專利名稱：激光光源和顯示器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光光源和顯示器裝置，特別涉及穩(wěn)定高輸出地動(dòng)作 的微芯片激光光源和使用它的顯示器裝置。
背景技術(shù)：
使用了固體激光器的微芯片激光器能夠使得光源小型化。微芯片 激光器是指用半導(dǎo)體激光器激勵(lì)的固體激光器，使其共振器長(zhǎng)度縮短為數(shù)mm左右。 一般如果使固體激光器的共振器縮短，則如非專利文 獻(xiàn)1那樣，能夠謀求輸出穩(wěn)定性。進(jìn)而，有組合微芯片激光器和波長(zhǎng) 變換元件而產(chǎn)生綠色光的技術(shù)(非專利文獻(xiàn)2)。另外，為了如專利 文獻(xiàn)1所示那樣進(jìn)行高輸出化，也可以組合半導(dǎo)體激光器陣列、固體 激光器和非線性結(jié)晶而產(chǎn)生高輸出的綠色光。另外，在專利文獻(xiàn)2中，還表示了通過(guò)將固體激光器排列為2維 陣列狀的結(jié)構(gòu)謀求高輸出化的方法。專利文獻(xiàn)l:特開(kāi)2004- 111542專利文獻(xiàn)2:特開(kāi)平9- 246648非專利文獻(xiàn)1: Journal of Optical Society of America B Vol. 11 ， pp436~445， 1994非專利文獻(xiàn)2: Optics Communications 105 ( 1994 ) pl83 — 87但是，在現(xiàn)有的組合了半導(dǎo)體激光器激勵(lì)的固體激光器和波長(zhǎng)變 換元件的結(jié)構(gòu)中，無(wú)法得到充分的輸出穩(wěn)定性。特別在外部的溫度發(fā) 生了變化的情況下，有由于固體激光器共振器內(nèi)的橫模的不穩(wěn)定性而 產(chǎn)生輸出變動(dòng)的問(wèn)題。另外，在波長(zhǎng)變換元件中，由于溫度上升而相 位匹配波長(zhǎng)發(fā)生變化，因此也有產(chǎn)生因熱造成的輸出不穩(wěn)定現(xiàn)象的問(wèn) 題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就在于解決上述現(xiàn)有的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種以穩(wěn) 定的橫模進(jìn)行激光振蕩的高輸出的激光光源。進(jìn)而，本發(fā)明的目的還在于作為激光顯示器用的激光光源，實(shí) 現(xiàn)一種穩(wěn)定的橫模和高輸出特性優(yōu)越的激光光源。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的激光光源的特征在于具備多個(gè)半 導(dǎo)體激光器；固體激光媒介；波長(zhǎng)變換元件；形成在上述固體激光媒 介的一個(gè)面上的第一反射層；形成在上述波長(zhǎng)變換元件的一個(gè)面上的 第二反射層，其中在上述第 一和第二反射層之間配置上述固體激光媒 介和上述波長(zhǎng)變換元件，上述第一反射層和第二反射層的兩個(gè)反射端 面構(gòu)成大致平行的激光共振器，由上述多個(gè)半導(dǎo)體激光器激勵(lì)上述固 體激光媒介的多個(gè)激勵(lì)部分，上述多個(gè)激勵(lì)部分相互離開(kāi)300nm以上。由此，能夠緩和相鄰的激勵(lì)部分之間的熱影響，能夠以穩(wěn)定的橫 模進(jìn)行激光振蕩。另外，本發(fā)明的激光光源的特征在于具備3個(gè)以上的半導(dǎo)體激 光器；固體激光媒介；波長(zhǎng)變換元件；形成在上述固體激光媒介的一 個(gè)面上的第一反射層；形成在上述波長(zhǎng)變換元件的一個(gè)面上的第二反 射層，其中在上述第一和第二反射層之間配置上述固體激光媒介和上 述波長(zhǎng)變換元件，上述第一反射層和第二反射層的兩個(gè)反射端面構(gòu)成 大致平行的激光共振器，由上述3個(gè)以上的半導(dǎo)體激光器激勵(lì)上述固 體激光媒介的3個(gè)以上激勵(lì)部分，上述3個(gè)以上的激勵(lì)部分被配置為 不位于同一直線上。由此，能夠緩和相鄰的激勵(lì)部分之間的熱影響，能夠以穩(wěn)定的橫 模進(jìn)行激光振蕩。另外，本發(fā)明激光光源的特征在于具備多個(gè)半導(dǎo)體激光器；固 體激光媒介；波長(zhǎng)變換元件；形成在上述固體激光媒介的一個(gè)面上的 第一反射層；形成在上述波長(zhǎng)變換元件的一個(gè)面上的第二反射層，其 中在上述第 一和第二反射層之間配置上述固體激光媒介和上述波長(zhǎng)變換元件，上述第一反射層和笫二反射層的兩個(gè)反射端面構(gòu)成大致平行 的激光共振器，由上述多個(gè)半導(dǎo)體激光器激勵(lì)上述固體激光媒介的多 個(gè)激勵(lì)部分，通過(guò)熱分離機(jī)構(gòu)將上述多個(gè)激勵(lì)部分相互分離。由此，能夠緩和相鄰的激勵(lì)部分之間的熱影響，能夠以穩(wěn)定的橫 模進(jìn)行激光振蕩。另外，在上述激光光源中，理想的是上述波長(zhǎng)變換元件由多個(gè)非 線性光學(xué)結(jié)晶構(gòu)成。在該情況下，通過(guò)將各非線性光學(xué)結(jié)晶設(shè)置為組 成等多少有些不同的結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生波長(zhǎng)不同的多個(gè)激光，能夠謀求 降低斑點(diǎn)噪聲。另外，在上述激光光源中，理想的是上述波長(zhǎng)變換元件由一個(gè)非 線性光學(xué)結(jié)晶構(gòu)成。在該情況下，能夠使波長(zhǎng)變換元件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。另外，在上述激光光源中，理想的是上述固體激光媒介由多個(gè)固 體激光器結(jié)晶構(gòu)成。在該情況下，通過(guò)將各固體激光器結(jié)晶設(shè)置為組 成等多少有些不同的結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生波長(zhǎng)不同的多個(gè)激光，能夠謀求 降低斑點(diǎn)噪聲。另外，在上述激光光源中，理想的是上述多個(gè)固體激光器結(jié)晶具 有其組成或材質(zhì)的至少一個(gè)不同的結(jié)構(gòu)。另外，在上述激光光源中，理想的是上述激勵(lì)部分有3個(gè)以上， 各相鄰的激勵(lì)部分的間隔相互不同。在該情況下，可以使各激勵(lì)部分 的溫度不同。由此，在溫度不同的激勵(lì)部分中產(chǎn)生波長(zhǎng)不同的激光， 能夠謀求降低斑點(diǎn)噪聲。另外，在上迷激光光源中，理想的是還具備散熱裝置，在上述散 熱裝置的表面形成臺(tái)階高差，上述至少若干個(gè)半導(dǎo)體激光器被安裝在 上述散熱裝置上使得由于上述散熱裝置上的臺(tái)階高差而位于不同的高 度上。在該情況下，能夠不改變固體激光媒介的大小就加大固體激光 媒介的相鄰的激勵(lì)部分之間的距離。另外，在上述激光光源中，理想的是上述半導(dǎo)體激光器和上述固 體激光媒介分別具備散熱裝置。在該情況下，由于能夠?qū)⒃诠腆w激光 器、半導(dǎo)體激光器中產(chǎn)生的熱充分放熱到外部，所以能夠使激光光源另外，在上述激光光源中，理想的是上述半導(dǎo)體激光器和上述固 體激光媒介其雙方的散熱裝置分離。在該情況下，能夠降低半導(dǎo)體激 光器和上述固體激光媒介之間的熱影響，能夠進(jìn)一步提高放熱效果。另外，在上述激光光源中，理想的是上述激光共振器具備配置在 上述固體激光媒介的多個(gè)激勵(lì)部分之間的散熱部件。在該情況下，能 夠降低固體激光媒介的激勵(lì)部分之間的熱影響，能夠進(jìn)一 步提高激勵(lì) 部分的放熱效果。另外，在上述激光光源中，理想的是上迷激光共振器具有配置在 上述固體激光媒介和上述波長(zhǎng)變換元件之間的熱分離層。在該情況下， 能夠降低固體激光媒介和上述波長(zhǎng)變換元件之間的熱影響，能夠進(jìn)一 步提高放熱效果。另外，在上述激光光源中，理想的是上述固體激光媒介由陶資材 料構(gòu)成，上述固體激光媒介的多個(gè)激勵(lì)部分的至少一個(gè)的材質(zhì)或組成 的至少一方與其他激勵(lì)部分不同，從上述至少一個(gè)激勵(lì)部分產(chǎn)生波長(zhǎng) 與其他激勵(lì)部分不同的激光。在該情況下，在組成等不同的激勵(lì)部分 中產(chǎn)生波長(zhǎng)不同的激光，能夠謀求降低斑點(diǎn)噪聲。另外，在上述激光光源中，理想的是上述固體激光媒介的多個(gè)激 勵(lì)部分在振蕩狀態(tài)下分別具有不同的溫度，由于上述溫度差，而振蕩 產(chǎn)生具有相互不同的振蕩波長(zhǎng)或振蕩頻譜的激光。在該情況下，在溫 度不同的激勵(lì)部分中，產(chǎn)生波長(zhǎng)不同的激光，能夠謀求降低斑點(diǎn)噪聲。另外，在上述激光光源中，理想的是還具備光反饋元件，通過(guò)上 述光源反饋元件，使上述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長(zhǎng)固定。在該情況下， 即使外部溫度變化，振蕩波長(zhǎng)也不變動(dòng)，因此能夠穩(wěn)定地進(jìn)行固體激 光媒介的激勵(lì)，能夠大幅抑制因外部溫度的變動(dòng)造成的輸出變動(dòng)。另外，在上述激光光源中，理想的是上迷光反饋元件是體積衍射光柵(grating)或波長(zhǎng)選擇濾波器。另外，在上述激光光源中，理想的是還具備光纖陣列，來(lái)自上述 多個(gè)半導(dǎo)體激光器的光經(jīng)由上述光纖陣列被導(dǎo)入到上迷固體激光媒介，而激勵(lì)該固體激光媒介。在該情況下，能夠增大激勵(lì)用半導(dǎo)體激 光器的配置自由度。另外，在上述激光光源中，理想的是上述固體激光媒介和上述波 長(zhǎng)變換元件的至少一方相對(duì)于來(lái)自上述激勵(lì)光源的激勵(lì)光的光軸具有 傾斜的端面。在該情況下，通過(guò)提高偏振光分離特性而能夠提高輸出 穩(wěn)定性。另外，在上述激光光源中，理想的是上述固體激光媒介和上述波 長(zhǎng)變換元件的至少一方所具有的傾斜了的端面與上述激勵(lì)光的光軸所 成的角度為與上述固體激光媒介的振蕩波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的布儒斯特(Brewster)角。在該情況下，通過(guò)提高偏振光分離特性，能夠提高 輸出的穩(wěn)定性。另外，在上述激光光源中，理想的是上述波長(zhǎng)變換元件是非線性 光學(xué)結(jié)晶，上述非線性光學(xué)結(jié)晶是包含具有周期性的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的 Mg、 Zn、 In、 Sc的任意一個(gè)的LiNb03，并且上述非線性光學(xué)結(jié)晶的 厚度是lmm以下。在該情況下，能夠縮短共振器長(zhǎng)度，而進(jìn)行穩(wěn)定 的激光振蕩。另外，在上述激光光源中，理想的是形成在上述非線性光學(xué)結(jié)晶 上的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的周期在上述非線性光學(xué)結(jié)晶內(nèi)具有分布。在該情 況下，通過(guò)分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的周期的分布，能夠抑制由于波長(zhǎng)變換元件 內(nèi)的溫度分布而相位匹配條件部分地不同的情況。另外，在上述激光光源中，理想的是上述固體激光媒介是固體激 光器結(jié)晶，上述固體激光器結(jié)晶的任意一個(gè)的相對(duì)的側(cè)面是非平行的。 在該情況下，能夠抑制固體激光媒介的兩個(gè)側(cè)面之間的異常激光振蕩。另外，在上述激光光源中，理想的是上述固體激光媒介是固體激 光器結(jié)晶，在上迷固體激光器結(jié)晶的端面上形成為溝位于上述相鄰的 激勵(lì)部分之間。在該情況下，能夠抑制固體激光媒介的激勵(lì)部分的排 列方向上的異常激光振蕩。另外，在上述激光光源中，理想的是形成在上述固體激光器結(jié)晶 的端面上的溝和該固體激光器結(jié)晶的與激勵(lì)光的光軸平行的側(cè)面是非平行的。在該情況下，能夠進(jìn)一步抑制固體激光媒介的兩個(gè)側(cè)面之間 的異常激光振蕩。另外，在上迷激光光源中，理想的是在上述固體激光器結(jié)晶的端 面上傾斜地配置上述半導(dǎo)體激光器，使得來(lái)自上述半導(dǎo)體激光器的光 傾斜入射。在該情況下，能夠抑制在固體激光媒介的光入射端面上反 射的光返回到半導(dǎo)體激光器的活性層的情況，能夠謀求半導(dǎo)體激光器 的輸出的穩(wěn)定化和長(zhǎng)壽命化。本發(fā)明的激光光源的特征在于具備激勵(lì)光源、固體激光媒介、波 長(zhǎng)變換元件，上述固體激光媒介通過(guò)上述激勵(lì)光源被激勵(lì)，由此產(chǎn)生 多個(gè)激光，上述波長(zhǎng)變換元件具備多個(gè)波長(zhǎng)變換部件，上述多個(gè)激光 在上述波長(zhǎng)變換元件的不同的波長(zhǎng)變換部件中被變換為短波長(zhǎng)光，上述波長(zhǎng)變換部件相互離開(kāi)100nm以上。由此，能夠緩和波長(zhǎng)變換元件的相鄰的波長(zhǎng)變換部件之間的熱影 響，而穩(wěn)定地進(jìn)行波長(zhǎng)變換。另外，在上述激光光源中，理想的是上述固體激光媒介是光纖激 光器。在該情況下，激勵(lì)光源的配置的自由度大，還能夠配置得使激 勵(lì)光源從固體激光媒介充分離開(kāi)。另外，在上述激光光源中，理想的是來(lái)自上述光纖激光器的激光 被分割為多個(gè)激光光束。在該情況下，能夠通過(guò)一個(gè)激勵(lì)光源在固體 激光媒介中產(chǎn)生多個(gè)激勵(lì)部分。另外，在上述激光光源中，理想的是上述固體激光媒介由多個(gè)光 纖激光器構(gòu)成。在該情況下，通過(guò)使用特性不同的光纖激光器，能夠 簡(jiǎn)單地改變?cè)诟骷?lì)部分中產(chǎn)生的激光的振蕩波長(zhǎng)、波長(zhǎng)頻譜。另外，在上述激光光源中，理想的是來(lái)自上述多個(gè)光纖激光器的 激光中的至少 一個(gè)具有不同的振蕩波長(zhǎng)或不同的波長(zhǎng)頻譜。在該情況 下，能夠降低斑點(diǎn)噪聲。另外，在上述激光光源中，理想的是上述波長(zhǎng)變換元件由具有周 期性的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的非線性光學(xué)結(jié)晶構(gòu)成。在該情況下，通過(guò)使分 極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的周期具有分布，能夠抑制由于波長(zhǎng)變換元件內(nèi)的溫度分布而相位匹配條件部分地不同的情況。另外，在上述激光光源中，理想的是上述波長(zhǎng)變換元件由多個(gè)非 線性光學(xué)結(jié)晶構(gòu)成。在該情況下，通過(guò)將各非線性光學(xué)結(jié)晶設(shè)置為組成等有若干不同的結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生波長(zhǎng)不同的多個(gè)激光，能夠謀求降 低斑點(diǎn)噪聲。另外，在上述激光光源中，理想的是上述波長(zhǎng)變換元件由一個(gè)非 線性光學(xué)結(jié)晶構(gòu)成。在該情況下，能夠使波長(zhǎng)變換元件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 另外，在上述激光光源中，上述波長(zhǎng)變換元件是非線性光學(xué)結(jié)晶，上述非線性光學(xué)結(jié)晶是具有周期性的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的包含Mg、 Zn、 In、Sc的任意一個(gè)的LiNb03，并且上述非線性光學(xué)結(jié)晶的厚度是lmm 以下。在該情況下，能夠縮短共振器長(zhǎng)度，而進(jìn)行穩(wěn)定的激光振蕩。另外，在上述激光光源中，理想的是形成在上述非線性光學(xué)結(jié)晶 上的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的周期在上述非線性光學(xué)結(jié)晶內(nèi)具有分布。在該情 況下，通過(guò)分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的周期的分布，能夠抑制由于波長(zhǎng)變換元件 內(nèi)的溫度分布而相位匹配條件部分地不同的情況。另外，本發(fā)明的顯示器裝置的特征在于具備上迷激光光源；校 準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)；均勻化光學(xué)系統(tǒng)；2維圖像變換設(shè)備，其中來(lái)自上述激 光光源的多個(gè)激光光束通過(guò)上述均勻化光學(xué)系統(tǒng)使面內(nèi)強(qiáng)度分布均勻 化，通過(guò)上述2維圖像變換設(shè)備變換為圖像。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)可以降低斑點(diǎn)噪聲的高畫(huà)質(zhì)的顯示器裝置。另外，在上述顯示器裝置中，理想的是上述均勻化光學(xué)系統(tǒng)由棒 狀棱鏡構(gòu)成。另外，在上述顯示器裝置中，理想的是還具備光學(xué)元件，通過(guò)上 述光學(xué)元件調(diào)制入射到上述棒狀棱鏡的激光的偏轉(zhuǎn)、相位、偏振光的 至少一個(gè)。在該情況下，通過(guò)調(diào)制激光的偏轉(zhuǎn)等能夠降低斑點(diǎn)噪聲。根據(jù)本發(fā)明的激光光源，通過(guò)用多個(gè)半導(dǎo)體激光器激勵(lì)固體激光 器，能夠使固體激光器中的激勵(lì)部分分散為多個(gè)，并且通過(guò)將多個(gè)激 勵(lì)部分相互分離規(guī)定距離以上地進(jìn)行配置、或配置為不位于一個(gè)直線 上，能夠控制在固體激光器中產(chǎn)生的熱透鏡效果的影響，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高輸出妁多光束。另外，根據(jù)本發(fā)明的激光光源，通過(guò)由熱分離機(jī)構(gòu)使固體激光器 中的多個(gè)激勵(lì)部分相互分離而抑制該多個(gè)激勵(lì)部分中的激光振蕩的相 互作用，能夠保持各激勵(lì)部分中的穩(wěn)定的光束輸出，由此實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定 的光源。另外，根據(jù)本發(fā)明的激光光源，在多個(gè)波長(zhǎng)變換部件中對(duì)激光進(jìn) 行波長(zhǎng)變換，使該多個(gè)波長(zhǎng)變換部件相互離開(kāi)規(guī)定距離，由此能夠產(chǎn) 生高輸出的短波長(zhǎng)光。進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，為了使輸出穩(wěn)定而進(jìn)行固體激光共振器構(gòu)造 的最優(yōu)設(shè)計(jì)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)可以進(jìn)一 步將縱模抑制得小而使其穩(wěn)定化 的共振器構(gòu)造。進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，能夠得到可以相對(duì)于外部的溫度變動(dòng)而穩(wěn)定 地保持固體激光器的振蕩的激光光源。進(jìn)而，通過(guò)將本發(fā)明的激光光源用于顯示器裝置中，能夠得到以 下的效果，即能夠在謀求輸出穩(wěn)定化的同時(shí)謀求降低斑點(diǎn)噪聲，能夠 實(shí)現(xiàn)高畫(huà)質(zhì)的顯示器。


圖l是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例1的激光光源的圖，圖(a)是其上面 圖，圖(b)是^f吏用了該激光光源的顯示器裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例2的激光光源的圖，圖(a)是其表面 圖，圖(b)是其側(cè)面圖，圖(c)是說(shuō)明該激光光源的固體激光器的 溫度分布的圖。圖3是用于說(shuō)明上述實(shí)施例2的圖，是表示共振器長(zhǎng)度與激光輸 出的輸出變動(dòng)的關(guān)系的特性因素圖(圖(a))、以及表示各種非線性 材料的結(jié)晶長(zhǎng)度與效率的關(guān)系的特性因素圖(圖(b))。圖4是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例2的激光光源的其他例子的圖，圖(a) 是其上面圖，圖(b)、圖(c)是側(cè)面圖。圖5是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例3的激光光源的圖，圖(a)是其表面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖6是"i兌明本發(fā)明的實(shí)施例3的激光光源的其他例子的圖，圖(a ) 是其表面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖7是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例3的激光光源的其他例子的圖，圖(a) 是其表面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施例6的激光光源的表面圖，圖(a)是其 表面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖9是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例10的激光光源的圖，圖(a)是其表 面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖IO是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例11的激光光源的圖，圖(a)是其表 面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖ll是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例11的激光光源的其他例子的圖，圖 (a)是其表面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖12是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例2的激光光源的激光器結(jié)晶的例子 (圖(a)、圖(b)、圖(c))的圖。圖13是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例5的激光光源的圖，圖(a)是其表 面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的激光光源的激光器結(jié)晶的一個(gè)結(jié) 構(gòu)例子(圖(a))和其他結(jié)構(gòu)例子的(圖(b))的圖。圖15是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例4的激光光源的圖，圖(a)是其表 面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖16是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例12的激光光源的圖，圖(a)是其全 體圖，圖(b)是其部分放大圖。圖17是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例12的激光光源的其他例子的部分放 大圖。圖18是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例7的激光光源的圖，圖(a)是其表 面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖19是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例8的激光光源的圖，圖U)是其表 面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖20是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例9的激光光源的圖，圖(a)是其表 面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖21是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例10的激光光源的其他例子的圖，圖 (a)是其表面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖22是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例10的激光光源的其他例子的圖，圖 (a)是其表面圖，圖(b)是其側(cè)面圖。圖23是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例13的顯示器裝置的結(jié)構(gòu)圖。符號(hào)說(shuō)明1:散熱裝置；2:半導(dǎo)體激光器；3:非線性光學(xué)材料；4:固體 激光器；5:反射表層；6:反射表層；7、 74、 75:散熱裝置；8:激 勵(lì)部分；10:體積衍射光柵；11:激光；12:熱分離層；101:棒狀棱 鏡；102: SLM; 103a~103c、 103g、 103i~103k、 103m、 103n、 103p ~ 103v:激光光源；104:光學(xué)元件；105:透鏡；111:半導(dǎo)體激光器； 112:半導(dǎo)體激光器；113:激勵(lì)部分；121、 122、 123、 124:側(cè)面； 125:激勵(lì)部分；126:激光振蕩；127:溝；131、 132:微透鏡陣列； 133:波長(zhǎng)濾波器；141、 142、 143:激勵(lì)部分；144:激光器結(jié)晶A; 145:激光器結(jié)晶B; 146:激光器結(jié)晶C; 151;核；152:半導(dǎo)體激 光器；153:光纖；154:光纖陣列；161;光纖；164、 165:發(fā)射表層； 166:變換部件；167:泵浦光源；168:光纖激光器；171:光纖；172、 173:無(wú)反射表層；181、 182:非線性材料；201:非線性材料；202: 固體激光器；211:體積衍射光柵；212:熱分離層；213:散熱裝置； 221:透明散熱裝置；2000:顯示器裝置；2001:綠色光源；2002:青 色光源；2003:紅色光源；2004: 二色鏡(dichroic mirror) ; 2005: 掃描反射鏡；2006:擴(kuò)散板；2007:向場(chǎng)透鏡(field lens) ; 2008: SLM; 2009:投射透鏡具體實(shí)施方式
以下，參考附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。 (實(shí)施例1)圖l是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例1的激光光源的圖，圖1 (a)是其上 面圖，圖1 (b)是使用了該激光光源的顯示器裝置的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例1的激光光源103a具備多個(gè)半導(dǎo)體激光器芯片(以下也 稱為半導(dǎo)體激光器)2、固體激光器4、作為波長(zhǎng)變換元件的非線性材 料3,上述固體激光器4通過(guò)上述半導(dǎo)體激光器被激勵(lì)，從而產(chǎn)生多 個(gè)激光，上述非線性材料具備多個(gè)波長(zhǎng)變換部件，上述多個(gè)激光在上 述非線性材料的不同的波長(zhǎng)變換部件中被變換為短波長(zhǎng)光，上述波長(zhǎng) 變換部件相互分離lOOjim以上。如圖1 (a)所示那樣，在本實(shí)施例1的激光光源103a中，用焊 錫將多個(gè)半導(dǎo)體激光器2固定在散熱裝置1上。該多個(gè)半導(dǎo)體激光器 2隔開(kāi)一定間隔被配置，分別具有808nm附近的振蕩波長(zhǎng)。接著，說(shuō)明動(dòng)作以及作用效果。從各半導(dǎo)體激光器2發(fā)出的光激勵(lì)固體激光器4。這時(shí)，在固體 激光器4中被來(lái)自各半導(dǎo)體激光器2的光激勵(lì)的多個(gè)激勵(lì)部分8相互 離開(kāi)100nm以上。固體激光器4產(chǎn)生1.06nm附近的光，配置在該固 體激光器4的光出射側(cè)的非線性材料3將在固體激光器4中產(chǎn)生的光 變換為波長(zhǎng)0.53jLim的激光11。在此，上述非線性材料3是非線性光 學(xué)結(jié)晶，構(gòu)成波長(zhǎng)變換元件。在該波長(zhǎng)變換元件中，激光在不同的波 長(zhǎng)變換部件中被變換為短波長(zhǎng)光，上述波長(zhǎng)變換部件相互離開(kāi)100nm 以上。另外，上述固體激光器4和非線性材料3被反射表層5、 6夾著 而構(gòu)成共振器構(gòu)造，在半導(dǎo)體激光器中被激勵(lì)的固體激光器引起共振 器內(nèi)的激光振蕩。由非線性材料3對(duì)振蕩的激光進(jìn)行波長(zhǎng)變換而成為 高次諧波，由此能夠作為波長(zhǎng)0.53nm的激光11而產(chǎn)生綠色光。圖1 (b)表示使用了該激光光源的顯示器。在圖中，從激光光源 103a輸出的光在通過(guò)了光學(xué)元件104后，入射到棒狀棱鏡IOI。入射 到該棒狀棱鏡101的光在棒狀棱鏡內(nèi)將其強(qiáng)度分布整形為矩形后，在 作為2維圖像變換開(kāi)關(guān)的SLM102中進(jìn)行圖像變換，由透鏡105進(jìn)行 投射。本發(fā)明的激光光源對(duì)顯示器裝置有效是因?yàn)橐韵碌?點(diǎn)優(yōu)越性。一個(gè)是高輸出、高穩(wěn)定的特性，另一個(gè)在于斑點(diǎn)噪聲少。 高輸出、高穩(wěn)定的特性在以下的激光光源的特征中進(jìn)行說(shuō)明，因此在此詳細(xì)說(shuō)明斑點(diǎn)噪聲的降低。斑點(diǎn)噪聲是指產(chǎn)生激光那樣的干擾性高的光的干擾圖案的現(xiàn)象，在將激光適用于顯示器等的情況下，成為畫(huà)質(zhì)惡化的原因。為了減少該問(wèn)題，在本發(fā)明的顯示器的結(jié)構(gòu)中，使用了光學(xué)元件104。光學(xué)元 件是由折射率可變的微觀形狀構(gòu)成的元件，由于將液晶封閉在具有規(guī) 定的平面圖案的構(gòu)造內(nèi)，所以通過(guò)施加交流而使折射率隨著時(shí)間變化， 使通過(guò)該光學(xué)元件104的光的偏轉(zhuǎn)、相位變化。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，能夠降 低激光的斑點(diǎn)噪聲。此處的斑點(diǎn)噪聲的降低是在使干擾圖案隨著時(shí)間 變化的方式下，通過(guò)使多個(gè)干擾圖案高速變化而使多個(gè)圖案平均化， 從而對(duì)于人眼識(shí)別為平滑的圖像的方法。在該方法中，本發(fā)明的激光 光源是有效的。該激光光源是多光束構(gòu)造，多個(gè)光束即輸出激光相互 離開(kāi)規(guī)定的距離，因此激光以不同的角度入射到棒狀棱鏡101。如果 來(lái)自多個(gè)激光光源的光以不同的角度入射到棱鏡，則屏幕上的光的干 擾圖案變得復(fù)雜，因此斑點(diǎn)被多重化而提高了抑制效果。另外，使以不同的頻率發(fā)出多個(gè)激光的方法也對(duì)干擾圖案的變化 有效。該情況下的頻率必須比切換圖像的頻率充分快，可以對(duì)來(lái)自的 激勵(lì)用的半導(dǎo)體激光器2的激光進(jìn)行調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)而，固體激光器的2個(gè)反射表層5和6設(shè)計(jì)為一個(gè)反射表層6 對(duì)綠色光進(jìn)行全反射，另一個(gè)反射表層5使綠色光透過(guò)。由此，激光 11成為從非線性光學(xué)結(jié)晶3直接發(fā)出到外部的光與在反射表層6反射 了一次的光的和。因此，激光光束分別由2個(gè)光束構(gòu)成，它們?cè)诎魻?棱鏡內(nèi)對(duì)強(qiáng)度分布進(jìn)行整形，從而構(gòu)成更復(fù)雜的干擾圖案，能夠有效 地降低斑點(diǎn)噪聲。進(jìn)而，波長(zhǎng)變換元件的波長(zhǎng)變換部件的距離對(duì)于高輸出化是重要 的。在通過(guò)周期性的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造能夠進(jìn)行高效波長(zhǎng)變換的摻雜了 MgO的LiNb03、 LiTa03、 KTP或它們的化學(xué)計(jì)量方面的材料系中， 基于高非線性而能夠進(jìn)行高效的波長(zhǎng)變換。但是，在通過(guò)輸出產(chǎn)生超過(guò)1W的第2高次諧波生成而產(chǎn)生可視光的情況下，可以看到輸出不 穩(wěn)定的現(xiàn)象。其原因是如果由于基于所產(chǎn)生的可視光和基波而產(chǎn)生笫 3高次諧波，而產(chǎn)生波長(zhǎng)400nm以下的紫外光，則可視光的吸收增大。 即，是由于所產(chǎn)生的可視的高次諧波的吸收而產(chǎn)生熱，變換效率隨著 時(shí)間部分地變化，從而輸出變得不穩(wěn)定的現(xiàn)象。為了防止該現(xiàn)象，將 波長(zhǎng)變換元件的變換部分分離為多個(gè)，限制變換部分中的可視光的產(chǎn) 生輸出，同時(shí)保持相鄰的波長(zhǎng)變換部分的距離，由此抑制在變換部分 中產(chǎn)生的熱，這是很重要的。首先，作為變換部分中的可視光的產(chǎn)生，需要抑制為數(shù)W以下。 可以判斷出如果包括可靠性地考慮，則通過(guò)抑制為1 2W左右，能夠 抑制輸出的不穩(wěn)定性、變換效率的經(jīng)年變化。另一方面，通過(guò)試驗(yàn)已 知為了抑制熱的影響，理想的是使波長(zhǎng)變換部分的間隔離開(kāi)100nm以 上。在試驗(yàn)中，使用MgO: LiNb03結(jié)晶，在2個(gè)波長(zhǎng)變換部分中產(chǎn) 生波長(zhǎng)530nm附近的綠色光的情況下，如果變換部分的距離為50nm 以下，則穩(wěn)定的最大輸出合計(jì)只能得到2W以下。這可以認(rèn)為是因?yàn)?變換部分中的發(fā)熱相互影響，從而輸出變得不穩(wěn)定的緣故。如果使變 換部分的距離為100nm以上，則即使最大輸出合計(jì)為3W以上，也能 夠得到穩(wěn)定的輸出。另外，即使進(jìn)行數(shù)百小時(shí)的耐性試驗(yàn)，變換效率、 輸出也沒(méi)有變化。根據(jù)其結(jié)果可知，變換部分的間隔理想的是100nm 以上。進(jìn)而，如果使用多個(gè)結(jié)晶對(duì)基波進(jìn)行波長(zhǎng)變換，則沒(méi)有相互的熱 影響，是有效的。在該情況下，也可以將一個(gè)結(jié)晶中的可視光產(chǎn)生的 強(qiáng)度只抑制為數(shù)W以下。進(jìn)而，使用了由多個(gè)激光光束構(gòu)成的本發(fā)明的激光光源的顯示器 裝置能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性。通過(guò)準(zhǔn)備多個(gè)泵浦用的半導(dǎo)體激光器和固體 激光器部分，例如在一部分激光器惡化的情況下，能夠通過(guò)其他的激 光器補(bǔ)充其輸出。因此，對(duì)于顯示器的長(zhǎng)壽命化、可靠性提高是有效 的。進(jìn)而，作為激光光源，通過(guò)使得對(duì)能夠由一個(gè)光源輸出的最大值 具有富余，能夠提高全體的壽命。進(jìn)而，在任意一個(gè)激光器惡化的情況下，通過(guò)提高其他激光器輸出，能夠確保亮度。另外，準(zhǔn)備預(yù)備的 激光器，在一部分激光器惡化了的情況下，還能夠補(bǔ)充全體的輸出。 通過(guò)這樣成為多光束構(gòu)造，能夠大幅度提高顯示器用光源的可靠性。這樣，在本實(shí)施例1的激光光源103a中，具備多個(gè)半導(dǎo)體激光器 2、固體激光器4、構(gòu)成波長(zhǎng)變換元件的非線性材料3、形成在上述固 體激光器的一個(gè)面上的反射表層5、形成在上述非線性材料3的一個(gè) 面上的反射表層6，上述多個(gè)激光在上述波長(zhǎng)變換元件的不同的波長(zhǎng) 變換部分中被變換為短波長(zhǎng)光，上述波長(zhǎng)變換部分相互離開(kāi)10(Him以 上，因此能夠緩和相鄰的波長(zhǎng)變換部分之間的熱影響，穩(wěn)定地進(jìn)行波 長(zhǎng)變換。(實(shí)施例2 )圖2是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例2的激光光源，圖2(a)是其表面圖， 圖2 (b)是其側(cè)面圖，圖2 (c)是用于說(shuō)明固體激光器的溫度分布的 圖。在圖2中，103b是本實(shí)施例2的激光光源，該激光光源103b具 備多個(gè)半導(dǎo)體激光器2、固體激光器4、構(gòu)成波長(zhǎng)變換元件的非線性材 料3、形成在上述固體激光器的一個(gè)面上的反射表層5、形成在上述非 線性光學(xué)材料3的一個(gè)面上的反射表層6，在上述兩個(gè)反射表層之間 配置有上述固體激光器和上述波長(zhǎng)變換元件，上述兩個(gè)反射表層大致 平行地配置而構(gòu)成激光共振器，通過(guò)上述多個(gè)半導(dǎo)體激光器激勵(lì)上述 固體激光器的多個(gè)激勵(lì)部件8，上述多個(gè)激勵(lì)部件8相互離開(kāi)300nm 以上。在此，半導(dǎo)體激光器2被固定在散熱裝置1上。固體激光器4和 非線性光學(xué)材料3接合，將反射表層5安裝在非線性材料3的光出射 面，將反射表層6安裝在固體激光器4的光入射面，構(gòu)成激光共振器。接著，說(shuō)明動(dòng)作和作用效果。從半導(dǎo)體激光器2輸出的激光(波長(zhǎng)808nm)激勵(lì)固體激光器4， 固體激光器4產(chǎn)生1.06jim附近的光。該1.06nm的光在激光共振器內(nèi) 通過(guò)非線性光學(xué)材料3進(jìn)行波長(zhǎng)變換，成為波長(zhǎng)0.53nm的綠色的激光ll,出射到外部。在此，固體激光器和非線性光學(xué)材料由一個(gè)材料 構(gòu)成，謀求構(gòu)造的簡(jiǎn)化。另外，通過(guò)增加從激光共振器輸出的光束點(diǎn)， 來(lái)對(duì)應(yīng)高輸出化。為了使這樣的固體激光器穩(wěn)定地振蕩，需要使共振器內(nèi)的激光振 蕩穩(wěn)定，激光振蕩的縱模和橫模的穩(wěn)定化是重要的?？v模是激光共振器內(nèi)的振蕩頻譜的多少，如果成為多模而振蕩頻 鐠增大，則變得不穩(wěn)定。微芯片激光器通過(guò)縮短共振器長(zhǎng)度，來(lái)抑制 振蕩模而謀求輸出的穩(wěn)定化。實(shí)際上，通過(guò)將激光共振器的光學(xué)長(zhǎng)度設(shè)置為4mm以下，能夠抑制多模的產(chǎn)生。圖3(a)表示改變振蕩器 長(zhǎng)度而對(duì)輸出的穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果，但在激光媒介的折射率為2 左右時(shí)，如果共振器長(zhǎng)度為2mm以上，則光學(xué)長(zhǎng)度成為4mm以上， 輸出變動(dòng)增大了。另 一方面，在激光共振器中需要固體激光器和非線性光學(xué)結(jié)晶， 需要使組合了它們的共振器的長(zhǎng)度成為2mm以下。但是，由于由非 線性結(jié)晶構(gòu)成的波長(zhǎng)變換元件的長(zhǎng)度與變換效率成正比，所以如果縮 短該元件，則變換效率降低。圖3 (b)表示了高效的非線性材料的變 換效率與元件長(zhǎng)度(結(jié)晶長(zhǎng)度)的關(guān)系。在泵出的固體激光器的輸出 為1W左右時(shí)，為了得到最大的變換效率，需要圖3(b)所示的能夠 得到最大變換效率的值程度的結(jié)晶長(zhǎng)度。作為這時(shí)的結(jié)晶長(zhǎng)度，在KTP中需要4mm,在形成了周期分極 反轉(zhuǎn)構(gòu)造的LiTa03 ( PPLT )中需要0.8mm,在形成了周期分極反轉(zhuǎn) 構(gòu)造的KTP (PPKTP)中需要0.5mm，在形成了周期分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造 的LiNb03 (PPLN)中需要0.25mm。由于固體激光器的結(jié)晶長(zhǎng)度為 0.5mm左右，所以為了使共振器長(zhǎng)度為2mm以下，在以前使用的KTP 中無(wú)法得到最大效率。使用PPLT、 PPKTP、 PPLN這樣的具有周期 性的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的結(jié)晶，才首次能夠得到穩(wěn)定的輸出特性。其中，PPLN具有非常高的變換效率，因此能夠縮短共振器長(zhǎng)度， 穩(wěn)定性、高效特性最優(yōu)越。但是，在PPLN中，有光損傷的問(wèn)題，有 難以穩(wěn)定地得到高輸出的綠色光的問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題，如果使用摻雜了 Mg的LiNb03，則沒(méi)有光損傷的問(wèn)題，即使與固體激光器結(jié)晶 組合，也能夠?qū)崿F(xiàn)lmm以下的共振器長(zhǎng)度。因此，輸出的穩(wěn)定性大 幅增大，相對(duì)于外部的溫度變化也能夠得到穩(wěn)定的動(dòng)作。另外，本發(fā)明的激光光源的結(jié)構(gòu)是在平板狀的反射表層之間進(jìn)行 激光振蕩的共振器構(gòu)造，因此共振器的損失對(duì)共振器長(zhǎng)度有很大影響。 通過(guò)使共振器長(zhǎng)度為2mm以下，共振器的損失降低，能夠高效化。另外，非線性材料使用了具有周期性的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的結(jié)晶。非 線性光學(xué)結(jié)晶的相位匹配波長(zhǎng)由分極反轉(zhuǎn)周期決定。在設(shè)置多個(gè)固體 激光器的激勵(lì)部分而同時(shí)進(jìn)行激勵(lì)的結(jié)構(gòu)中，固體激光器部分產(chǎn)生溫 度上升。該溫度上升在各激勵(lì)部分中產(chǎn)生，但在各激勵(lì)部分之間產(chǎn)生 溫度分布。具體地說(shuō)，接近非線性光學(xué)結(jié)晶的中央的激勵(lì)部分的溫度 比位于端部的激勵(lì)部分高。該溫度也傳導(dǎo)到非線性光學(xué)結(jié)晶，因此非 線性光學(xué)結(jié)晶的相位匹配條件部分地不同，全體的變換效率降低。為 了解決該問(wèn)題，理想的是使得在非線性光學(xué)結(jié)晶中部分地具有分布而 設(shè)計(jì)分極反轉(zhuǎn)周期。由于非線性光學(xué)結(jié)晶的中央部分的溫度變高，所 以理想的是將其分布反轉(zhuǎn)周期設(shè)計(jì)得比周圍部分短。另一方面，橫模的穩(wěn)定性對(duì)于輸出穩(wěn)定性很重要。因此，在本發(fā) 明中，設(shè)計(jì)激勵(lì)部分間隔使得固體激光器中的激光振蕩分別獨(dú)立而相 互不干擾。微芯片激光器使用在平板狀的反射表層之間進(jìn)行激光振蕩 的共振器，因此利用激勵(lì)了的固體激光器部分的熱透鏡效果，謀求共 振器的穩(wěn)定化、低損失化。因此，如果固體激光器的激勵(lì)部分在光學(xué) 和熱上都相互干擾，則振蕩變得不穩(wěn)定。另外，如果激勵(lì)部分干擾， 則共振器內(nèi)的光的光束點(diǎn)擴(kuò)大，因此非線性光學(xué)結(jié)晶的變換效率低下。 因此，需要充分抑制共振器內(nèi)的橫方向的干擾。圖2 (c)表示了固體激光器中的橫方向的溫度分布。如圖所示那 樣，在各激勵(lì)部分中以激勵(lì)點(diǎn)為中心，造成溫度上升。通過(guò)使該溫度 分布在橫方向上分離，能夠使相互的激勵(lì)部分中的熱透鏡的產(chǎn)生穩(wěn)定 化。通過(guò)我們的研究，在激勵(lì)半導(dǎo)體激光器的活性層的寬度為50nm 左右時(shí)，如果激勵(lì)部分的間隔成為200nm以上，則確認(rèn)了穩(wěn)定的振蕩。在活性層寬度為lOOnm時(shí)，需要250nm以上的間隔。理想的是半導(dǎo) 體激光器的活性層寬度為100nm以下，更理想的是50nm以下。活性 層的寬度決定了固體激光器的激勵(lì)部分的大小，決定了在固體激光器 中振蕩的橫模的大小。如果橫模大，則共振器內(nèi)的能量密度低下，波 長(zhǎng)變換的效率大幅度降低。因此，理想的是活性層的寬度為50pm。另 外，作為激光媒介，使用Nd: YV04的基板，在基板的厚度為0.5mm 的情況下，激勵(lì)點(diǎn)的溫度分布在半值全幅下成為300jun左右的山形分 布。為了使各個(gè)激勵(lì)部分的峰值溫度不由于相鄰的激勵(lì)部分的影響而 上升，理想的是將各激勵(lì)部分的間隔至少設(shè)置為300jluti以上。制作基于本實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)的激光光源。半導(dǎo)體激光器使用3個(gè) 輸出1W的條狀激光器，活性層的寬度為50nm，半導(dǎo)體激光器的間隔 為200nm，分別固定在散熱裝置上。固體激光器是Nd: Y04，結(jié)晶長(zhǎng) 度為0.5mm，非線性結(jié)晶是具有周期性的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的摻雜了 Mg 的LiNb03，結(jié)晶長(zhǎng)度為0.5mm。在該結(jié)構(gòu)中，各光束的綠色光的輸 出為0.3W，合計(jì)產(chǎn)生了 0.9W的綠色光。輸出是穩(wěn)定的，沒(méi)有觀測(cè)到 由于模等的變動(dòng)產(chǎn)生的不穩(wěn)定性。在使用了現(xiàn)有的KTP的結(jié)構(gòu)中，在 1光束的結(jié)構(gòu)中，輸出為O.IW左右，因此確認(rèn)了大幅的輸出提高和穩(wěn) 定性。這表示在現(xiàn)有的陣列型的半導(dǎo)體激光器中，在由各半導(dǎo)體激光器 激勵(lì)的固體激光器中，激勵(lì)部分相互干擾，激光振蕩不穩(wěn)定，進(jìn)而產(chǎn) 生固體激光器的模擴(kuò)大，產(chǎn)生了波長(zhǎng)變換的效率低下這樣的問(wèn)題，但 通過(guò)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)改善了該問(wèn)題。另外，在代替摻雜了 Mg的LiNb03而使用摻雜了 In、 Zn、 Sc等 的LiNb03作為非線性結(jié)晶的情況下，也能夠提高光損傷耐性，進(jìn)行 高輸出化。PPMgLN的進(jìn)一步特征就是沒(méi)有在KTP中產(chǎn)生的灰度等 級(jí)缺乏的現(xiàn)象。在KTP中，如果長(zhǎng)時(shí)間地進(jìn)行100mW以上的高輸出 的可視光產(chǎn)生，則結(jié)晶產(chǎn)生彩色中心(color center )，產(chǎn)生特性惡化 的灰度等級(jí)缺乏的現(xiàn)象。因此，難以實(shí)現(xiàn)高可靠性的光源。與此相對(duì)， PPMgLN即使在1W左右的輸出下也不產(chǎn)生彩色中心，能夠得到高可靠性，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的光源。另外，作為固體激光器，理想的是Nd: YV04、 Nd: GdV04。由 于可以使Nd的摻雜量高，所以能夠增大吸收系數(shù)，容易構(gòu)成微芯片 激光器。Nd: YV04、 Nd: GdV04的理想的一點(diǎn)是由于固體激光器 的激勵(lì)效率相對(duì)于結(jié)晶軸具有各向異性，所以用單一偏振光進(jìn)行激光 振蕩。由于非線性光學(xué)材料的波長(zhǎng)變換具有偏振光依存性，所以單一偏 振光的振蕩大幅提高了變換效率。特別由于具有周期性的分極反轉(zhuǎn)構(gòu) 造的結(jié)晶其雙折射的光軸與相位匹配的光軸一致，所以由于溫度產(chǎn)生 的偏振光的變化少，通過(guò)組合單一偏振光的激光器結(jié)晶，能夠謀求變 換效率的提高，實(shí)現(xiàn)偏振光的穩(wěn)定化。進(jìn)而，Nd: YV04、 Nd: GdV04 的異常光折射率是2.165、 2.15，與摻雜了 Mg的LiNb03的折射率2.15 大致相等。因此，在光學(xué)接觸(optical contact)或直接結(jié)合的情況下 的折射率差非常小，大幅降低了菲涅爾損失，因此能夠降低共振器內(nèi) 損耗，謀求高效率化。作為固體激光器，Nd: Gd04比Nd: YVO4更理想。Nd: GdV04 結(jié)晶的熱膨脹系數(shù)與摻雜了 Mg的LiNb03的熱膨脹系數(shù)接近，因此 在結(jié)合了非線性光學(xué)結(jié)晶和固體激光器結(jié)晶的情況下，由于結(jié)晶的溫 度變化而在結(jié)合部產(chǎn)生的變形小。因此，具有以下的優(yōu)點(diǎn)容易進(jìn)行 結(jié)合處理，并且即使外部的溫度變化，也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的結(jié)合。另外，作為固體激光器，也可以代替激光器結(jié)晶而適用使用了陶 瓷的陶瓷激光器等。進(jìn)而，陶瓷激光器是通過(guò)燒結(jié)激光器的微結(jié)晶而 制作的，因此容易進(jìn)行不同結(jié)晶的混合、以及使其混合比部分地產(chǎn)生 分布。圖14 (a)、圖14 (b)是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的激光光源的激 光器結(jié)晶的結(jié)構(gòu)例子的圖。圖14 (a)表示激光器結(jié)晶的一個(gè)例子的 截面構(gòu)造。如圖14(a)所示那樣，激光器結(jié)晶(固體激光器)4a通 過(guò)多個(gè)激勵(lì)部分141~143被激勵(lì)，激勵(lì)部分141、 142、 143由各自不 同的激光器結(jié)晶組成或材質(zhì)構(gòu)成。例如，激勵(lì)部分141以Nd: YV04為主材料，激勵(lì)部分142以Nd: GdV04為主材料，激勵(lì)部分143以 Nd: YLF為主材料而形成。由此，激光器可以通過(guò)激勵(lì)部分141、 142、 143在各自不同的波長(zhǎng)下進(jìn)行振蕩。如果用使相位匹配條件與各個(gè)波 長(zhǎng)一致的波長(zhǎng)變換元件對(duì)在這樣的激勵(lì)部分中振蕩產(chǎn)生的激光進(jìn)行變 換，則能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)產(chǎn)生不同的振蕩波長(zhǎng)的可視光的激光光源。通過(guò) 將該激光光源用于顯示器用途，能夠大幅降低斑點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)高畫(huà)質(zhì) 的顯示器。另外，作為激勵(lì)部分的激光媒介，通過(guò)材料組成、或各個(gè) 激光媒介的混合，也可以改變振蕩波長(zhǎng)。進(jìn)而，不只是振蕩波長(zhǎng)，還 能夠拓寬振蕩頻語(yǔ)。通過(guò)拓寬振蕩波長(zhǎng)，并且由各個(gè)激勵(lì)部分產(chǎn)生不 同的波長(zhǎng)，進(jìn)一步增大了斑點(diǎn)噪聲的抑制效果。非結(jié)晶材料容易進(jìn)行 不同結(jié)晶的混合，容易形成振蕩波長(zhǎng)、振蕩特性的分布。另外，成本 也低，因此是有用的。進(jìn)而，通過(guò)用熱傳導(dǎo)高的YAG材料等作為激 光器結(jié)晶中的激勵(lì)部分以外的部分，只使激勵(lì)部分成為不同的材料， 由此即使放熱特性高并且高輸出，也能夠得到穩(wěn)定的輸出特性。另外，圖14 (b)表示激光器結(jié)晶的其他例子的截面構(gòu)造。如圖 14(b)所示那樣，可以使用不同的激光器結(jié)晶構(gòu)成固體激光器。在圖 14(b)中，固體激光器4b由不同的激光器結(jié)晶144、 145、 146構(gòu)成， 各激勵(lì)部分141、 142、 143分別位于不同的激光器結(jié)晶144、 145、 146 內(nèi)。由此，通過(guò)各激勵(lì)部分能夠進(jìn)行不同的激光振蕩，能夠抑制斑點(diǎn) 噪聲。另外，也可以通過(guò)構(gòu)成它的激光媒介的材料或組成以及激光媒 介的混合結(jié)晶，來(lái)改變激勵(lì)部分中的振蕩波長(zhǎng)。這樣，在本實(shí)施例2的激光光源103b中，具備多個(gè)半導(dǎo)體激光器 2、固體激光器4、構(gòu)成波長(zhǎng)變換元件的非線性材料3、形成在上述固 體激光器4的一個(gè)面上的反射表層5、形成在上述非線性材料3的一 個(gè)面上的反射表層6，在上述兩個(gè)反射表層之間配置上述固體激光器4 和上述波長(zhǎng)變換元件3，上述兩個(gè)反射表層被大致平行地配置而構(gòu)成 激光共振器，由上述多個(gè)半導(dǎo)體激光器2激勵(lì)上述固體激光器4的多 個(gè)激勵(lì)部分8，上述多個(gè)激勵(lì)部分8相互離開(kāi)300nm以上，因此能夠 緩和相鄰的激勵(lì)部分之間的熱影響，在穩(wěn)定橫模下進(jìn)行激光振蕩。圖4 (a)是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的激光光源的其他例子的上面 圖，圖4(b)是其側(cè)面圖，圖4(c)是其側(cè)面圖。在這些圖所示的激光光源103c中，使散熱裝置lc具有臺(tái)階高差， 在不同臺(tái)階上安裝半導(dǎo)體激光器2。通過(guò)使散熱裝置具有臺(tái)階高差， 半導(dǎo)體激光器之間的熱影響減少，各個(gè)半導(dǎo)體激光器的振蕩穩(wěn)定。另 外，表面積也變大，因此，通過(guò)冷卻效果能夠延長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的壽 命。進(jìn)而，通過(guò)立體地配置固體激光器，能夠在同樣的大小下增大固 體激光器的發(fā)光點(diǎn)距離，因此對(duì)于小型化來(lái)說(shuō)是有效的。進(jìn)而，能夠 抑制在相鄰的激勵(lì)部分之間產(chǎn)生激光振蕩的結(jié)晶面內(nèi)的激光振蕩，能 夠降低面內(nèi)振蕩造成的激光的振蕩損失，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高效的結(jié)構(gòu)。圖12 ( c )是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的激光光源的激光器結(jié)晶的一 個(gè)例子的圖，使用該圖，說(shuō)明在用多個(gè)激勵(lì)部分激勵(lì)固體激光器的結(jié) 構(gòu)中，設(shè)置為激勵(lì)部分的溫度不同的結(jié)構(gòu)。在圖12(c)中，設(shè)置相鄰的激勵(lì)部分之間的距離，使得各激勵(lì)部 分的溫度不同。即，位于固體激光器4f的中央的激勵(lì)部分142與位于 其一側(cè)的激勵(lì)部分141的距離Ll和位于固體激光器4f的中央的激勵(lì) 部分142與位于其另 一側(cè)的激勵(lì)部分143的距離L2不同。如圖所示那樣，用激勵(lì)點(diǎn)表示激勵(lì)部分，但在該激勵(lì)部分之間的 距離相互不同的情況下，激勵(lì)部分的溫度不同。另外，各激勵(lì)部分也 可以是從固體激光器4的側(cè)面的距離不同。另外，設(shè)置激勵(lì)部分的激 勵(lì)能量密度、激勵(lì)點(diǎn)的大小使得在多個(gè)激勵(lì)部分中不同，也是有效的。 在該情況下，可以通過(guò)激勵(lì)用半導(dǎo)體激光器和聚光光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn) 行。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，使激勵(lì)部分的溫度相互不同，由此固體激光器 的各激勵(lì)部分以振蕩波長(zhǎng)稍微不同的波長(zhǎng)進(jìn)行振蕩。另外，由于溫度 的不同，振蕩的頻語(yǔ)的形狀也不同。波長(zhǎng)的不同是lnm以下的值，通 過(guò)以相互不同的振蕩波長(zhǎng)或振蕩頻語(yǔ)進(jìn)行振蕩，而也以不同的波長(zhǎng)或 頻語(yǔ)產(chǎn)生波長(zhǎng)變換后的高次諧波的光。通過(guò)將該光用作顯示器用的光 源，能夠降低多個(gè)光的干擾，降低因干擾產(chǎn)生的斑點(diǎn)噪聲。圖12 (a)、圖12 (b)是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的激光光源的激光器結(jié)晶的其他例子的圖，使用這些圖說(shuō)明抑制固體激光器中的異常 激光振蕩的結(jié)構(gòu)。
在圖12(a)中，4d是固體激光器，121、 122是作為上迷固體激 光器4d的激光器結(jié)晶的側(cè)面，123、 124是作為上述固體激光器4d的 激光器結(jié)晶的上面、下面，124是固體激光器的激勵(lì)部分。
在用半導(dǎo)體激光器對(duì)作為激光媒介的固體激光器4d進(jìn)行了激勵(lì)
的情況下，在激勵(lì)部分中激勵(lì)共振器長(zhǎng)度方向的激光振蕩，由此在構(gòu) 成共振器的反射鏡之間振蕩產(chǎn)生激光。但是，如果激勵(lì)光強(qiáng)，則在激 光器結(jié)晶4d的兩個(gè)側(cè)面121、 122之間產(chǎn)生異常的激光振蕩(激光器 結(jié)晶的面內(nèi)共振)126。由于如果產(chǎn)生這樣的激光振蕩則會(huì)造成損失， 所以大幅度降低激光器的共振效率。在本發(fā)明中，多點(diǎn)地激勵(lì)固體激 光器結(jié)晶，因此容易在與共振器長(zhǎng)度方向垂直的方向上引起激光振蕩 126。為了防止它，在本發(fā)明中，設(shè)計(jì)激光器結(jié)晶的側(cè)面121和側(cè)面 122使得它們?yōu)榉瞧叫械摹Ｍㄟ^(guò)這樣成為非平行，能夠抑制異常的激 光振蕩而進(jìn)行穩(wěn)定的振蕩。進(jìn)而，使側(cè)面成為砂狀而降低該面的反射 率，也是有效的。
另外，圖12 (b)所示的結(jié)構(gòu)的固體激光器4e也是有效的。在圖 12 (b)中，利用圖4所示的結(jié)構(gòu)，交替地階梯不同地設(shè)置激勵(lì)部分 125。由此，能夠防止因相鄰的激勵(lì)部分之間的相互作用造成的異常激 光振蕩126。另外，在激勵(lì)部分之間還形成溝127。作為溝，通過(guò)使其 與側(cè)面121、 122不平行，效果則更強(qiáng)。通過(guò)用溝將激勵(lì)部分之間分?jǐn)啵?能夠防止面內(nèi)的異常激光振蕩，得到穩(wěn)定的高效率。另外，將固體激 光器結(jié)晶設(shè)置在溝中對(duì)于鋪設(shè)非線性光學(xué)結(jié)晶和激光器結(jié)晶時(shí)緩和熱 膨脹的不同也是有效的。作為非線性光學(xué)結(jié)晶，在摻雜了 Mg的LiNb03 和激光器結(jié)晶中，有2倍左右的熱膨脹系數(shù)的差。因此，在鋪設(shè)各個(gè) 結(jié)晶后，如果由于激光器的激勵(lì)等而溫度上升，則由于熱膨脹的不同 而結(jié)合處裂開(kāi)，或者有產(chǎn)生變形的情況。對(duì)此，如果將結(jié)晶設(shè)置在溝 中，能夠吸收因熱膨脹的差造成的變形，因此能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)溫度變化抗 性強(qiáng)的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，還有防止激勵(lì)部分之間的熱傳導(dǎo)的效果。(實(shí)施例3 )
圖5是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例3的激光光源的圖，圖5 (a)是其表 面圖，圖5 (b)是其側(cè)面圖。
在圖中，103g是本實(shí)施例3的激光光源，該激光光源103g是在 圖2所示的實(shí)施例2的激光光源103b中具備用于冷卻固體激光器4 和波長(zhǎng)變換元件3的散熱裝置7,在此散熱裝置7被安裝在構(gòu)成共振 器部件的固體激光器4和波長(zhǎng)變換元件3的上下使得跨過(guò)它們。另外， 其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2的一樣。
接著，說(shuō)明作用效果。
圖5所示的激光光源在固體激光器4的上下配置散熱裝置7，謀 求輸出的穩(wěn)定化。固體激光器4吸收激勵(lì)半導(dǎo)體激光器2的光并變換 為1.06nm的光，但變換效率為50%左右，被激勵(lì)的光的一半轉(zhuǎn)化為 熱。通過(guò)因該熱產(chǎn)生的熱透鏡效果，使固體激光器的激光振蕩穩(wěn)定， 但需要抑制相鄰的激勵(lì)部分的影響。在此，為了解決該問(wèn)題，在固體 激光器部分設(shè)置散熱裝置7。由于能夠通過(guò)散熱裝置7將在固體激光 器中產(chǎn)生的熱充分放熱到外部，所以能夠使整體小型化。
另外，在上述實(shí)施例3中，散熱裝置7被配置在固體激光器4的 上下，但散熱裝置7的配置并不只限于此。
例如，在圖5所示的激光光源中，進(jìn)而如圖6所示那樣，在固體 激光器的兩側(cè)面?zhèn)仍O(shè)置散熱裝置7a，在固體激光器的激勵(lì)部分之間設(shè) 置散熱裝置7b，由此實(shí)現(xiàn)更高的冷卻能力。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的輸 出。
另外，在謀求更高輸出的情況下，從固體激光器向非線性光學(xué)結(jié) 晶的熱傳導(dǎo)成為問(wèn)題。由于固體激光器結(jié)晶從IO'C上升數(shù)10。C的溫 度，所以如果非線性結(jié)晶的溫度傳導(dǎo)，則特性變得不穩(wěn)定，產(chǎn)生相位 匹配偏移而輸出低下的問(wèn)題。為了防止它，在圖6所示的激光光源中， 如圖7所示那樣，進(jìn)而在固體激光器4和非線性材料3之間設(shè)置熱分 離層12的結(jié)構(gòu)是有效的。作為熱分離層，空氣層的隔熱效果高，是有 效的。另外，夾住YAG等的透明并且熱傳導(dǎo)度高的材料，使熱從散熱裝置逸出的結(jié)構(gòu)也是有效的。
另外，半導(dǎo)體激光器和固體激光器之間的熱傳導(dǎo)使激光振蕩不穩(wěn)
定。因此，理想的是在固定有半導(dǎo)體激光器的散熱材料和固體激光器 之間進(jìn)行熱分離。具體地說(shuō)，理想的是隔著陶瓷材料等熱傳導(dǎo)低的材 料相互對(duì)其進(jìn)行固定。
另外，在上述實(shí)施例3中，激光光源在實(shí)施例2的激光光源中具 備散熱裝置7，但實(shí)施例3的激光光源也可以是在實(shí)施例1的激光光 源中具備散熱裝置7。
另外，代替作為上述實(shí)施例3的泵浦激光器的半導(dǎo)體激光器，而 使用光纖陣列的結(jié)構(gòu)也是有效的。
(實(shí)施例4 )
圖15是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例4的激光光源的圖，圖15 (a)是其 表面圖，圖15 (b)是其側(cè)面圖。
該實(shí)施例4的激光光源103i是在圖1所示的實(shí)施例1的激光光源 103a中，代替用半導(dǎo)體激光器2直接激勵(lì)固體激光器4,而經(jīng)由光纖 153將來(lái)自半導(dǎo)體激光器152的激勵(lì)光導(dǎo)入到固體激光器4,其他結(jié)構(gòu) 與實(shí)施例1 一樣。
在此，由3個(gè)光纖153、產(chǎn)生激勵(lì)光的3個(gè)半導(dǎo)體激光器153構(gòu) 成泵浦光源，用光纖153將來(lái)自半導(dǎo)體激光器152的光導(dǎo)入到共振器 構(gòu)造的固體激光器部件4。作為這樣的泵浦光源，使用光纖陣列的結(jié) 構(gòu)在實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高輸出特性方面也是有效的。
在此，多個(gè)光纖153的一端154如圖15 (b)所示那樣被排列為 陣列(array)狀，接近3個(gè)光纖153的排列為陣列狀的一端154地配 置固體激光器4。另外，各光纖153的另一端如圖15 (a)所示那樣位 于分離的位置。產(chǎn)生激勵(lì)光的各半導(dǎo)體激光器152與各個(gè)光纖153的 另一端結(jié)合，以相互不受到熱影響的程度隔開(kāi)距離地設(shè)置。由此，不 使用水冷、或佩爾蒂等的冷卻裝置，也能夠使用多個(gè)數(shù)W的半導(dǎo)體激 光器。
另外，在此，各光纖153的一端154被分離地配置為陣列狀使其核151的間隔約為200nm左右。由此，能夠?qū)⒐腆w激光器4的激勵(lì)部 分設(shè)計(jì)為位于相互分離的位置。通過(guò)避免固體激光器4的多個(gè)激勵(lì)部 分之間的熱影響，能夠產(chǎn)生高輸出的可視光。另外，通過(guò)分別分離地 同時(shí)設(shè)置多個(gè)半導(dǎo)體激光器，能夠提高放熱效果，實(shí)現(xiàn)空氣冷卻下的 高輸出化。進(jìn)而，由于能夠使固體激光器和半導(dǎo)體激光器的距離離開(kāi)， 所以半導(dǎo)體激光器的熱對(duì)固體激光器沒(méi)有影響，還具有容易進(jìn)行固體 激光器的放熱的優(yōu)點(diǎn)。在本結(jié)構(gòu)中，通過(guò)在固體激光器的相鄰的激勵(lì) 部分之間、以及波長(zhǎng)變換元件的相鄰的波長(zhǎng)變換部件之間確保能夠分 離熱影響的程度的距離，能夠得到穩(wěn)定的高輸出特性。
另外，在使用光纖的情況下，通過(guò)在光纖中使用形成衍射光柵構(gòu) 造的光纖衍射光柵，也能夠使半導(dǎo)體激光器還原特定波長(zhǎng)，使固激光 器的振蕩波長(zhǎng)固定。另外，作為光纖，理想的使用偏振波保持光纖， 使得偏振光固定。作為所使用的光纖，是纖核直徑為50 100nm左右 的多模光纖。如果纖核直徑大，則傳輸?shù)募す獾亩嗄５膫€(gè)數(shù)大，難以 進(jìn)行偏振波保持，因此理想的是將纖核直徑抑制為100jim以下。因此， 通過(guò)使激勵(lì)用的半導(dǎo)體激光器的帶狀寬度為100nm以下，能夠降低與 光纖的結(jié)合損失。 (實(shí)施例5)
圖13是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例5的激光光源的圖，圖13 (a)是其 表面圖，圖13 (b)是其側(cè)面圖。
本實(shí)施例5的激光光源103j是在圖5所示的實(shí)施例3的激光光源 103g中，在半導(dǎo)體激光器2的光輸出側(cè)配置頻帶窄的波長(zhǎng)濾波器133， 而鎖定半導(dǎo)體激光器2的振蕩波長(zhǎng)。
在此，在上述頻帶窄的波長(zhǎng)濾波器133的一個(gè)端面?zhèn)扰渲梦⑼哥R 陣列131，在另一個(gè)端面?zhèn)扰渲梦⑼哥R陣列132。
在這樣結(jié)構(gòu)的激光光源103j中，通過(guò)微透鏡陣列131對(duì)來(lái)自激勵(lì) 用半導(dǎo)體激光器2的輸出進(jìn)行校準(zhǔn)，在通過(guò)了波長(zhǎng)濾波器133后，通 過(guò)微透鏡陣列132聚光在固體激光器4的端面。波長(zhǎng)濾波器133具有 窄頻帶特性，通過(guò)了波長(zhǎng)濾波器133的光在固體激光器的端面反射而返回到半導(dǎo)體激光器2，由此能夠使半導(dǎo)體激光器2的振蕩波長(zhǎng)固定 在波長(zhǎng)濾波器133的透過(guò)波長(zhǎng)上。由此，即使外部溫度變動(dòng)，半導(dǎo)體 激光器的振蕩波長(zhǎng)也不搖擺地進(jìn)行激光振蕩，因此能夠得到穩(wěn)定的固 定激光器輸出。 (實(shí)施例6)圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施例6的激光光源的表面圖，圖8(a)是 其表面圖，圖8 (b)是其側(cè)面圖。在圖8中，103k是本實(shí)施例6的激光光源，該激光光源103k是 在圖2所示的實(shí)施例2的激光光源103b中，傾斜地配置安裝了半導(dǎo)體 激光器2的散熱裝置1使得該半導(dǎo)體激光器2的光軸相對(duì)于固體激光 器4的光入射端面傾斜，其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2—樣。本實(shí)施例的激光光源103k被稱為微芯片激光器，該微芯片激光器 的結(jié)構(gòu)是由半導(dǎo)體激光器直接激勵(lì)固體激光器的端面，對(duì)小型化、低 成本化是有效的。固體激光器4的端面與半導(dǎo)體激光器2的距離為50 ~ 100nm左右，在固體激光器內(nèi)激勵(lì)的激光振蕩的橫模、半導(dǎo)體激光器 的激勵(lì)光的強(qiáng)度分布接近的位置，激勵(lì)效率最大。作為半導(dǎo)體激光器 惡化的原因，因激光的返回光造成的影響大。在固體激光器4的端面 反射的光返回到半導(dǎo)體激光器的活性層。如果有反射返回光，則半導(dǎo) 體激光器的輸出變得不穩(wěn)定，并且壽命也大幅度降低。與此相對(duì)，如 果使半導(dǎo)體激光器的活性層相對(duì)于固體激光器端面僅稍微傾斜，則返 回光大幅降低。由此，能夠謀求輸出的穩(wěn)定化、長(zhǎng)壽命化。另外，由 于可以進(jìn)行固體激光器端面的光束點(diǎn)的小型化，所以還有提高激勵(lì)效 率的優(yōu)點(diǎn)。另外，半導(dǎo)體激光器2的光軸相對(duì)于固體激光器4的端面傾斜的 角度理想的是0.5度以上，更理想的是3度以上。另外，在本實(shí)施例6中，表示了在實(shí)施例2的激光光源中使半導(dǎo) 體激光器2的光軸相對(duì)于固體激光器4的端面傾斜，但本實(shí)施例6的 激光光源也可以是在上述實(shí)施例2以外的實(shí)施例中，使半導(dǎo)體激光器 2的光軸相對(duì)于固體激光器4的端面傾斜。(實(shí)施例7)圖18是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例7的激光光源的圖，圖18 (a)是其 表面圖，圖18 (b)是其側(cè)面圖。在圖中，103m是本實(shí)施例7的激光光源，該激光光源103m具有 進(jìn)行激光振蕩的固體激光器4、與該固體激光器4接近配置的波長(zhǎng)變 換元件181、固定在散熱裝置1上的對(duì)固體激光器4進(jìn)行激勵(lì)的多個(gè) 半導(dǎo)體激光器2。在此，固體激光器4在其激勵(lì)光的入射側(cè)端面上形成了反射表層 6，將散熱裝置71a安裝在與該激勵(lì)光的光軸平行的兩側(cè)面上。在該固 體激光器4中，被來(lái)自上述多個(gè)半導(dǎo)體激光器2的激勵(lì)光激勵(lì)的多個(gè) 激勵(lì)部分按照與散熱裝置1上的半導(dǎo)體激光器2的排列方向平行的方 向排列在一條直線上，在相鄰的激勵(lì)部分之間通過(guò)散熱裝置71b進(jìn)行 熱分離。另外，上述波長(zhǎng)變換元件181由非線性光學(xué)結(jié)晶構(gòu)成，在激光的 出射側(cè)端面形成反射表層5，其相反側(cè)的端面被加工為相對(duì)于出射側(cè) 端面傾斜。該波長(zhǎng)變換元件181被傾斜地配置為作為其光軸的非線性 光學(xué)結(jié)晶的X軸與來(lái)自半導(dǎo)體激光器2的激勵(lì)光的光軸成規(guī)定的角度 ei，在其兩側(cè)面安裝散熱裝置72a，在其上面?zhèn)群拖旅鎮(zhèn)劝惭b散熱裝 置72b。另外，由上述兩反射表層5和6、配置在它們之間的固體激光器4 和波長(zhǎng)變換元件181構(gòu)成激光共振器。另外，在此，固體激光器4側(cè)的散熱裝置和波長(zhǎng)變換元件181側(cè) 的散熱裝置是分體的，但這些散熱裝置也可以形成為一體。接著，說(shuō)明作用效果。將構(gòu)成波長(zhǎng)變換元件181的非線性光學(xué)結(jié)晶的一個(gè)端面研磨為相 對(duì)于入射光的光軸成布儒斯特角，由此降低基波的反射，同時(shí)通過(guò)提 高偏振光分離特性，能夠提高輸出的穩(wěn)定性。通過(guò)使非線性光學(xué)結(jié)晶181的光軸相對(duì)于入射光的光軸成布儒斯 特角，與紙面平行的偏振光成分的反射率大致為0，降低了共振器損失，因此，能夠抑制其他偏振光的振蕩。在此，作為非線性材料181， 使用了具有周期性的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的卯MgLN。如果將結(jié)晶的銳角設(shè) 置為約65度，結(jié)晶的X軸與光軸所成的角度ei為25度左右，則對(duì) 于波長(zhǎng)1064nm的基波能夠滿足布儒斯特條件。這時(shí)，如圖所示那樣 在約25度的方向上產(chǎn)生綠色光。如果將非線性光學(xué)結(jié)晶181的光軸與 入射光的光軸所成的角度設(shè)置為布儒斯特角，則不需要非線性光學(xué)結(jié) 晶的端面的無(wú)反射表層，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。另外，在現(xiàn)有的KTP 中，由于非線性光學(xué)常數(shù)低，所以結(jié)晶長(zhǎng)度需要數(shù)mm,進(jìn)而，如果 如圖18那樣傾斜地配置非線性光學(xué)結(jié)晶181，則共振器長(zhǎng)度變長(zhǎng)。因 此產(chǎn)生共振器的穩(wěn)定性低下并且變換效率低等的問(wèn)題。與此相對(duì)， PPMgLN的非線性常數(shù)大，因此即使結(jié)晶長(zhǎng)度為lmm以下，也能夠 得到高變換效率。因此，即使如圖18那樣傾斜地配置非線性光學(xué)結(jié)晶 181,也能夠?qū)⒐舱衿鏖L(zhǎng)度設(shè)置為2mm以下。由此，具有能夠?qū)崿F(xiàn)共 振器的穩(wěn)定化的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)而，使固體激光器結(jié)晶、PPMgLN結(jié)晶的相對(duì)的面傾斜使得相 互成為布儒斯特角的結(jié)構(gòu)也是有效的。 (實(shí)施例8 )圖19是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例8的激光光源的圖，圖19 (a)是其 表面圖，圖19 (b)是其側(cè)面圖。在圖中，103n是本實(shí)施例8的激光光源，該激光光源103n具有 進(jìn)行激光振蕩的固體激光器4、與該固體激光器4接近配置的波長(zhǎng)變 換元件182、固定在散熱裝置1上的對(duì)固體激光器4進(jìn)行激勵(lì)的多個(gè) 半導(dǎo)體激光器2。另外，在本實(shí)施例8中，在固體激光器4和半導(dǎo)體激光器2之間， 配置頻帶窄的波長(zhǎng)濾波器133,使得鎖定半導(dǎo)體激光器2的振蕩波長(zhǎng)。 在該頻帶窄的波長(zhǎng)濾波器133的一個(gè)端面?zhèn)扰渲梦⑼哥R陣列131，在 另一個(gè)端面?zhèn)扰渲煤⑾韧哥R陣列132。另外，上述固體激光器4在其激勵(lì)光的入射側(cè)端面形成了反射表 層6，在該固體激光器4中，被來(lái)自上述多個(gè)半導(dǎo)體激光器2的激勵(lì)光激勵(lì)的多個(gè)激勵(lì)部分按照與散熱裝置1上的半導(dǎo)體激光器2的排列 方向平行的方向排列在一條直線上，這些激勵(lì)部分與實(shí)施例2 —樣相 互離開(kāi)30(Him以上。另外，上述波長(zhǎng)變換元件182與實(shí)施例7的波長(zhǎng) 變換元件181—樣。另外，將散熱裝置73配置在上述固體激光器4和 波長(zhǎng)變換元件182的上面?zhèn)群拖旅鎮(zhèn)仁沟每邕^(guò)它們。在本實(shí)施例8中，固體激光器4中的由多個(gè)半導(dǎo)體激光器2激勵(lì) 的多個(gè)激勵(lì)部分相互離開(kāi)300nm以上，因此能夠緩和相鄰的激勵(lì)部分 之間的熱影響，進(jìn)行穩(wěn)定的橫模下的激光振蕩。另外，在本實(shí)施例8中，與實(shí)施例7 —樣，能夠通過(guò)降低基波的 反射并且提高偏振光分離特性，來(lái)提高輸出的穩(wěn)定性，進(jìn)而，在激勵(lì) 用半導(dǎo)體激光器2的光出射側(cè)配置具有窄頻帶特性的波長(zhǎng)濾波器133， 使得鎖定半導(dǎo)體激光器2的振蕩波長(zhǎng)，因此上述半導(dǎo)體激光器即使外 部溫度變動(dòng)，半導(dǎo)體激光器的振蕩波長(zhǎng)也不搖擺地進(jìn)行激光振蕩，由 此能夠得到穩(wěn)定的固體激光器輸出。 (實(shí)施例9)圖20是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例9的激光光源的圖，圖20 (a)是其 表面圖，圖20 (b)是其側(cè)面圖。在圖中，103p是本實(shí)施例9的激光光源，該激光光源103p具有 進(jìn)行激光振蕩的固體激光器202、與該固體激光器202接近配置的波 長(zhǎng)變換元件201、固定在散熱裝置1上的對(duì)固體激光器202進(jìn)行激勵(lì) 的多個(gè)半導(dǎo)體激光器2。在此，固體激光器202在其激勵(lì)光的入射側(cè)端面上形成了反射表 層6,將其相反側(cè)的光出射端面加工為相對(duì)于入射側(cè)端面傾斜。在該 固體激光器202中，被來(lái)自上述多個(gè)半導(dǎo)體激光器2的激勵(lì)光激勵(lì)的 多個(gè)激勵(lì)部分按照與散熱裝置1上的半導(dǎo)體激光器2的排列方向平行 的方向排列在一條直線上，這些激勵(lì)部分與實(shí)施例2—樣，相互分離 30(Hun以上。另外，上述波長(zhǎng)變換元件201由非線性光學(xué)結(jié)晶構(gòu)成， 在激光的出射側(cè)端面形成反射表層5，將其相反側(cè)的光入射側(cè)端面加 工為與上述固體激光器202的傾斜的端面平行。另外，將散熱裝置74安裝在固體激光器202和波長(zhǎng)變換元件182 的上面?zhèn)群拖旅鎮(zhèn)仁沟每邕^(guò)它們。 接著，說(shuō)明作用效果。在本實(shí)施例9中，固體激光器202中的由多個(gè)半導(dǎo)體激光器2激 勵(lì)的多個(gè)激勵(lì)部分相互離開(kāi)300nm以上，由此能夠緩和相鄰的激勵(lì)部 分之間的熱影響，進(jìn)行穩(wěn)定的橫模下的激光振蕩。另外，作為構(gòu)成固體激光器202的光學(xué)結(jié)晶使用Nd: YV04，對(duì) 構(gòu)成波長(zhǎng)變換元件的非線性光學(xué)材料3使用了 PPMgLN。 Nd: YV04、 PPMgLN針對(duì)1064nm的基波具有大致相等的折射率。因此，如圖20 所示那樣，能夠在固體激光器202和波長(zhǎng)變換元件201中使布儒斯特 角大致相等。因此，包含固體激光器202和波長(zhǎng)變換元件201的共振 器部分的結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，具有容易進(jìn)行共振器的對(duì)位的優(yōu)點(diǎn)。另外， 固體激光器結(jié)晶和非線性材料都不需要相對(duì)的面的AR (Anti Reflection:抗反射)涂層，因此能夠降低成本、提高可靠性。進(jìn)而， 越是能夠幾乎無(wú)視越是能夠減小因反射涂層造成的損失，因此還能夠 提高激光的振蕩效率。另外，在共振器的結(jié)構(gòu)中，除了 PPMgLN以夕卜， 還可以利用周期分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的摻雜了 Mg的LiTa03 ( PPMgLT )。 PPMgLT由于吸收損失小，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出特性。另外，在本實(shí)施例9中，與圖13所示的實(shí)施例5的激光光源103j 一樣，在激勵(lì)用半導(dǎo)體激光器2的光出射側(cè)配置具有窄頻帶特性的波 長(zhǎng)濾波器133，使半導(dǎo)體激光器的振蕩波長(zhǎng)固定，因此即使外部溫度 變動(dòng)，半導(dǎo)體激光器的振蕩波長(zhǎng)也不搖擺地能夠得到穩(wěn)定的固體激光器輸出。另外，在本實(shí)施例中，為了半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)固定而使用了窄 頻帶的濾波器，但也可以代替濾波器而使用體積衍射光柵。利用了衍 射光柵的布喇格(Bragg)反射的體積衍射光柵與窄頻帶濾波器相比， 透過(guò)損失少，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更高效率的光源。 (實(shí)施例10 )圖9是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例10的激光光源的圖，圖9 (a)是其表面圖5圖9 (b)是其側(cè)面圖。本實(shí)施例10的激光光源103q是在圖5所示的實(shí)施例3的激光光 源103g中，在半導(dǎo)體激光器2的背面?zhèn)扰渲皿w積衍射光柵10，使得 鎖定半導(dǎo)體激光器2的振蕩波長(zhǎng)，其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3—樣。接著說(shuō)明作用效果。作為半導(dǎo)體激光器激勵(lì)的固體激光器的問(wèn)題，有以下的問(wèn)題，即固體激光器的吸收頻鐠窄，由于外部的溫度變化，半導(dǎo)體激光器的振 蕩波長(zhǎng)從固體激光器的吸收頻鐠偏離，由此輸出低下。作為解決該問(wèn) 題的方法，提出了圖9所示的結(jié)構(gòu)。作為結(jié)構(gòu)，是在上述實(shí)施例3中 說(shuō)明了的半導(dǎo)體激光器的背面設(shè)置體積衍射光柵10的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體激 光器被固定為從體積衍射光柵10的布喇格波長(zhǎng)，因此即使外部的溫度 變化，波長(zhǎng)也不變動(dòng)。因此，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的固體激光器激勵(lì)，能夠 大幅度地抑制因外部的溫度變動(dòng)造成的輸出變動(dòng)。進(jìn)而，在該結(jié)構(gòu)中， 圖8所示的使半導(dǎo)體激光器相對(duì)于固體激光器端面傾斜的結(jié)構(gòu)更有 效。在通過(guò)衍射光柵的衍射光而使半導(dǎo)體激光器的振蕩波長(zhǎng)固定的情 況下，如果在半導(dǎo)體激光器中存在來(lái)自其他反射面的返回光，則難以 進(jìn)行穩(wěn)定的波長(zhǎng)的固定。通過(guò)使半導(dǎo)體激光器相對(duì)于固體激光器的端 面傾斜，能夠降低從固體激光器端面向半導(dǎo)體激光器的返回光，因此 實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的波長(zhǎng)的固定。圖21是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例10的激光光源的其他例子的圖，圖 21(a)是其表面圖，圖21(b)是其側(cè)面圖。在圖中，103r是激光光源，該激光光源103r是在圖20所示的實(shí) 施例9的激光光源103p中，代替窄頻帶的波長(zhǎng)濾波器133而具備體積 衍射光柵211，在反射表層6的表面的不遮擋來(lái)自半導(dǎo)體激光器2的 激勵(lì)光的位置配置了散熱裝置213。另外，在該激光光源103r中，在 半導(dǎo)體激光器202和波長(zhǎng)變換元件201之間配置熱分離層212,在固 體激光器102和波長(zhǎng)變換元件201的側(cè)面配置了散熱裝置75使得跨過(guò) 它們。在此，半導(dǎo)體激光器2是具有多個(gè)條狀的多條的半導(dǎo)體激光器，并被固定在散熱裝置1上。被微透鏡陣列131、 132夾著的體積衍射光 柵211使從半導(dǎo)體激光器2產(chǎn)生的激光中的特定波長(zhǎng)返回到半導(dǎo)體激 光器，能夠?qū)雽?dǎo)體激光器2的振蕩波長(zhǎng)固定為體積衍射光柵211的 反射波長(zhǎng)上。由此即使外部的溫度發(fā)生變化，也可以將半導(dǎo)體激光器 的振蕩波長(zhǎng)固定為固體激光器的吸收波長(zhǎng)，即808nm附近，能夠?qū)崿F(xiàn) 穩(wěn)定的固定激光器的振蕩。另外，通過(guò)使用微透鏡陣列，能夠使光學(xué) 系統(tǒng)小型化。固體激光器202和作為波長(zhǎng)變換元件201的非線性材料被夾著熱 分離層212地固定。熱分離層212可以利用空氣層、或熱傳導(dǎo)度高的 YAG結(jié)晶、鉆石等。熱分離層212對(duì)固體激光器202的發(fā)熱傳導(dǎo)到非 線性材料201的情況進(jìn)行抑制。在此，通過(guò)將熱分離層212相對(duì)于固 體激光器202的光軸傾斜地配置，從而防止在固體激光器202中產(chǎn)生 不需要的偏振光成分。散熱裝置也配置在固體激光器202的側(cè)面、用 來(lái)自微透鏡的光激勵(lì)的激勵(lì)部分之間的固體激光器表面。由此，能夠 大幅度地降低固體激光器202的激勵(lì)點(diǎn)之間的熱傳導(dǎo)，抑制多個(gè)激勵(lì) 部分中的熱影響，能夠進(jìn)行大輸出的多個(gè)激光振蕩。作為熱分離層212使用YAG結(jié)晶或鉆石的優(yōu)點(diǎn)除了能夠進(jìn)行熱分 離以外，還能夠使在固體激光器202和非線性材料201中產(chǎn)生的熱分 散到更廣的部分而抑制溫度上升，由此具有能夠進(jìn)行高輸出化的優(yōu)點(diǎn)， 進(jìn)而還具有通過(guò)熱分離層212的厚度而正確地控制固體激光器202與 非線性材料201的距離的優(yōu)點(diǎn)。為了激光振蕩的高效化，固體激光共 振器的面精度是重要的。作為熱分離層而使用平面度高的基材，能夠 提高制作精度，以高精度制作共振器。由此，提高了制作生產(chǎn)率。圖22是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例10的激光光源的其他例子的圖，圖 22 ( a )是其表面圖，圖22 ( b )是其側(cè)面圖。圖22所示的激光光源103s是在圖21所示的激光光源103r中， 在固體激光器的光入射側(cè)的面上設(shè)置透明的散熱裝置221，另外在該 激光光源103s中，對(duì)固體激光器4和波長(zhǎng)變換元件3，并不采取將構(gòu) 成它們的結(jié)晶的端面加工為傾斜的構(gòu)造。透明散熱裝置理想的是鉆石薄膜。熱 傳導(dǎo)度非常優(yōu)越，能夠抑制固體激光器的溫度上升，能夠進(jìn)行高輸出 化。另外，在相鄰的激勵(lì)部分之間設(shè)置散熱裝置213，提高了熱的擴(kuò) 散效果，降低了溫度上升。在固體激光器4和非線性材料3之間設(shè)置 熱分離層212，防止了固體激光器4的熱傳導(dǎo)到非線性材料3。在此， 不采取相對(duì)于激勵(lì)光的光軸傾斜地配置熱分離層的構(gòu)造，因此偏振光 分離與圖21所示的結(jié)構(gòu)相比變差，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此容易制作。另外， 通過(guò)組合透明散熱裝置221和散熱裝置213,用多個(gè)激勵(lì)部分進(jìn)行波 長(zhǎng)變換，能夠進(jìn)行高輸出化。 (實(shí)施例11)圖IO是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例11的激光光源的的圖，圖10 (a) 是其表面圖，圖10(b)是其側(cè)面圖。在圖中，103t是本實(shí)施例11的激光光源，該激光光源103t是在 圖2所示的實(shí)施例2的激光裝置103b中，在散熱裝置1的背面?zhèn)纫才?置了半導(dǎo)體激光器2。在此，對(duì)于散熱裝置背面?zhèn)鹊亩鄠€(gè)半導(dǎo)體激光 器2,由這些半導(dǎo)體激光器激勵(lì)的固體激光器4中的激勵(lì)部分相互離 開(kāi)300pm以上，并且由配置在散熱裝置1的表面上的多個(gè)半導(dǎo)體激光 器2激勵(lì)的固體激光器4的任意一個(gè)激勵(lì)部分都被配置為離開(kāi)300nm 以上。在這樣的結(jié)構(gòu)的激光光源103t中，將半導(dǎo)體激光器2安裝在散熱 裝置1的上下，因此以更少的體積提高了半導(dǎo)體激光器的安裝密度， 由此能夠謀求高效的激光光源的小型化。圖11是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例10的激光光源的其他例子的圖，圖 11 (a)是其表面圖，圖11 (b)是其側(cè)面圖。在圖中，103u是激光光源，該激光光源103u的結(jié)構(gòu)是越是接近 固體激光器側(cè)的部分越是減薄圖IO所示的實(shí)施例11的激光光源103t 的散熱裝置的厚度。在該激光光源103u中，散熱裝置lu的構(gòu)造是其 表面和背面傾斜，能夠使來(lái)自安裝在該散熱裝置的表面上的半導(dǎo)體激 光器111的激勵(lì)光、來(lái)自安裝在其背面的半導(dǎo)體激光器112的激勵(lì)光集中在固體激光器4中的激勵(lì)部分113。由此，能夠提高激勵(lì)部分113 的能量密度，能夠進(jìn)行高輸出的激光振蕩。作為散熱裝置需要熱傳導(dǎo) 度高的材料，理想的是SiC、鉆石、Cu合金等。另外，在上述各實(shí)施例的激光光源中，通過(guò)固體激光器激勵(lì)3或 6個(gè)激勵(lì)部分，但激勵(lì)部分的個(gè)數(shù)當(dāng)然并不只限于此。另外，各激勵(lì) 部分的間隔也不限于一定。 (實(shí)施例12)圖16是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例12的激光光源的圖，圖16 (a)是 激光光源的全體圖，圖16 (b)是其部分放大圖。圖17是說(shuō)明本發(fā)明 的實(shí)施例20的激光光源的其他例子的部分放大圖。本實(shí)施例12的激光光源103v具有產(chǎn)生激光的光纖激光器168、 對(duì)來(lái)自光纖激光器168的激光進(jìn)行波長(zhǎng)變換的波長(zhǎng)變換元件3。在此，上述波長(zhǎng)變換元件3由非線性光學(xué)結(jié)晶構(gòu)成，在其光入射 面上透過(guò)紅外光，并形成反射可視光的反射表層165,在其光出射面 上，透過(guò)可視光，并形成反射紅外光的反射表層164。另外，光纖激光器168的構(gòu)造是由泵浦光源167和摻雜了 Yb的 光纖構(gòu)成，其一端側(cè)與泵浦光源167結(jié)合，另一端側(cè)與非線性光學(xué)結(jié) 晶3的光入射面接近，并分支到3個(gè)光纖部分161。因此，該激光光 源的波長(zhǎng)變換元件3具有3個(gè)變換部分。在本實(shí)施例12的激光光源103v中，如圖所示，通過(guò)光纖161的 陣列構(gòu)造使在由泵浦光源167和摻雜了 Yb的光纖構(gòu)成的光纖激光器 168中產(chǎn)生的光分支，并導(dǎo)入到非線性光學(xué)材料3的多個(gè)位置。通過(guò) 非線性光學(xué)材料3的波長(zhǎng)變換部件166對(duì)來(lái)自多個(gè)光纖部分161的光 進(jìn)行變換，產(chǎn)生多光束的可視的激光ll。非線性光學(xué)材料3的波長(zhǎng)變 換部件如上述實(shí)施例1所說(shuō)明的那樣，因熱而產(chǎn)生輸出不穩(wěn)定現(xiàn)象， 因此在各變換部件產(chǎn)生超過(guò)1W的高輸出的情況下，為了在降低各變 換部件的輸出的同時(shí)，抑制各變換部件相互之間的熱影響，需要使變 換部件的間隔離開(kāi)100nm以上。在本實(shí)施例12中，在使在光纖激光器168中產(chǎn)生的光分支的多個(gè)光纖部分161中將纖核直徑8nm、包層直徑150nm的單模光纖配置為 陣列狀。光纖陣列的纖核間隔為150jim，變換部件的間隔也為150nm。 由于變換部件的間隔充分寬，所以能夠抑制相互的熱影響，穩(wěn)定地實(shí) 現(xiàn)高輸出的特性。作為對(duì)光纖陣列的基波，使用了光纖激光器168的 基波。光纖激光器能夠得到單橫模的高輸出基波，因此能夠通過(guò)波長(zhǎng) 變換元件進(jìn)行高效的變換。通過(guò)光纖陣列，即多個(gè)分支了的光纖部分, 來(lái)自泵浦光源167的輸出被分散為多個(gè)。通過(guò)使構(gòu)成光纖激光器的光 纖分支，使在光纖激光器中產(chǎn)生的紅外光分散，由多個(gè)波長(zhǎng)變換部件 波長(zhǎng)變換為可視的激光ll，由此能夠得到高輸出的可視光。在此，波長(zhǎng)變換元件3中的波長(zhǎng)變換部件有若干種結(jié)構(gòu)，但在本 實(shí)施例中，如圖16(b)所示那樣，設(shè)置為在非線性光學(xué)材料的兩面 設(shè)置了反射表層的結(jié)構(gòu)。反射表層164透過(guò)可視光，反射紅外光。另 一方面，反射表層165透過(guò)紅外光，反射可視光。從光纖激光器168 發(fā)出的紅外光的一部分通過(guò)波長(zhǎng)變換元件3被變換為可視光，成為激 光11而通過(guò)了反射表層164輸出。沒(méi)有變換的紅外光在反射表層164 反射，但反射后的紅外光再次通過(guò)了波長(zhǎng)變換元件3而變換為可視光。 變換為可視光的光在反射表層165反射，通過(guò)了反射表層164而出射 到外部。通過(guò)這樣設(shè)置反射膜，紅外光被來(lái)回進(jìn)行波長(zhǎng)變換，因此大 幅提高了變換效率。另一方面，圖17所示的激光光源是在圖16所示的實(shí)施例12的激 光光源103v中，代替反射表層164和165，而在非線性光學(xué)結(jié)晶3的 兩端具有無(wú)反射表層172、 173。在這樣的結(jié)構(gòu)的激光光源中，來(lái)自光 纖激光器168的分支了的光纖161的紅外光通過(guò)非線性材料3被波長(zhǎng) 變換為可視光。在該情況下，激光光源的變換效率與圖16所示的實(shí)施 例12相比成為一半左右的變換效率，但其結(jié)構(gòu)單純，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定性 優(yōu)越的激光光源。另外，在本實(shí)施例12中，作為光纖激光器，使用了使構(gòu)成單一光 纖激光器的光纖的一端側(cè)分支為多個(gè)的結(jié)構(gòu)，但也可以代替這樣的單 一光纖激光器，而使用多個(gè)光纖激光器。在該情況下，將多個(gè)光纖激光器的光出射側(cè)排列為陣列狀，如圖16 (b)、圖17所示那樣，通過(guò) 對(duì)來(lái)自這些光纖激光器的光進(jìn)行波長(zhǎng)變換，能夠謀求高輸出化。在這 樣使用多個(gè)光纖激光器的情況下，在能夠得到更高輸出的特性方面是 有利的。進(jìn)而，通過(guò)將多個(gè)光纖激光器的振蕩波長(zhǎng)選擇為不同的波長(zhǎng)， 能夠使波長(zhǎng)變換后的可視光包含多個(gè)波長(zhǎng)。在該情況下，需要設(shè)計(jì)分 極反轉(zhuǎn)的周期構(gòu)造，使得波長(zhǎng)變換部件的條件與來(lái)自各個(gè)光纖激光器 的波長(zhǎng)一致。通過(guò)產(chǎn)生不同的波長(zhǎng)的可視光，能夠降低激光的斑點(diǎn)噪 聲，能夠進(jìn)行高畫(huà)質(zhì)的圖像顯示。另外，如上所述，代替使多個(gè)光纖 激光器的振蕩波長(zhǎng)不同，也可以使多個(gè)光纖激光器的波長(zhǎng)頻鐠不同。另外，通過(guò)在光纖和波長(zhǎng)變換元件之間設(shè)置聚光光學(xué)系統(tǒng)，能夠 通過(guò)非線性材料3的內(nèi)部使來(lái)自光纖的出射光聚光，謀求提高變換效 率。另外，在該情況下，將非線性材料3配置為相對(duì)于來(lái)自光纖的光 束的光軸稍微傾斜，由此能夠防止來(lái)自非線性材料的反射光返回到光 纖。如果強(qiáng)的基波返回到光纖，則光纖端面會(huì)受到損傷，或者光纖激 光器自身或光纖激光器的泵浦光源會(huì)受到損傷，因此如上述那樣將非 線性材料3配置為相對(duì)于來(lái)自光纖的光束的光軸傾斜，是防止返回光 的有效手段。另外，本實(shí)施例12的激光光源的波長(zhǎng)變換元件具有3個(gè)變換部件， 但變換部件的個(gè)數(shù)當(dāng)然并不只限于此。另外，各變換部件之間的間隔 也并不限于一定。 (實(shí)施例13 )圖23是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例13的顯示器裝置的結(jié)構(gòu)圖。 本實(shí)施例13的顯示器裝置2000具有紅色光源2003、青色光源 2002、綠色光源2001;對(duì)來(lái)自各光源的光進(jìn)行合波的二色鏡2004;使 入射的光擴(kuò)散的擴(kuò)散板2006;在擴(kuò)散板2006上對(duì)合波了的光進(jìn)行掃 描的掃描反射鏡2005;使通過(guò)了上述擴(kuò)散板2006的光成為校準(zhǔn)光的 向場(chǎng)透鏡2007;進(jìn)行該校準(zhǔn)光的圖像變換的SLM2008;對(duì)圖像變換后 的光進(jìn)行投影的投影透鏡2009。另外，在本實(shí)施例22中，在上述綠 色光源2001中使用圖1所示的實(shí)施例1的激光光源103a。在該顯示器裝置2000中，如圖所示那樣，通過(guò)二色鏡2004對(duì)從 紅色光源2003、青色光源2002、綠色光源2001發(fā)出的光進(jìn)行合波， 由掃描反射鏡2005進(jìn)行掃描，從而使合波后的光變寬使得在作為圖像 變換元件的SLM2008的2維面內(nèi)具有均勻的光量分布。另外，通過(guò)擴(kuò) 散板2006使照射的光散射，通過(guò)掃描反射鏡2005隨著時(shí)間改變擴(kuò)散 板上的光的擴(kuò)散狀態(tài)，由此降低通過(guò)激光產(chǎn)生的斑點(diǎn)噪聲。在向場(chǎng)透 鏡2007中，使通過(guò)了擴(kuò)散板的光成為校準(zhǔn)光，通過(guò)投射透鏡2009將 由SLM2008進(jìn)行了圖像變換的光投射到外部的屏幕上。通過(guò)使用單板 的SLM，能夠小型化，但為了進(jìn)行RGB的全彩色顯示，需要隨著時(shí) 間切換紅、青、綠的光，按照投射各個(gè)影像的場(chǎng)時(shí)序方式進(jìn)行投射。 在分時(shí)地切換RGB的影像進(jìn)行投影的方式中，與連續(xù)投射紅、青、 綠的影像然后對(duì)各個(gè)進(jìn)行合成的方式相比，各個(gè)光源亮度需要是更高 亮度。另外，在本實(shí)施例13中，對(duì)紅色光源2003、青色光源2002使用 半導(dǎo)體激光器，綠色光源2001使用作為本發(fā)明的激光光源的組合了固 體激光器和波長(zhǎng)變換元件的光源。這是因?yàn)殡y以通過(guò)半導(dǎo)體激光器直接振蕩產(chǎn)生綠色，沒(méi)有高輸出 的具有可靠性的光源。在場(chǎng)時(shí)序方式下，RGB的切換為影像切換的3 倍頻率的切換。在l倍速的影像的情況下，影像的切換為60Hz，以其 3倍的180Hz切換RGB的光源。因此，投射影像的情況下的光切換的 開(kāi)關(guān)速度為非常慢的數(shù)100~數(shù)kHz左右，因此能夠追隨光源的溫度 上升。因此，通過(guò)脈沖進(jìn)行光峰值功率化是不現(xiàn)實(shí)的，要求光源有CW 動(dòng)作(連續(xù)動(dòng)作)下的高輸出特性。例如為了投射1001m亮度的影像， 作為綠色光源，需要輸出平均功率為0.5W左右、峰值功率為1 2W 左右的高輸出脈沖，通過(guò)不具有冷卻機(jī)構(gòu)的通常的固體激光器和波長(zhǎng) 變換元件是難以進(jìn)行穩(wěn)定的振蕩的。因此，本發(fā)明的具有多個(gè)激勵(lì)部 分的光源非常有效。通過(guò)多個(gè)發(fā)光點(diǎn)降低各個(gè)發(fā)光點(diǎn)的亮度，由此能 夠進(jìn)行穩(wěn)定的振蕩，并且能夠提高全體的光量。因此，不需要佩爾蒂 元件或水冷那樣的冷卻裝置，能夠小型化、低消耗功率化。平均功率4不會(huì)比這大，因此能夠降低光源的消耗功率，具有能夠?qū)崿F(xiàn)抑制了光 源的發(fā)熱的小型顯示器裝置的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)施例22的顯示器裝置通過(guò)2維圖像變換元件對(duì)入射光進(jìn)行影 像化，因此具有不會(huì)產(chǎn)生由于光源具有多光束而光束質(zhì)量惡化的弊端 的特征。通過(guò)具有多光束，能夠降低激光的干擾性，因此能夠降低斑 點(diǎn)噪聲，具有防止圖像的惡化的優(yōu)點(diǎn)。作為RGB光源，按照紅色>綠色>青色的順序，消耗功率變大。 因此，在小型的顯示器裝置的結(jié)構(gòu)中，如圖23所示那樣，理想的是紅 色和綠色的位置分離的結(jié)構(gòu)。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，能夠降低光源間的發(fā)熱的 影響。另外，在上述實(shí)施例13的顯示器裝置中，對(duì)綠色光源2001使用 本發(fā)明的實(shí)施例1的激光光源，但也可以對(duì)該綠色光源2001使用本發(fā) 明的實(shí)施例2~12的任意一個(gè)的激光光源。本發(fā)明通過(guò)使微芯片激光器發(fā)出多束光，能夠使得高固體激光器 化，同時(shí)謀求固體激光器內(nèi)的縱模、橫模的穩(wěn)定性，由此謀求輸出穩(wěn) 定化。由于能夠?qū)崿F(xiàn)輸出變動(dòng)少的高輸出的小型激光光源，所以其實(shí) 用效果大。另外，通過(guò)將本發(fā)明的激光光源適用于顯示器裝置中，能 夠?qū)崿F(xiàn)小型的顯示器裝置，因此其實(shí)用效果大。另外，通過(guò)將本發(fā)明 的激光光源適用于顯示器裝置中，能夠降低斑點(diǎn)噪聲，能夠?qū)崿F(xiàn)高畫(huà) 質(zhì)的顯示器裝置，因此其實(shí)用效果大。
權(quán)利要求
1.一種激光光源，其特征在于包括多個(gè)半導(dǎo)體激光器；固體激光媒介；波長(zhǎng)變換元件；形成在上述固體激光媒介的一個(gè)面上的第一反射層；形成在上述波長(zhǎng)變換元件的一個(gè)面上的第二反射層，其中在上述第一和第二反射層之間配置上述固體激光媒介和上述波長(zhǎng)變換元件，上述第一反射層和第二反射層的兩個(gè)反射端面構(gòu)成大致平行的激光共振器，由上述多個(gè)半導(dǎo)體激光器激勵(lì)上述固體激光媒介的多個(gè)激勵(lì)部分，上述多個(gè)激勵(lì)部分相互離開(kāi)300μm以上。
2. —種激光光源，其特征在于包括 3個(gè)以上的半導(dǎo)體激光器； 固體激光媒介；波長(zhǎng)變換元件；形成在上述固體激光媒介的一個(gè)面上的第一反射層； 形成在上述波長(zhǎng)變換元件的一個(gè)面上的第二反射層，其中 在上述第一和第二反射層之間配置上述固體激光媒介和上述波長(zhǎng) 變換元件，上述第一反射層和第二反射層的兩個(gè)反射端面構(gòu)成大致平行的激 光共振器，由上述3個(gè)以上的半導(dǎo)體激光器激勵(lì)上述固體激光媒介的3個(gè)以 上激勵(lì)部分，上述3個(gè)以上的激勵(lì)部分被配置為不位于同一直線上。
3. —種激光光源，其特征在于包括 多個(gè)半導(dǎo)體激光器；固體激光媒介； 波長(zhǎng)變換元件；形成在上述固體激光媒介的一個(gè)面上的第一反射層； 形成在上述波長(zhǎng)變換元件的一個(gè)面上的第二反射層，其中 在上述第一和第二反射層之間配置上述固體激光媒介和上述波長(zhǎng) 變換元件，上述第一反射層和第二反射層的兩個(gè)反射端面構(gòu)成大致平行的激 光共振器，由上述多個(gè)半導(dǎo)體激光器激勵(lì)上述固體激光媒介的多個(gè)激勵(lì)部分，通過(guò)熱分離機(jī)構(gòu)將上述多個(gè)激勵(lì)部分相互分離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3的任意一個(gè)所述的激光光源，其特征在于 上述波長(zhǎng)變換元件由多個(gè)非線性光學(xué)結(jié)晶構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1~3的任意一個(gè)所述的激光光源，其特征在于 上述波長(zhǎng)變換元件由一個(gè)非線性光學(xué)結(jié)晶構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1~3的任意一個(gè)所述的激光光源，其特征在于 上述固體激光媒介由多個(gè)固體激光器結(jié)晶構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光光源，其特征在于 上述多個(gè)固體激光器結(jié)晶具有其組成或材質(zhì)的至少一個(gè)不同的結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1~3的任意一個(gè)所述的激光光源，其特征在于 上述激勵(lì)部分有3個(gè)以上，各相鄰的激勵(lì)部分的間隔相互不同。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光光源，其特征在于 還具備散熱裝置，其中 在上述散熱裝置的表面形成臺(tái)階高差，上述至少若干個(gè)半導(dǎo)體激光器被安裝在上述散熱裝置上使得由于 上述散熱裝置上的臺(tái)階高差而位于不同的高度上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光光源，其特征在于上述半導(dǎo)體激光器和上述固體激光媒介分別具備散熱裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的激光光源，其特征在于 上述半導(dǎo)體激光器和上迷固體激光媒介其各自的散熱裝置分離。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光光源，其特征在于 上述激光共振器具備配置在上述固體激光媒介的多個(gè)激勵(lì)部分之間的散熱部件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光光源，其特征在于 上述激光共振器具有配置在上述固體激光媒介和上述波長(zhǎng)變換元件之間的熱分離層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~3的任意一個(gè)所述的激光光源，其特征在于 上述固體激光媒介由陶瓷材料構(gòu)成，上述固體激光媒介的多個(gè)激勵(lì)部分的至少一個(gè)的材質(zhì)或組成的至 少一方與其他激勵(lì)部分不同，從上述至少一個(gè)激勵(lì)部分產(chǎn)生波長(zhǎng)與其他激勵(lì)部分不同的激光。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~3的任意一個(gè)所述的激光光源，其特征在于 上述固體激光媒介的多個(gè)激勵(lì)部分分別在振蕩狀態(tài)下具有不同的溫度，由于上述溫度差，而振蕩產(chǎn)生具有相互不同振蕩波長(zhǎng)或振蕩頻 鐠的激光。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1~3的任意一個(gè)所述的激光光源，其特征在于 還具備光反饋元件，其中通過(guò)上述光源反饋元件，使上述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長(zhǎng)固定。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光光源，其特征在于 上述光源反饋元件是體積衍射光柵或波長(zhǎng)選擇濾波器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~3的任意一個(gè)所述的激光光源，其特征在于 還具備光纖陣列，其中來(lái)自上述多個(gè)半導(dǎo)體激光器的光經(jīng)由上述光纖陣列被導(dǎo)入到上述 固體激光媒介，而激勵(lì)該固體激光媒介。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~3的任意一個(gè)所述的激光光源，其特征在于 上述固體激光媒介和上述波長(zhǎng)變換元件的至少一方具有相對(duì)于來(lái)自上述激勵(lì)光源的激勵(lì)光的光軸傾斜的端面。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的激光光源，其特征在于 上述固體激光媒介和上述波長(zhǎng)變換元件的至少一方所具有的傾斜蕩波長(zhǎng)對(duì)^的布儒斯特角。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1 3的任意一個(gè)所述的激光光源，其特征在于 上述波長(zhǎng)變換元件是非線性光學(xué)結(jié)晶，上述非線性光學(xué)結(jié)晶是包含具有周期性的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的Mg;、 Zn、 In、 Sc的任意一個(gè)的LiNb03，并且上述非線性光學(xué)結(jié)晶的厚度是lmm以下。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的激光光源，其特征在于 形成在上述非線性光學(xué)結(jié)晶上的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的周期在上述非線性光學(xué)結(jié)晶內(nèi)具有分布。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~3的任意一個(gè)所述的激光光源，其特征在于 上述固體激光媒介是固體激光器結(jié)晶， 上述固體激光器結(jié)晶的任意一個(gè)的相對(duì)的側(cè)面是非平行的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光光源，其特征在于 固體激光媒介是固體激光器結(jié)晶，在上述固體激光器結(jié)晶的端面上形成為溝位于上述相鄰的激勵(lì)部 分之間。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的激光光源，其特征在于 形成在上述固體激光器結(jié)晶的端面上的溝和該固體激光器結(jié)晶的與激勵(lì)光的光軸平行的側(cè)面是非平行的。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1~3的任意一個(gè)所述的激光光源，其特征在于 在上述固體激光器結(jié)晶的端面上傾斜地配置上述半導(dǎo)體激光器，使得來(lái)自上述半導(dǎo)體激光器的光傾斜入射。
27. —種激光光源，其特征在于包括 激勵(lì)光源；固體激光媒介；波長(zhǎng)變換元件，其中上述固體激光媒介通過(guò)上述激勵(lì)光源被激勵(lì)，由此產(chǎn)生多個(gè)激光， 上述波長(zhǎng)變換元件具備多個(gè)波長(zhǎng)變換部件，上述多個(gè)激光在上述波長(zhǎng)變換元件的不同的波長(zhǎng)變換部件中被變 換為短波長(zhǎng)光，上述波長(zhǎng)變換部件相互離開(kāi)100nm以上。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的激光光源，其特征在于 上述固體激光媒介是光纖激光器。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的激光光源，其特征在于 來(lái)自上述光纖激光器的激光被分割為多個(gè)激光光束。
30. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的激光光源，其特征在于 上述固體激光媒介由多個(gè)光纖激光器構(gòu)成。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的激光光源，其特征在于來(lái)自上述多個(gè)光纖激光器的激光中的至少一個(gè)具有不同的振蕩波 長(zhǎng)或不同的波長(zhǎng)頻語(yǔ)。
32. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的激光光源，其特征在于 上述波長(zhǎng)變換元件由具有周期性的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的非線性光學(xué)結(jié)晶構(gòu)成。
33. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的激光光源，其特征在于 上述波長(zhǎng)變換元件由多個(gè)非線性光學(xué)結(jié)晶構(gòu)成。
34. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的激光光源，其特征在于 上述波長(zhǎng)變換元件由一個(gè)非線性光學(xué)結(jié)晶構(gòu)成。
35. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的激光光源，其特征在于 上述波長(zhǎng)變換元件是非線性光學(xué)結(jié)晶，上述非線性光學(xué)結(jié)晶是包含具有周期性的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的Mg、 Zn、 In、 Sc的寸壬意一個(gè)的LiNb03，并且上述非線性光學(xué)結(jié)晶的厚度是lmm以下。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的激光光源，其特征在于 形成在上述非線性光學(xué)結(jié)晶上的分極反轉(zhuǎn)構(gòu)造的周期在上述非線性光學(xué)結(jié)晶內(nèi)具有分布。
37. —種顯示器裝置，其特征在于包括 權(quán)利要求l、 2、 3、 27的任意一個(gè)記載的激光光源； 校準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)；均勻化光學(xué)系統(tǒng)； 2維圖像變換設(shè)備，其中來(lái)自上述激光光源的多個(gè)激光光束通過(guò)上述均勻化光學(xué)系統(tǒng)使面 內(nèi)強(qiáng)度分布均勻化，通過(guò)上述2維圖像變換設(shè)備變換為圖像。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的顯示器裝置，其特征在于 上述均勻化光學(xué)系統(tǒng)由棒狀棱鏡構(gòu)成。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的激光光源，其特征在于 還具備光學(xué)元件，其中通過(guò)上述光學(xué)元件調(diào)制入射到上述棒狀棱鏡的激光的偏轉(zhuǎn)、相位、 偏振光的至少一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明在固體激光光源中，具備多個(gè)半導(dǎo)體激光器(2)、固體激光器(4)、作為波長(zhǎng)變換元件的非線性材料(3)、形成在上述固體激光器的一個(gè)面上的反射表層(5)、形成在上述非線性材料(3)的一個(gè)面上的反射表層(6)，在上述兩個(gè)反射表層之間，配置上述固體激光器和上述波長(zhǎng)變換元件，構(gòu)成激光共振器，由上述多個(gè)半導(dǎo)體激光器激勵(lì)的上述固體激光器(4)中的多個(gè)激勵(lì)部分(8)相互離開(kāi)300μm以上，由此激光振蕩的橫模之間沒(méi)有干擾，能夠提供一種能夠得到穩(wěn)定高輸出的高輸出并且穩(wěn)定的小型的固體激光光源。
文檔編號(hào)H01S3/094GK101233657SQ20068002771
公開(kāi)日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月28日
發(fā)明者古屋博之, 山本和久, 橫山敏史, 水內(nèi)公典 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社