
在上述的激光光源裝置中，以上述殘存激勵(lì)光處理部包括將從上述雙包層光纖射出的 激光結(jié)合到上述單模光纖的光學(xué)系統(tǒng)，在上述雙包層光纖的上述光學(xué)系統(tǒng)一側(cè)的頂端，設(shè) 置使殘存在上述雙包層光纖中的激勵(lì)光反射、并使上述雙包層光纖的振蕩光透過的反射部 件為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以反射殘存在雙包層光纖中的激勵(lì)光，并只使雙包層光纖的振蕩光透 過。因此，可以只將雙包層光纖的振蕩光向單模光纖射出。而且，因?yàn)樵陔p包層光纖的頂 端具有反射部件，因此可以使被反射的殘存激勵(lì)光和雙包層光纖的位置對準(zhǔn)較為容易。
在上述的激光光源裝置中，以上述雙包層光纖中形成有使殘存在上述雙包層光纖中的 激勵(lì)光反射、并使上述雙包層光纖的振蕩光透過的光纖光柵為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以使殘存在雙包層光纖中的激勵(lì)光反射而不向空間一旦放出，從而能 夠抑制反射時(shí)的殘存激勵(lì)光的輸出的損失。
在上述的激光光源裝置中，以上述光纖光柵包括位于上述激光光源一側(cè)的寬帶域光纖 光柵和位于上述波長變換模塊一側(cè)的窄帶域光纖光柵，上述激光光源、上述線圈狀部及上 述殘存激勵(lì)光處理部被配置在容納上述激光光源裝置的框體內(nèi)部比上述窄帶域光纖光柵 更靠上的位置為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，因?yàn)榭梢允拐瓗в蚬饫w光柵遠(yuǎn)離作為熱源的激光光源、線圈狀部、殘存 激勵(lì)光處理部，所以，可以抑制因溫度變化導(dǎo)致的窄帶域光纖光柵的波長變化。
在上述的激光光源裝置中，以上述光纖光柵包括位于上述激光光源一側(cè)的寬帶域光纖 光柵和位于上述波長變換模塊一側(cè)的窄帶域光纖光柵，上述窄帶域光纖光柵被配置在容納上述激光光源裝置的框體外部為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，因?yàn)榭梢允拐瓗в蚬饫w光柵大幅度地遠(yuǎn)離作為熱源的激光光源、線圈狀 部、殘存激勵(lì)光處理部，所以，可以較大地抑制因溫度變化導(dǎo)致的窄帶域光纖光柵的波長 變化。
在上述的激光光源裝置中，以上述光纖光柵包括位于上述激光光源一側(cè)的寬帶域光纖 光柵和位于上述波長變換模塊一側(cè)的窄帶域光纖光柵，上述窄帶域光纖光柵被配置在容納 上述激光光源裝置的框體內(nèi)部，并且上述窄帶域光纖光柵具有補(bǔ)償上述窄帶域光纖光柵的 溫度的溫度補(bǔ)償部為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以高精度地進(jìn)行窄帶域光纖光柵的溫度管理，由此，能夠防止因溫度 變化導(dǎo)致的窄帶域光纖光柵的波長變化。.
在上述的激光光源裝置中，以上述波長變換模塊包含輸出上述雙包層光纖的振蕩光的 波長的1/2波長的光的第2高諧波產(chǎn)生模塊為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，從雙包層光纖的振蕩光還可以得到1/2波長的高諧波。
在上述的激光光源裝置中，以上述雙包層光纖的振蕩光的波長為1030 1070nm，上 述波長變換模塊的高諧波的波長為515nm 535nm為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，作為激光顯示器裝置等圖像顯示裝置的綠色光源，最好可以得到 515nm 535nm的波長的光。
在上述的激光光源裝置中，以上述激光光源的激勵(lì)光的輸出為20W 25W，上述雙包 層光纖的振蕩光的波長為1030 1070nm為宜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，作為激光顯示器裝置等圖像顯示裝置的綠色光源，最好可以得到 515nm 535nm的波長的光。
本發(fā)明的圖像顯示裝置包括上述任何的激光光源裝置和使用從上述激光光源裝置射 出的激光顯示圖像的顯示部。
上述的圖像顯示裝置可以實(shí)現(xiàn)較寬的色彩再現(xiàn)范圍。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
按照本發(fā)明，可以防止在光纖激光光源、特別是1070nm以下的直線偏振光的光纖激 光光源中成為問題的、因殘存激勵(lì)光所導(dǎo)致的光纖惡化，提高可靠性，由于不受激勵(lì)光輸 出的限制，因而能夠使振蕩光輸出增大。而且，通過使用此光纖激光光源和波長變換模塊 組合而成的光源，可以應(yīng)用到具有迄今為止以上的亮度-大小、并且具有較高的色彩再現(xiàn)性的激光顯示器裝置等中。
權(quán)利要求
1.一種激光光源裝置，其特征在于包括雙包層光纖，添加有作為激光活性物質(zhì)的稀土類；激光光源，向上述雙包層光纖射出激勵(lì)光，激勵(lì)上述雙包層光纖；一組光纖光柵，決定上述雙包層光纖的振蕩光的波長；單模光纖，傳輸上述雙包層光纖的振蕩光；波長變換模塊，將上述雙包層光纖的振蕩光轉(zhuǎn)換為高諧波，其中，殘存在上述激光光源的激勵(lì)光射入的雙包層光纖中的激勵(lì)光，被阻止射向上述單模光纖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光源裝置，其特征在于殘存在上述雙包層光纖中的激 勵(lì)光的光能被轉(zhuǎn)換為熱能。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光源裝置，其特征在于殘存在上述雙包層光纖中的激 勵(lì)光，不射向上述單模光纖而是被反射。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光源裝置，其特征在于上述激光光源的振蕩波長為900 950nm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光源裝置，其特征在于上述雙包層光纖為偏振波保持 光纖。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光光源裝置，其特征在于上述單模光纖包含去除了 涂覆并具有指定的曲率半徑的線圈狀部，其中，殘存在上述雙包層光纖中的激勵(lì)光，從上述線圈狀部發(fā)散。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光光源裝置，其特征在于上述線圈狀部是用由折射率為1.5以上的材料構(gòu)成的涂覆部件模制而成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光光源裝置，其特征在于上述涂覆部件由樹脂構(gòu)成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光源裝置，其特征在于還包括殘存激勵(lì)光處理部，被 配置在上述雙包層光纖和上述單模光纖之間，阻止殘存在上述激光光源的激勵(lì)光射入的雙 包層光纖中的激勵(lì)光射向上述單模光纖。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光光源裝置，其特征在于上述殘存激勵(lì)光處理部，基 于殘存在上述雙包層光纖中的激勵(lì)光和上述雙包層光纖的振蕩光的色差，吸收殘存在上述 雙包層光纖中的激勵(lì)光。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光光源裝置，其特征在于，上述殘存激勵(lì)光處理部包括 將從上述雙包層光纖射出的激光結(jié)合到上述單模光纖的光學(xué)系統(tǒng)，其中，上述光學(xué)系統(tǒng)，在從上述雙包層光纖射出的激光的路徑上，設(shè)置使殘存在上述雙包層 光纖中的激勵(lì)光反射、并使上述雙包層光纖的振蕩光透過的反射部件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光光源裝置，其特征在于，上述殘存激勵(lì)光處理部包括 將從上述雙包層光纖射出的激光結(jié)合到上述單模光纖的光學(xué)系統(tǒng)，其中，上述光學(xué)系統(tǒng)，在配置在從上述雙包層光纖射出的激光的路徑上的透鏡上，設(shè)置使殘 存在上述雙包層光纖中的激勵(lì)光反射、并使上述雙包層光纖的振蕩光透過的反射部件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光光源裝置，其特征在于，上述殘存激勵(lì)光處理部包括 將從上述雙包層光纖射出的激光結(jié)合到上述單模光纖的光學(xué)系統(tǒng)，其中，在上述雙包層光纖的上述光學(xué)系統(tǒng)一側(cè)的頂端，設(shè)置使殘存在上述雙包層光纖中的激 勵(lì)光反射、并使上述雙包層光纖的振蕩光透過的反射部件。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的激光光源裝置，其特征在于在上述雙包層光纖中，形 成有使殘存在上述雙包層光纖中的激勵(lì)光反射、并使上述雙包層光纖的振蕩光透過的光纖
15. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光光源裝置，其特征在于，上述光纖光柵包括位于上述激光光源一側(cè)的寬帶域光纖光柵和位于上述波長變換模塊一側(cè)的窄帶域光纖光柵，其 中，上述激光光源及上述線圈狀部的至少其中之一，被配置在容納上述激光光源裝置的框 體內(nèi)部比上述窄帶域光纖光柵更靠上的位置。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光光源裝置，其特征在于，上述光纖光柵包括位于上 述激光光源一側(cè)的寬帶域光纖光柵和位于上述波長變換模塊一側(cè)的窄帶域光纖光柵，其 中，上述激光光源及上述殘存激勵(lì)光處理部的至少其中之一，被配置在容納上述激光光源 裝置的框體內(nèi)部比上述窄帶域光纖光柵更靠上的位置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光源裝置，其特征在于，上述光纖光柵包括位于上 述激光光源一側(cè)的寬帶域光纖光柵和位于上述波長變換模塊一側(cè)的窄帶域光纖光柵，其 中，上述窄帶域光纖光柵被配置在容納上述激光光源裝置的框體外部。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的激光光源裝置，其特征在于，上述光纖光柵 包括位于上述激光光源一側(cè)的寬帶域光纖光柵和位于上述波長變換模塊 一側(cè)的窄帶域光 纖光柵，其中，上述窄帶域光纖光柵被配置在容納上述激光光源裝置的框體內(nèi)部，并且上述窄帶域光 纖光柵具有補(bǔ)償上述窄帶域光纖光柵的溫度的溫度補(bǔ)償部。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的激光光源裝置，其特征在于上述波長變換 模塊包含輸出上述雙包層光纖的振蕩光的波長的1/2波長的光的第2高諧波產(chǎn)生模塊。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的激光光源裝置，其特征在于上述雙包層光纖的振蕩光的波長為1030 1070nm，上述波長變換模塊的高諧波的波長為515nm 535nm。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的激光光源裝置，其特征在于上述激光光源的激勵(lì)光的輸出為20W 25W，上述雙包層光纖的振蕩光的波長為1030 1070nm。
22. —種圖像顯示裝置，其特征在于包括 如權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)所述的激光光源裝置； 用從上述激光光源裝置射出的激光顯示圖像的顯示部。
全文摘要
在添加稀土類的雙包層光纖和一般的單模光纖的連接部分的具有涂覆的部分，泵浦光漏出，由于其能量導(dǎo)致光纖部分發(fā)熱而出現(xiàn)惡化的問題存在。為此，通過阻止殘存在雙包層光纖中的激勵(lì)光射向單模光纖，可以防止因殘存激勵(lì)光而導(dǎo)致的光纖惡化，使可靠性提高。而且，由于不受激勵(lì)光輸出的限制，因而可以使振蕩光輸出增大。并且，通過使用此光纖激光光源和波長變換模塊組合而成的光源，可以實(shí)現(xiàn)具有較高的色彩再現(xiàn)性的激光顯示器裝置。
文檔編號H01S3/06GK101322289SQ20068004526
公開日2008年12月10日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月5日
發(fā)明者古屋博之, 山本和久, 水內(nèi)公典 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社