[发明专利]激光光源装置、照明装置、监视装置及投影机

说明书

技术领域

本发明涉及具备发出激光的激光光源的激光光源装置、具备该激光光源装置的照明装置、监视装置及投影机。

背景技术

以往，作为波长转换的技术，使之发生入射光半波长的光的二次谐波发生(Second Harmonic Generation：SHG)技术已为众所周知。通过将该SHG的技术和半导体激光器的技术进行组合，而可以使用在远红外区激发的易于得到的半导体激光器，获得可见区域内波长的激光。

作为上述组合的技术一例，有下述的专利文献1。据此，使从半导体激光器发出的激光通过透镜入射于SHG元件，将激光不断转换成二次谐波。在专利文献1等中，改进了SHG元件的结构，使转换效率得到提高。

专利文献1：特开平5-297428号公报

但是，就上述以往的技术而言，可以改善SHG元件的特性，尽管如此，却因下述(1)、(2)的原因，而出现了在SHG元件中不能期望充分的转换效率提高这样的问题。

(1)设置于半导体激光器和SHG元件之间的透镜是所谓的场透镜，并且是聚光所需的，对于这种透镜来说，若和SHG元件之间的距离相隔某种程度以上(若变得比焦点距离远)，则对SHG元件的入射光的光线密度下降。因为光波长转换元件的转换能量如下所述，受入射光的光线密度影响较大，所以若入射光的光线密度下降，则无法进行高效的波长转换。

(2)就上述场透镜来说，因为光线的放射角度相对光轴具有较大的倾斜度，所以激光向SHG元件的外侧漫射，难以在SHG元件内有效作为光路来确保。因此，无法进行高效的波长转换。

发明内容

本发明要解决的问题在于，提高SHG元件的转换效率，能够以高输出发生激光。

作为用来解决上述问题至少一部分的手段，采取下面所示的结构。

本发明的激光光源装置，具备：

激光光源，发出作为基波的激光；和

光波长转换元件，将上述基波转换成二次谐波；

其特征为，

在上述激光光源和上述光波长转换元件之间，配置光学透镜系统，从上述激光光源侧按顺序具备第1面和第2面，该第1面具有正的折射力，该第2面具有负的折射力。

根据上述结构的激光光源装置，按照由光学透镜系统的第1面而产生的正折射力，对来自激光光源的激光进行聚光，使激光的光线密度得到提高。

对于光波长转换元件而言，在激光那种较强的光通过时，引起非线性光学效应。该非线性光学效应的现象用下述的(1)式来表达。

P＝ε_ox⁽¹⁾E+ε_ox⁽²⁾E E+ε_ox⁽³⁾E E E+…    (1)

这里，P是物质中产生的极化，E是入射光的电场强度，ε_o是真空中的介电常数，x⁽¹⁾、x⁽²⁾、x⁽³⁾、…是用2阶、3阶、4阶…的张量表达的非线性灵敏度。根据(1)式，在极化P的确定中，入射光的电场强度E为较大的主要原因。因此，为了提高波长转换的效率，重要的是提高入射于光波长转换元件的激光的光线密度。如上所述，因为以光学透镜系统的第1面能谋求光线密度的提高，所以波长转换的效率有所提高。

再者，利用第1面提高了光线密度的激光在维持高光线密度的状态下，利用由下一级的第2面而产生的负折射力，拉长焦点距离。若焦点距离变长，则光线的行进角度接近光轴方向，其结果为，因为容易在光波长转换元件内有效作为光路来确保，所以波长转换的效率得到进一步提高。

从而，根据本发明的激光光源装置，可以凭借上述2个作用来提高光波长转换元件的转换效率，其结果为，能够以高输出发生激光。

上述激光光源也可以为激光器阵列，其中排列多个发出激光的发光部。另外，上述激光器阵列也可以为面发光型，其中光谐振的方向相对基板面垂直。

上述光学透镜系统也可以为弯月形状的光学器件，单面以作为上述第1面的凸面且相反面以作为上述第2面的凹面，来形成。根据该结构，可以采用弯月形状的光学器件，容易构成同时具有正折射力和负折射力的光学透镜系统。

上述弯月形状的光学器件也可以为柱面透镜。即使激光光源是排列多个发光部的激光器阵列，通过使之为柱面透镜，也可以容易制作弯月形状的光学器件。