本发明专利技术提供一种波长转换激光装置，包括：射出激光的激光光源；反射激光的两个反射面；设置在两个反射面之间并将激光转换成波长转换光的波长转换元件；以及使所述激光聚光并射入反射面之间的聚光光学系统，其中，两个反射面的至少其中之一具有曲率，让激光的光路发生变化以使激光一边改变射向波长转换元件的入射角一边多次往返于反射面之间，并将激光聚光在反射面之间，聚光光学系统被配置成使多次往返于反射面之间的激光的光束束腰位置分散在波长转换元件内，这样，可避免波长转换元件的破坏或波长转换的不稳定性，并获得高输出的波长转换光。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种进行基波激光的波长转换并输出波长转换激光的波长转换激光 装置及使用该波长转换激光装置的图像显示装置。
技术介绍
现有一种利用波长转换元件的非线性光学现象，将基波激光的波长转换成第二谐 波(Second Harmonic Generation :SHG)、和频、差频等转换波的波长转换激光装置。例如，如图27所示，波长转换激光装置包括基波激光光源101、使基波激光光源 101射出的基波激光聚光的透镜102、产生聚光后的基波激光的第二谐波的波长转换元件 103以及分离基波激光与谐波激光的分色镜104。波长转换元件103采用非线性光学晶体，通过适当地调节晶体的方位或极化反转 结构等以使基波与转换波的相位匹配，来进行基波的波长转换。尤其是，使用了极化反转结 构的波长转换元件通过准相位匹配，在低功率下也可进行高效的波长转换，通过设计能够 进行各种波长转换。所谓极化反转结构，是指设置有使非线性光学晶体103的自发极化周 期性地反转的区域的结构。若将波长转换元件的相互作用长度设为L，将基波的功率设为P，将在波长转换元 件中的射束剖面积设为A，将与相位匹配条件的偏差设为Ak，则从基波转换成第二谐波的 转换效率n为n L2P/AX sine2 ( A kL/2)。另外，在相对于相互作用长度L为适当的聚光条件的情况下，转换效率n为<formula>formula see original document page 5</formula>为了提高转换效率，可增加相互作用长度L，但由于对与相位匹配条件的偏差的允 许幅度与L成反比例的关系，因此有导致调整或基波的条件变得严格的问题。尤其是在高 输出的波长转换激光装置中，会产生波长转换元件引起的基波及转换波的吸收而使波长转 换元件发热，因此，波长转换元件的温度变得不均勻，从而导致转换效率劣化。这种现象尤 其在波长转换激光强的情况下极为显著。至今为止，为了提高波长转换激光装置的转换效率，已提出了许多方案。例如，在 日本专利公开公报特开平11-44897号中，提出了通过使用多个波长转换元件与聚光装置 来提高转换效率。另外，在日本专利公开公报特开2006-208629号中，提出了在波长转换元 件中设置基波激光的反射体，使基波激光再次射入波长转换元件。另外，在日本专利公开公 报特开2005-268780号中，提出了将波长转换元件配置在相对着的反射镜之间，对往返的 基波激光进行波长转换。另外，在日本专利公开公报特开平5-265058号中，提出了将基波 激光注入到共振器内，使基波激光集中在共振器的光轴上以进行波长转换。然而，以往所提出的结构虽然可提高波长转换激光装置的转换效率，但一直考虑 的就是提高转换效率，而并未考虑扩大偏离相位匹配条件时的允许幅度等。扩大对与相位 匹配条件的偏差的允许幅度，可提高装置的稳定性或可靠性，也可实现装置的小型化等。另外，若使基波激光的功率集中在非线性光学晶体内的一部分，则会存在以下问题，即，由于 发生光损伤或发热而使非线性光学晶体中的波长转换迟误，导致波长转换激光装置的转换 动作不稳定。而且，以往所提出的结构虽然可使波长转换激光装置在低输出时的转换效率提 高，但由于未考虑高输出时的发热等，所以存在高输出时的光转换率的劣化或温度控制变 得复杂的问题。另外，以往所提出的结构并未考虑将基波激光光源作为多模的激光光源时 转换效率的提高等。另外，由于波长转换激光装置中的相位匹配条件严格，所以仅使谱宽狭窄的激光 振荡，且激光造成的干涉噪声大，这在影像领域等中成为新的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可提高转换效率、扩大对来自相位匹配条件的偏差的 允许幅度、并能稳定地射出高输出的转换波的波长转换激光装置。本专利技术的另一目的还在于提供一种进行谱宽宽广的激光振荡的低干涉波长转换 激光装置。本专利技术所提供的波长转换激光装置包括射出激光的激光光源；反射所述激光的 两个反射面；设置在所述两个反射面之间将所述激光转换成波长转换光的波长转换元件； 以及使所述激光聚光并射入所述反射面之间的聚光光学系统，其中，所述两个反射面的至 少其中之一具有曲率，让所述激光的光路发生变化以使该激光一边改变射向所述波长转换 元件的入射角一边多次往返于所述反射面之间，并将所述激光聚光在所述反射面之间，所 述聚光光学系统被配置成使多次往返于所述反射面之间的激光的光束束腰位置分散在所 述波长转换元件内。根据上述结构，能够实现一种可实现高转换效率和稳定的高输出的出射，且可输 出散斑噪声得以降低的低干涉性的波长转换光的波长转换激光装置。本专利技术所提供的图像显示装置包括上述各结构的波长转换激光装置；使从所述 波长转换激光装置射出的多束波长转换光重叠的光学系统；以及对通过所述光学系统而被 重叠的波长转换光进行调制的调制元件。上述各结构的波长转换激光装置，由于可实现高转换效率和稳定的高输出的出 射，且可输出散斑噪声得以降低的低干涉性的波长转换光，因此可适合用于图像显示装置。 通过由光学系统将从该波长转换激光装置射出的多束波长转换光进行叠加，并由调制元件 对该光学系统所叠加的波长转换光进行调制，可进行最佳的图像显示。附图说明图1A是本专利技术实施方式1中的波长转换激光装置的概要图。图1B是对本专利技术实 施方式1中的波长转换激光装置的基波激光的光路进行说明的说明图。图2是表示本专利技术实施方式1中的基波激光的通过通路与基波激光射向波长转换 元件的入射角之间的关系的图。图3是表示本专利技术实施方式1中的波长转换元件的温度与转换效率之间的关系的 图。图4是本专利技术实施方式2中的波长转换激光装置的概要图。图5是表示本专利技术实施方式3中的波长转换激光装置的概要结构及基波激光的光 路的说明图。图6A是表示本专利技术实施方式4中的波长转换元件与第1及第2凹面镜的示意图。 图6B是表示本专利技术实施方式4中的波长转换元件的一例的示意图。图6C是表示本专利技术实 施方式4中的波长转换元件的其他例的示意图。图7A是本专利技术实施方式5中的波长转换激光装置的概要俯视图。图7B是本专利技术 实施方式5中的波长转换激光装置的概要侧视图。图8A是本专利技术实施方式6中的波长转换激光装置的概要俯视图。图8B是本专利技术 实施方式6中的波长转换激光装置的概要侧视图。图9是本专利技术实施方式7中的波长转换激光装置的概要图。图10是表示本专利技术实施方式7中的针对波长的合计转换效率的图。图11A是本专利技术实施方式8中的波长转换激光装置的概要俯视图。图11B是本发 明实施方式8中的波长转换激光装置的概要侧视图。图12是本专利技术实施方式9中的波长转换激光装置的概要图。图13是本专利技术实施方式10中的波长转换激光装置的概要图。图14是本专利技术实施方式11中的波长转换激光装置的概要图。图15是本专利技术实施方式12中的波长转换激光器的概要图。图16是本专利技术实施方式13中的波长转换激光装置的概要图。图17是本专利技术实施方式14中的波长转换激光装置的概要图。图18A是本专利技术实施方式15中的波长转换激光装置的概要图。图18B是对本发 明实施方式15中的波长转换激光装置的基波激光的光路进行说明的说明图。图19是本专利技术实施方式16中的波长转换激光装置的概要的立体图。图20是本专利技术实施方式17本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种波长转换激光装置，其特征在于包括：激光光源，射出激光；两个反射面，反射所述激光；波长转换元件，设置在所述两个反射面之间，将所述激光转换成波长转换光；以及聚光光学系统，使所述激光聚光并射入所述反射面之间，其中，所述两个反射面的至少其中之一具有曲率，让所述激光的光路变化以使该激光一边改变射向所述波长转换元件的入射角一边多次往返于所述反射面之间，并将所述激光聚光在所述反射面之间，所述聚光光学系统被配置成使多次往返于所述反射面之间的激光的光束束腰位置分散在所述波长转换元件内。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：水岛哲郎，古屋博之，楠龟弘一，水内公典，山本和久，堀川信之，式井慎一，伊藤达男，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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