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JP2008139381A - Wavelength conversion element, light source device, projector and monitor device - Google Patents

Wavelength conversion element, light source device, projector and monitor device Download PDF

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JP2008139381A
JP2008139381A JP2006323079A JP2006323079A JP2008139381A JP 2008139381 A JP2008139381 A JP 2008139381A JP 2006323079 A JP2006323079 A JP 2006323079A JP 2006323079 A JP2006323079 A JP 2006323079A JP 2008139381 A JP2008139381 A JP 2008139381A
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JP
Japan
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light
wavelength
conversion element
wavelength conversion
light emitting
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Application number
JP2006323079A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Zakouji
誠 座光寺
Shunji Uejima
俊司 上島
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

【課題】全体的な変換効率を落とすことなく、発光部ごとの出力波長にバラツキが生じていても、変換される波長の許容範囲を広くすることが可能な波長変換素子、光源装置及びプロジェクタを提供すること。
【解決手段】複数の発光部から射出される複数のレーザ光が入射され、複数のレーザ光のそれぞれを所定の波長に変換して射出させる波長変換素子であって、複数の発光部のそれぞれに対応して複数の光通過領域Lが設けられ、複数の光通過領域Lが複数の発光部から射出されたレーザ光の中心軸に沿って、分極が互いに反転したドメインの繰り返し構造を有しており、複数の光通過領域Lのそれぞれのドメインのレーザ光の中心軸方向の幅が複数の発光部の配列方向Kに沿って異なることを特徴とする。
【選択図】図3
A wavelength conversion element, a light source device, and a projector capable of widening a permissible range of wavelengths to be converted even when output wavelengths vary among light emitting units without reducing the overall conversion efficiency. To provide.
A wavelength conversion element that receives a plurality of laser beams emitted from a plurality of light emitting units, converts each of the plurality of laser beams into a predetermined wavelength, and emits the converted light. Correspondingly, a plurality of light passage regions L are provided, and the plurality of light passage regions L have a repeating structure of domains whose polarizations are reversed from each other along the central axis of the laser light emitted from the plurality of light emitting units. In addition, the width in the central axis direction of the laser light of each domain of the plurality of light passing regions L is different along the arrangement direction K of the plurality of light emitting units.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、波長変換素子、光源装置、プロジェクタ及びモニタ装置に関する。   The present invention relates to a wavelength conversion element, a light source device, a projector, and a monitor device.

近年、コヒーレント光源は、画像表示装置、光通信分野、医療分野や顕微鏡などの計測分野においても欠かせないものとなっている。そして、コヒーレント光の波長もその目的によって様々な波長が使用される。
そこで、非線形光学効果を利用した波長変換素子は、波長変換により光の波長を変換することでレーザ光源の使用波長の拡大が図れるため多くの分野で利用されている。このような非線形光学効果を利用した光の波長変換では、変換前の基本波と変換後の高調波との間で位相整合条件が成立する必要があり、周期的に分極方向を反転させた擬似位相整合法が用いられている。しかしながら、波長変換素子は、実際には位相整合条件を満足する波長の許容度が極端に狭いため、基本波の波長がずれると出力が極端に低下してしまう。
In recent years, coherent light sources have become indispensable in measurement fields such as image display devices, optical communication fields, medical fields, and microscopes. Various wavelengths of coherent light are used depending on the purpose.
Therefore, wavelength conversion elements using the nonlinear optical effect are used in many fields because the wavelength used by the laser light source can be expanded by converting the wavelength of light by wavelength conversion. In wavelength conversion of light using such a nonlinear optical effect, it is necessary to satisfy a phase matching condition between the fundamental wave before conversion and the harmonic wave after conversion, and the pseudo-polarization in which the polarization direction is periodically reversed. A phase matching method is used. However, since the wavelength conversion element actually has an extremely narrow wavelength tolerance that satisfies the phase matching condition, if the wavelength of the fundamental wave is shifted, the output is extremely reduced.

また、光源として用いられる半導体レーザはウエハ上で作りこまれ、ダイシングにより切り出されてチップとして製造される。このウエハ面内で製造のバラツキがあり、切り出された場所により特性が異なるという問題がある。そこで、この課題を解決するために、波長変換素子内のレーザ光の進行方向に、異なる分極ピッチの周期構造を作り込んだ波長変換素子が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
この特許文献1に記載の波長変換素子は、光の進行方向に3つの領域に分割され、領域ごとに異なる周期を持つ分極反転層が形成された素子となっている。このようにして半導体レーザの出力波長のばらつきに対応させ、波長変換素子の波長許容度の拡大を図っている。
特開平5−273623号公報
A semiconductor laser used as a light source is manufactured on a wafer, cut out by dicing, and manufactured as a chip. There is a manufacturing variation within the wafer surface, and there is a problem that the characteristics differ depending on the location where the wafer is cut out. In order to solve this problem, there has been proposed a wavelength conversion element in which periodic structures having different polarization pitches are made in the traveling direction of laser light in the wavelength conversion element (see, for example, Patent Document 1).
The wavelength conversion element described in Patent Document 1 is an element in which a domain-inverted layer is formed that is divided into three regions in the light traveling direction and has a different period for each region. In this way, the wavelength tolerance of the wavelength conversion element is increased in response to variations in the output wavelength of the semiconductor laser.
JP-A-5-273623

しかしながら、波長変換の効率は素子長に比例するため、上記特許文献1に記載の波長変換素子では、分極ピッチの周期として位相整合条件と合致する部分と合致しない部分とが波長変換素子の長さ方向に混在しているので、全体的な変換効率が低下するという問題が生じる。   However, since the efficiency of wavelength conversion is proportional to the element length, in the wavelength conversion element described in Patent Document 1, the length of the wavelength conversion element is the part that does not match the phase matching condition as the period of the polarization pitch. Since they are mixed in the direction, there arises a problem that the overall conversion efficiency is lowered.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、全体的な変換効率を落とすことなく、発光部ごとの出力波長にバラツキが生じていても、変換される波長の許容範囲を広くすることが可能な波長変換素子、光源装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and even if there is variation in the output wavelength of each light emitting unit without reducing the overall conversion efficiency, the allowable range of the wavelength to be converted An object of the present invention is to provide a wavelength conversion element, a light source device, and a projector that can widen the range.

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の波長変換素子は、複数の発光部を有する発光部から射出されたレーザ光のうち、一部の波長をそれぞれの所定の波長に変換するとともに、前記所定の波長に変換された光と前記所定の波長に変換されなかったレーザ光とを射出し、前記複数の発光部のそれぞれに対応して複数の光通過領域が設けられ、前記複数の光通過領域が前記複数の発光部から射出されたレーザ光の中心軸に沿って、分極が互いに反転したドメインの繰り返し構造を有しており、前記複数の光通過領域のそれぞれの前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅が前記複数の発光部の配列方向に沿って異なることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The wavelength conversion element of the present invention converts a part of wavelengths of laser light emitted from a light emitting unit having a plurality of light emitting units into respective predetermined wavelengths, and the light converted into the predetermined wavelengths, The laser light that has not been converted to the predetermined wavelength is emitted, and a plurality of light passing regions are provided corresponding to each of the plurality of light emitting units, and the plurality of light passing regions are emitted from the plurality of light emitting units. A domain having a repetitive domain whose polarizations are reversed with respect to each other along the central axis of the laser beam, and the width of each of the plurality of light passing regions in the central axis direction of the laser beam It differs along the arrangement direction of the light emitting parts.

まず、発光部は製造の誤差等により、発光部のピーク波長が数nm程度異なる場合が生じる。このとき、本発明に係る波長変換素子では、複数の発光部のそれぞれに対応して複数の光通過領域が設けられている。そして、この複数の光通過領域のそれぞれのドメインのレーザ光の中心軸方向の幅が異なっているので、発光部のピーク波長と一致したあるいは近い波長が変換されるドメインの幅となる光通過領域に光を入射させることができる。
このように、発光部のピーク波長に一致したあるいは近い波長を変換するドメインの幅となっている光通過領域に合わせて光を入射させることにより、入射した光の強度を落とすことなく変換される波長の許容範囲を広くすることができる。
First, the light emitting part may have a peak wavelength of about several nanometers different due to manufacturing errors or the like. At this time, in the wavelength conversion element according to the present invention, a plurality of light passage regions are provided corresponding to each of the plurality of light emitting units. And since the width of the central axis direction of the laser beam of each domain of the plurality of light passing regions is different, the light passing region which is the width of the domain whose wavelength coincides with or is close to the peak wavelength of the light emitting part Light can be incident on the.
In this way, by making the light incident in accordance with the light passage region that is the width of the domain for converting the wavelength that matches or is close to the peak wavelength of the light emitting portion, the light is converted without reducing the intensity of the incident light. The allowable range of wavelengths can be widened.

また、本発明の波長変換素子は、前記複数の光通過領域のそれぞれが複数の光変換領域に分けられ、前記複数の光変換領域のそれぞれの前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅がそれぞれ異なることが好ましい。   In the wavelength conversion element of the present invention, each of the plurality of light passing regions is divided into a plurality of light conversion regions, and the width of the laser beam in the central axis direction of each of the domains of the plurality of light conversion regions is Each is preferably different.

本発明に係る波長変換素子では、発光部ごとの射出される光の波長のバラツキに基づいたドメインの幅となる複数の光変換領域が形成されている。これにより、発光部から射出される光の波長に応じた光変換領域に光を入射させることができる。このように、光通過領域を複数の光変換領域に分けることで、発光部と波長変換素子との位置合わせが容易となり、入射した光の強度を落とすことなく、簡易な構成で所定の波長に変換することができる。   In the wavelength conversion element according to the present invention, a plurality of light conversion regions having a domain width based on a variation in wavelength of emitted light for each light emitting section are formed. Thereby, light can be made to enter into the light conversion area | region according to the wavelength of the light inject | emitted from a light emission part. In this way, by dividing the light passage region into a plurality of light conversion regions, it becomes easy to align the light emitting portion and the wavelength conversion element, and it is possible to obtain a predetermined wavelength with a simple configuration without reducing the intensity of incident light. Can be converted.

また、本発明の波長変換素子は、前記複数の光通過領域の前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅が前記複数の発光部の配列方向に沿って連続的に変化することが好ましい。   In the wavelength conversion element of the present invention, it is preferable that the width in the central axis direction of the laser light of the domains of the plurality of light passing regions continuously change along the arrangement direction of the plurality of light emitting units.

本発明に係る波長変換素子では、各光通過領域のドメインの幅を連続的に変化させることにより、所定の波長帯域内にピーク波長を有する発光部に対応させることができる。すなわち、所定の波長帯域内にピーク波長を有する発光部であれば、どのピーク波長を有する発光部であっても、ピーク波長に一致した波長を変換するドメインの幅となっている光通過領域で、発光部から射出された光の波長を変換させることができる。したがって、本発明の波長変換素子は、入射した光の強度をさらに落とすことなく発光部から射出された光の波長を変換することができる。   In the wavelength conversion element according to the present invention, it is possible to correspond to a light emitting unit having a peak wavelength in a predetermined wavelength band by continuously changing the domain width of each light passage region. That is, as long as the light emitting part has a peak wavelength within a predetermined wavelength band, the light passing part having the width of the domain for converting the wavelength that matches the peak wavelength can be used regardless of the light emitting part having any peak wavelength. The wavelength of the light emitted from the light emitting unit can be converted. Therefore, the wavelength conversion element of the present invention can convert the wavelength of the light emitted from the light emitting unit without further reducing the intensity of the incident light.

また、本発明の波長変換素子は、前記複数の光通過領域のピッチが、前記複数の発光部のピッチと同じであることが好ましい。   In the wavelength conversion element of the present invention, it is preferable that the pitch of the plurality of light passage regions is the same as the pitch of the plurality of light emitting units.

本発明に係る波長変換素子では、複数の光通過領域のピッチが、複数の発光部のピッチと同じであるため、発光部のピーク波長と一致したあるいは近い波長が変換されるドメインの光通過領域に合わせてレーザ光を入射させる際、発光部と波長変換素子との位置合わせが容易となる。   In the wavelength conversion element according to the present invention, since the pitch of the plurality of light passing regions is the same as the pitch of the plurality of light emitting units, the light passing region of the domain in which the wavelength that matches or is close to the peak wavelength of the light emitting unit is converted. When the laser beam is incident in accordance with the above, it is easy to align the light emitting portion and the wavelength conversion element.

本発明の光源装置は、レーザ光を発光する複数の発光部と、上記の波長変換素子と、該波長変換素子から射出されたレーザ光のうち前記所定の波長に変換されなかったレーザ光を選択して前記発光部に向かって反射させることによって前記発光部の共振器ミラーとして機能するとともに、残りのレーザ光を透過させる波長選択素子とを備えることを特徴とする。   The light source device of the present invention selects a plurality of light emitting units that emit laser light, the wavelength conversion element, and laser light that has not been converted to the predetermined wavelength from laser light emitted from the wavelength conversion element. And a wavelength selection element that functions as a resonator mirror of the light emitting part by reflecting the light toward the light emitting part and transmits the remaining laser light.

本発明に係る光源装置では、複数の発光部から射出されたレーザ光のうち一部の光は、波長変換素子により所定の波長に変換される。そして、所定の波長に変換された光と所定の波長に変換されなかった光とは波長選択素子に射出され、波長選択素子において、所定の選択波長光が反射され、変換された光は透過する。そして、波長選択素子で反射した光は共振器ミラー間で共振し増幅され、さらに波長変換素子を通過することで、変換された光が射出される。
このとき、上述したように、製造の誤差等により発光部のピーク波長のバラツキが生じていても、発光部のピーク波長と一致したあるいは近い波長が変換されるドメインの幅となっている光通過領域に合わせて光を入射させる。このようにして、複数の発光部から射出された光は、波長変換素子に入射した際、強度を落とすことなく波長選択素子に射出される。したがって、波長変換素子の光の変換効率が高いため、装置全体の光の利用効率を向上させることが可能となる。
In the light source device according to the present invention, part of the laser light emitted from the plurality of light emitting units is converted into a predetermined wavelength by the wavelength conversion element. The light converted to the predetermined wavelength and the light not converted to the predetermined wavelength are emitted to the wavelength selection element, and the predetermined selection wavelength light is reflected by the wavelength selection element and the converted light is transmitted. . The light reflected by the wavelength selection element resonates and amplifies between the resonator mirrors, and further passes through the wavelength conversion element, whereby the converted light is emitted.
At this time, as described above, even if there is a variation in the peak wavelength of the light emitting part due to manufacturing errors or the like, the light passing that has the width of the domain that matches or is close to the peak wavelength of the light emitting part Light is incident according to the region. In this way, when the light emitted from the plurality of light emitting units is incident on the wavelength conversion element, it is emitted to the wavelength selection element without reducing the intensity. Therefore, since the light conversion efficiency of the wavelength conversion element is high, it is possible to improve the light use efficiency of the entire apparatus.

本発明のプロジェクタは、上記の光源装置と、該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、該光変調装置により形成された画像を投射する投射装置とを備えることを特徴とする。   A projector according to the present invention includes the light source device described above, a light modulation device that modulates light emitted from the light source device in accordance with an image signal, and a projection device that projects an image formed by the light modulation device. It is characterized by that.

本発明に係るプロジェクタでは、光源装置より射出された光は光変調装置に入射される。そして、光変調装置により形成された画像が、投射装置によって投射される。このとき、光源装置より射出される光は、上述したように、波長変換素子の光の変換効率が高いため、この光源装置をプロジェクタに備えることにより、明るい画像を表示することが可能となる。   In the projector according to the present invention, the light emitted from the light source device enters the light modulation device. Then, the image formed by the light modulation device is projected by the projection device. At this time, since the light emitted from the light source device has a high light conversion efficiency of the wavelength conversion element as described above, a bright image can be displayed by providing the light source device in the projector.

本発明のモニタ装置は、上記の光源装置と、該光源装置から射出された光により被写体を撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とする。   A monitor device according to the present invention includes the light source device described above and an imaging unit that images a subject with light emitted from the light source device.

本発明に係るモニタ装置では、光源装置より射出された光は被写体を照射し、撮像手段により被写体を撮像する。このとき、光源装置より射出される光は、上述したように、波長変換素子の光の変換効率が高いため、明るい光により被写体が照射される。したがって、撮像手段により被写体を鮮明に撮像することが可能となる。   In the monitor device according to the present invention, the light emitted from the light source device irradiates the subject, and the subject is imaged by the imaging means. At this time, since the light emitted from the light source device has high light conversion efficiency of the wavelength conversion element as described above, the subject is irradiated with bright light. Therefore, the subject can be clearly imaged by the imaging means.

以下、図面を参照して、本発明に係る波長変換素子、光源装置、プロジェクタ及びモニタ装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。   Hereinafter, embodiments of a wavelength conversion element, a light source device, a projector, and a monitor device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態について、図1から図4を参照して説明する。
本発明に係る光源装置10は、図1に示すように、半導体レーザチップ11と、半導体レーザチップ11から射出された光の波長を変換する波長変換素子12と、波長変換素子12より変換された光を透過し、変換されなかった波長の光を選択して反射させる波長選択素子13とを備えている。なお、図1は光源装置10の概略構成を示す図である。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the light source device 10 according to the present invention is converted by a semiconductor laser chip 11, a wavelength conversion element 12 that converts the wavelength of light emitted from the semiconductor laser chip 11, and the wavelength conversion element 12. A wavelength selection element 13 that transmits light and selectively reflects light having a wavelength that has not been converted is provided. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the light source device 10.

半導体レーザチップ11は、図1に示すように、レーザ光を発する5つのエミッタ(半導体レーザ:LD)11a,11b,11c,11d,11eを備えている。エミッタ11a〜エミッタ11eから射出される光のピーク波長は一致している。
この半導体レーザチップ11は、図2に示すように、ウエハ20上で作りこまれ、ダイシングにより切り出されてチップとして製造される。
As shown in FIG. 1, the semiconductor laser chip 11 includes five emitters (semiconductor lasers: LD) 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e that emit laser light. The peak wavelengths of the light emitted from the emitters 11a to 11e are the same.
As shown in FIG. 2, the semiconductor laser chip 11 is fabricated on a wafer 20, cut out by dicing, and manufactured as a chip.

波長変換素子(第2高調波発生素子、SHG:Second Harmonic Generation)12は、図1に示すように、入射光をほぼ半分の波長に変換する非線形光学素子である。半導体レーザチップ11から射出され、波長選択素子13に向かう光W3は、波長変換素子12を通過することによって、ほぼ半分の波長の光に変換される。波長変換素子12による波長変換効率は非線形の特性を有しており、例えば、波長変換素子12に入射するレーザ光の強度が強いほど、変換効率が向上する。つまり、半導体レーザチップ11から射出されたレーザ光のすべてが、所定波長のレーザ光に変換されるわけではない。   A wavelength conversion element (second harmonic generation element, SHG: Second Harmonic Generation) 12 is a non-linear optical element that converts incident light into a substantially half wavelength as shown in FIG. Light W <b> 3 emitted from the semiconductor laser chip 11 and directed to the wavelength selection element 13 is converted into light having a substantially half wavelength by passing through the wavelength conversion element 12. The wavelength conversion efficiency by the wavelength conversion element 12 has a non-linear characteristic. For example, the higher the intensity of the laser light incident on the wavelength conversion element 12, the better the conversion efficiency. That is, not all of the laser light emitted from the semiconductor laser chip 11 is converted into laser light having a predetermined wavelength.

次に、波長変換素子12の詳細について説明する。
波長変換素子12としては、板形状のものを用いている。波長変換素子12は、図1に示すように、エミッタ11a〜エミッタ11eに対応して複数の光通過領域Lに分かれている。そして、各光通過領域Lは、図3に示すように、エミッタ11a〜エミッタ11eの配列方向Kに沿って第1光変換領域L1,第2光変換領域L2,第3光変換領域L3とに分けられている。この第1〜第3光変換領域L1〜L3のエミッタの配列方向Kの幅はすべて同じである。そして、隣接する光通過領域LのピッチP1が、半導体レーザチップ11のエミッタ11a〜エミッタ11e間のピッチP2と一致している。
そして、波長変換素子12は、第1〜第3光変換領域L1〜L3ごとに分極周期構造、つまり、分極が互いに反転したドメインの繰り返し構造を有している。この分極周期構造内を光が透過することにより、入射した光の波長を変換するようになっている。この波長変換素子12の第1〜第3光変換領域L1〜L3の各ドメインのレーザ光の中心軸O方向の幅(以下、「ピッチ」という)は、それぞれ入射端面13aから射出端面13bまで同じピッチである。また、各光変換領域L1〜L3のピッチはそれぞれ異なり、Λ1,Λ2,Λ3とする。
Next, details of the wavelength conversion element 12 will be described.
A plate-shaped element is used as the wavelength conversion element 12. As shown in FIG. 1, the wavelength conversion element 12 is divided into a plurality of light passage regions L corresponding to the emitters 11a to 11e. As shown in FIG. 3, each light passage region L is divided into a first light conversion region L1, a second light conversion region L2, and a third light conversion region L3 along the arrangement direction K of the emitters 11a to 11e. It is divided. All of the first to third light conversion regions L1 to L3 have the same width in the arrangement direction K of the emitters. The pitch P1 between the adjacent light passing regions L is equal to the pitch P2 between the emitter 11a to the emitter 11e of the semiconductor laser chip 11.
The wavelength conversion element 12 has a polarization periodic structure for each of the first to third light conversion regions L1 to L3, that is, a repeated structure of domains in which the polarizations are mutually inverted. The light is transmitted through the polarization periodic structure, so that the wavelength of the incident light is converted. The width (hereinafter referred to as “pitch”) of the laser light in each domain of the first to third light conversion regions L1 to L3 of the wavelength conversion element 12 is the same from the incident end surface 13a to the exit end surface 13b. The pitch. The pitches of the light conversion regions L1 to L3 are different from each other and are Λ1, Λ2, and Λ3.

このような分極周期構造は、例えば、特開平4−19719号公報に記載されている製造方法を応用して製造することができる。すなわち、まず、非線形強誘電体材料(例えばLiTaO)からなる基板に、レーザ光の中心軸O方向に沿って電極が有る領域と無い領域とが交互に並んだストライプ状の電極パターンを形成する。この時、各電極パターンの幅及び電極パターン同士の間隔は、第1〜第3光変換領域L1〜L3における各ドメインのピッチが、それぞれΛ1,Λ2,Λ3となるように最適化される。つまり、電極パターンの幅及び間隔は、第1〜第3光変換領域L1〜L3においてそれぞれ異なったものとする。次に、これら電極パターンにパルス状の電圧を印加することにより、図3に示したような分極周期構造が得られる。このようにして分極周期構造を形成した後、通常電極パターンは除去されるが、そのまま残しておいても良い。 Such a polarization periodic structure can be manufactured, for example, by applying a manufacturing method described in JP-A-4-19719. That is, first, a striped electrode pattern is formed on a substrate made of a nonlinear ferroelectric material (for example, LiTaO 3 ) in which regions having electrodes and regions without electrodes are alternately arranged along the central axis O direction of the laser beam. . At this time, the width of each electrode pattern and the interval between the electrode patterns are optimized so that the pitch of each domain in the first to third light conversion regions L1 to L3 is Λ1, Λ2, and Λ3, respectively. That is, the width and interval of the electrode pattern are different in the first to third light conversion regions L1 to L3. Next, by applying a pulse voltage to these electrode patterns, a polarization periodic structure as shown in FIG. 3 is obtained. After forming the polarization periodic structure in this manner, the normal electrode pattern is removed, but it may be left as it is.

このように、波長変換素子12は、第1〜第3光変換領域L1〜L3において、それぞれ周期(ピッチ)の異なる分極反転構造を有している。この各ドメインのピッチΛ1,Λ2,Λ3は、半導体レーザチップ11の製造誤差により出力波長のバラツキに基づいた波長に変換させるピッチとなっている。具体的に、青色レーザ光源装置を用いた場合の波長を例に挙げて説明する。例えば、半導体レーザチップ11から射出される光のピーク波長が920nmとなるように設計したが、図2に示すように、ウエハ20上の半導体レーザチップ11の製造バラツキにより領域Aの半導体レーザチップ11のエミッタ11a〜エミッタ11eから射出される光の波長λ01が920nmであり、領域Bの半導体レーザチップ11のエミッタ11a〜エミッタ11eから射出される光の波長λ02が918nmである場合や、領域Cの半導体レーザチップ11のエミッタ11a〜エミッタ11eから射出される光の波長λ03が916nmである場合が生じる。
そこで、第1光変換領域L1には、波長λ01の光の波長を変換するように、ドメインのピッチΛ1が形成されており、第1光変換領域L1を通過した光の波長λ1は460nmに変換されるようになっている。また、同様に、第2,第3光変換領域L2,L3には、波長λ02,λ03の光の波長を変換するように、ドメインのピッチΛ2,Λ3が形成されており、第2,第3光変換領域L2,L3を通過した光の波長λ2は459nm,λ3は458nmに変換されるようになっている。
ただし、ここに挙げた波長は単なる一例に過ぎない。
Thus, the wavelength conversion element 12 has a polarization inversion structure with a different period (pitch) in each of the first to third light conversion regions L1 to L3. The pitches [Lambda] 1, [Lambda] 2, [Lambda] 3 of each domain are pitches that are converted to wavelengths based on variations in output wavelength due to manufacturing errors of the semiconductor laser chip 11. Specifically, the wavelength when using a blue laser light source device will be described as an example. For example, the peak wavelength of light emitted from the semiconductor laser chip 11 is designed to be 920 nm. However, as shown in FIG. 2, the semiconductor laser chip 11 in the region A due to manufacturing variations of the semiconductor laser chip 11 on the wafer 20. The wavelength λ01 of the light emitted from the emitter 11a to the emitter 11e is 920 nm and the wavelength λ02 of the light emitted from the emitter 11a to the emitter 11e of the semiconductor laser chip 11 in the region B is 918 nm. In some cases, the wavelength λ03 of light emitted from the emitters 11a to 11e of the semiconductor laser chip 11 is 916 nm.
Therefore, a domain pitch Λ1 is formed in the first light conversion region L1 so as to convert the wavelength of the light of wavelength λ01, and the wavelength λ1 of the light that has passed through the first light conversion region L1 is converted to 460 nm. It has come to be. Similarly, domain pitches Λ2 and Λ3 are formed in the second and third light conversion regions L2 and L3 so as to convert the wavelengths of light having wavelengths λ02 and λ03. The wavelength λ2 of the light that has passed through the light conversion regions L2 and L3 is converted to 459 nm, and λ3 is converted to 458 nm.
However, the wavelengths listed here are merely examples.

そして、領域Aの半導体レーザチップ11を用いた場合、エミッタ11a〜エミッタ11eから射出される光の波長λ01は920nmである。したがって、図3に示すように、各エミッタ11a〜エミッタ11eが第1光変換領域L1に対応するように半導体レーザチップ11と波長変換素子12との位置合わせを行う。これにより、エミッタ11a〜エミッタ11eから射出された光のうち一部の光が460nmの波長の光に変換される。
そして、領域Bの半導体レーザチップ11を用いた場合、エミッタ11a〜エミッタ11eから射出される光の波長λ02は918nmである。したがって、図4に示すように、各エミッタ11a〜エミッタ11eが第2光変換領域L2に対応するように波長変換素子12を配列方向Kに沿ってずらす。このようにして、半導体レーザチップ11と波長変換素子12との位置合わせを行う。これにより、エミッタ11a〜エミッタ11eから射出された光のうち一部の光が459nmの波長に変換される。
また、領域Cの半導体レーザチップ11を用いた場合も同様に、各エミッタ11a〜エミッタ11eが第3光変換領域L3に対応するように波長変換素子12を配列方向Kに沿ってずらす。
この他に、例えば、エミッタ11a〜エミッタ11eから射出される光の波長が、920nm、918nm、916nm以外であっても、波長が最も近い第1〜第3光変換領域L1〜L3に光を入射させれば良い。これにより、波長変換素子12による変換効率を向上させることが可能となる。
When the semiconductor laser chip 11 in the region A is used, the wavelength λ01 of light emitted from the emitters 11a to 11e is 920 nm. Therefore, as shown in FIG. 3, the alignment of the semiconductor laser chip 11 and the wavelength conversion element 12 is performed so that each of the emitters 11a to 11e corresponds to the first light conversion region L1. Thereby, a part of the light emitted from the emitters 11a to 11e is converted into light having a wavelength of 460 nm.
When the semiconductor laser chip 11 in the region B is used, the wavelength λ02 of light emitted from the emitters 11a to 11e is 918 nm. Therefore, as shown in FIG. 4, the wavelength conversion element 12 is shifted along the arrangement direction K so that each of the emitters 11a to 11e corresponds to the second light conversion region L2. In this way, alignment between the semiconductor laser chip 11 and the wavelength conversion element 12 is performed. Thereby, a part of the light emitted from the emitters 11a to 11e is converted to a wavelength of 459 nm.
Similarly, when the semiconductor laser chip 11 in the region C is used, the wavelength conversion element 12 is shifted along the arrangement direction K so that the emitters 11a to 11e correspond to the third light conversion region L3.
In addition to this, for example, even if the wavelengths of light emitted from the emitters 11a to 11e are other than 920 nm, 918 nm, and 916 nm, the light is incident on the first to third light conversion regions L1 to L3 having the closest wavelengths. You can do it. Thereby, the conversion efficiency by the wavelength conversion element 12 can be improved.

波長選択素子13は、図1に示すように、波長変換素子12から射出された所定の選択波長のレーザ光(図1に示す鎖線)W1を選択して半導体レーザチップ11に向かって反射させることによってエミッタ11a〜11eの共振器ミラーとして機能するとともに、変換されたレーザ光(図1に示す二点鎖線)W2を透過させるものである。波長選択素子13としては、例えば、周期格子を有するホログラムのような光学素子を用いることができる。
半導体レーザチップ11から射出された基本波の光(図1に示す実線)W3は、半導体レーザチップ11と波長選択素子13との間で反射を繰り返し、増幅された後、レーザ光W2として、波長選択素子13から射出されるようになっている。波長選択素子13は様々な波長の光を透過させるが、そのうち、所定の波長の光だけが増幅されている。増幅された光の強度は、他の波長の光の強度と比較して著しく高い。よって、波長選択素子13を透過した光W2は、ほぼ単一波長の光とみなすことができる。この光W2の波長は、波長選択素子13の選択波長、つまり波長選択素子13が反射する光W1の波長とほぼ同一である。波長選択素子13は、所定の選択波長の光の一部(98〜99%程度)を反射するので、その残り(1〜2%程度)の光が出力光として利用されることになる。
また、波長選択素子13は、波長変換素子12によって所定の波長に変換されなかったレーザ光W1のみを選択して半導体レーザチップ11に向かって反射させ、それ以外のレーザ光を透過させるものである。
As shown in FIG. 1, the wavelength selection element 13 selects laser light (a chain line shown in FIG. 1) W <b> 1 emitted from the wavelength conversion element 12 and reflects it toward the semiconductor laser chip 11. Functions as a resonator mirror of the emitters 11a to 11e and transmits the converted laser beam (two-dot chain line shown in FIG. 1) W2. As the wavelength selection element 13, for example, an optical element such as a hologram having a periodic grating can be used.
The fundamental wave light (solid line shown in FIG. 1) W3 emitted from the semiconductor laser chip 11 is repeatedly reflected and amplified between the semiconductor laser chip 11 and the wavelength selection element 13, and then is converted into a laser beam W2 as a wavelength. The light is emitted from the selection element 13. The wavelength selection element 13 transmits light of various wavelengths, but only light of a predetermined wavelength is amplified. The intensity of the amplified light is significantly higher than the intensity of light of other wavelengths. Therefore, the light W2 that has passed through the wavelength selection element 13 can be regarded as light having a substantially single wavelength. The wavelength of the light W2 is substantially the same as the wavelength selected by the wavelength selection element 13, that is, the wavelength of the light W1 reflected by the wavelength selection element 13. Since the wavelength selection element 13 reflects a part (about 98 to 99%) of light having a predetermined selection wavelength, the remaining light (about 1 to 2%) is used as output light.
The wavelength selection element 13 selects only the laser light W1 that has not been converted to a predetermined wavelength by the wavelength conversion element 12, reflects it toward the semiconductor laser chip 11, and transmits the other laser light. .

本実施形態に係る波長変換素子12では、ドメインのピッチΛ1,Λ2,Λ3が形成された第1〜第3光変換領域L1〜L3に分けることにより、半導体レーザチップ11から射出された光を適切なドメイン幅を有する第1〜第3光変換領域L1〜L3に通過させることが可能となる。すなわち、波長変換素子12の位相整合条件を満足することができるため、製造誤差等により半導体レーザチップ11ごとにエミッタ11a〜エミッタ11eから射出される光の波長が異なっていても、波長変換素子12に入射した光の強度を落とすことなく、光を所定の波長に変換することができる。
また、光通過領域LのピッチP1が、半導体レーザチップ11のエミッタ11a〜エミッタ11e間のピッチP2と一致しているため、半導体レーザチップ11と波長変換素子12との位置合わせが容易となる。
つまり、半導体レーザチップ11ごとに出力波長にバラツキが生じていても変換される波長の許容範囲を広くすることが可能である。
また、光源装置10では、変換効率の高い波長変換素子12を用いることにより、光利用効率を向上させることが可能となる。
In the wavelength conversion element 12 according to the present embodiment, the light emitted from the semiconductor laser chip 11 is appropriately obtained by dividing the first to third light conversion regions L1 to L3 in which the domain pitches Λ1, Λ2, and Λ3 are formed. It is possible to pass through the first to third light conversion regions L1 to L3 having a wide domain width. That is, since the phase matching condition of the wavelength conversion element 12 can be satisfied, even if the wavelength of light emitted from the emitter 11a to the emitter 11e is different for each semiconductor laser chip 11 due to a manufacturing error or the like, the wavelength conversion element 12 The light can be converted into a predetermined wavelength without reducing the intensity of the light incident on.
Further, since the pitch P1 of the light passage region L matches the pitch P2 between the emitter 11a to the emitter 11e of the semiconductor laser chip 11, the alignment between the semiconductor laser chip 11 and the wavelength conversion element 12 is facilitated.
That is, even if the output wavelength varies for each semiconductor laser chip 11, it is possible to widen the allowable range of the converted wavelength.
Further, in the light source device 10, it is possible to improve the light use efficiency by using the wavelength conversion element 12 with high conversion efficiency.

なお、光通過領域LのピッチP1が、半導体レーザチップ11のエミッタ11a〜エミッタ11e間のピッチP2と一致している構成としたが、必ずしも一致していなくても良い。すなわち、波長変換素子12を移動させた際、半導体レーザチップ11のエミッタ11a〜エミッタ11e間のピッチP2が、各光変換領域L1〜L3に対向した位置に配置させることができる範囲であれば一致していなくても良い。したがって、このような範囲内のピッチの発光部であれば本発明の波長変換素子12に適用が可能となる。
また、1つのチップに複数のエミッタが形成された半導体レーザチップ11を用いたが、エミッタが個々に形成された半導体レーザチップを用いても良い。この構成では、個々のエミッタを当該エミッタのピーク波長に対応した光変換領域に配置することで、変換効率を向上させることが可能となる。さらに、バラツキを有する個々のエミッタを用いて、ピーク波長に対応した光変換領域に対応してそれぞれ配置させることで、複数のエミッタを配置することができる。これにより、明るい光を射出する光源装置を提供することが可能となる。
In addition, although the pitch P1 of the light passage region L is the same as the pitch P2 between the emitter 11a to the emitter 11e of the semiconductor laser chip 11, it does not necessarily have to be the same. That is, when the wavelength conversion element 12 is moved, the pitch P2 between the emitters 11a to 11e of the semiconductor laser chip 11 is within a range that can be disposed at positions facing the respective light conversion regions L1 to L3. You don't have to. Therefore, any light emitting part having a pitch within such a range can be applied to the wavelength conversion element 12 of the present invention.
Further, although the semiconductor laser chip 11 in which a plurality of emitters are formed on one chip is used, a semiconductor laser chip in which emitters are individually formed may be used. In this configuration, it is possible to improve the conversion efficiency by arranging individual emitters in the light conversion region corresponding to the peak wavelength of the emitters. Furthermore, a plurality of emitters can be arranged by using individual emitters having variations and arranging them in correspondence with the light conversion regions corresponding to the peak wavelengths. This makes it possible to provide a light source device that emits bright light.

[第2実施形態]
次に、本発明に係る第2実施形態について、図5を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第1実施形態に係る光源装置10と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係る光源装置30では、光通過領域Mにおけるドメインのピッチにおいて第1実施形態と異なる。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In each embodiment described below, portions having the same configuration as those of the light source device 10 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The light source device 30 according to the present embodiment is different from the first embodiment in the domain pitch in the light passage region M.

波長変換素子31には、図5(a)に示すように、エミッタ11a〜エミッタ11eの配列方向Kに沿って複数の光通過領域Mに分かれている。各光通過領域Mにおいて、図5(b)の拡大図に示すように、一方向Pに向かってドメインのレーザ光の中心軸O方向の幅が連続的に大きくなっている。すなわち、光通過領域Mの一端31a側における各ドメインのピッチがΛ1であり、他端31b側における各ドメインのピッチがΛ2となっている。また、ドメインのピッチは、一端31a側〜他端31b側まで、すなわち、ピッチΛ1〜ピッチΛ2まで滑らかに(連続的に)変化している。
このように、波長変換素子31は、各光通過領域Mにおいて、周期(ピッチ)の連続的に変化する分極反転構造を有している。この各ドメインのピッチΛ1,Λ2は、半導体レーザチップ11の製造誤差により出力波長のバラツキに基づいた波長に変換させるピッチとなっている。具体的に、青色レーザ光源装置を用いた場合の波長を例に挙げて説明する。例えば、半導体レーザチップ11から射出される光のピーク波長が920nmとなるように設計したが、半導体レーザチップ11から射出される光の波長はλ01=915nm〜λ02=925nmの範囲でバラツキが生じる場合がある。
As shown in FIG. 5A, the wavelength conversion element 31 is divided into a plurality of light passing regions M along the arrangement direction K of the emitters 11a to 11e. In each light passage region M, as shown in the enlarged view of FIG. 5B, the width of the domain laser light in the direction of the central axis O in the direction P is continuously increased. That is, the pitch of each domain on the one end 31a side of the light passing region M is Λ1, and the pitch of each domain on the other end 31b side is Λ2. The domain pitch changes smoothly (continuously) from the one end 31a side to the other end 31b side, that is, from the pitch Λ1 to the pitch Λ2.
Thus, the wavelength conversion element 31 has a polarization inversion structure in which the period (pitch) continuously changes in each light passage region M. The pitches Λ1 and Λ2 of each domain are pitches that are converted into wavelengths based on variations in output wavelength due to manufacturing errors of the semiconductor laser chip 11. Specifically, the wavelength when using a blue laser light source device will be described as an example. For example, the peak wavelength of the light emitted from the semiconductor laser chip 11 is designed to be 920 nm, but the wavelength of the light emitted from the semiconductor laser chip 11 varies in the range of λ01 = 915 nm to λ02 = 925 nm. There is.

そこで、光通過領域Mの一端31a側には、波長λ01(915nm)の光を変換するように、ドメインのピッチΛ1が形成されており、光通過領域Mの一端31a側を通過した光の波長λ1は、457.5nmに変換されるようになっている。また、同様に、光通過領域Mの他端31b側には、波長λ02(925nm)の光を変換するように、ドメインのピッチΛ2が形成されており、光通過領域Mの他端31b側を通過した光の波長λ2は、462.5nmに変換されるようになっている。したがって、半導体レーザチップ11ごとのエミッタ11a〜エミッタ11eから射出される光の波長に応じたドメインのピッチを有する位置に光が入射するように、半導体レーザチップ11と波長変換素子31との位置合わせを行う。これにより、エミッタ11a〜エミッタ11eから射出された光のうち一部の光が所定の波長に変換される。   Therefore, a domain pitch Λ1 is formed on the one end 31a side of the light passage region M so as to convert light of wavelength λ01 (915 nm), and the wavelength of the light that has passed through the one end 31a side of the light passage region M. λ1 is converted to 457.5 nm. Similarly, a domain pitch Λ2 is formed on the other end 31b side of the light passage region M so as to convert light of wavelength λ02 (925 nm), and the other end 31b side of the light passage region M is disposed on the other end 31b side. The wavelength λ2 of the transmitted light is converted to 462.5 nm. Therefore, alignment of the semiconductor laser chip 11 and the wavelength conversion element 31 is performed so that light is incident on a position having a domain pitch corresponding to the wavelength of light emitted from the emitters 11 a to 11 e of each semiconductor laser chip 11. I do. Thereby, a part of the light emitted from the emitters 11a to 11e is converted into a predetermined wavelength.

本実施形態に係る光源装置30では、第1実施形態の波長変換素子12及び光源装置10と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の波長変換素子31及び光源装置30では、各光通過領域MのドメインのピッチΛ1からΛ2まで連続的に変化させることにより、所定の波長帯域内の光を射出する半導体レーザチップ11に対応させることができる。すなわち、半導体レーザチップ11であれば、半導体レーザチップ11のピーク波長と一致した波長が変換されるドメインの幅と位置に光を入射させることで、入射した光の強度をさらに落とすことなく変換することができる。これにより、半導体レーザチップ11から射出される光の波長のバラツキが多い場合に、複数種の波長に対応させることができるので効果的である。
なお、第1実施形態の波長変換素子12と第2実施形態の波長変換素子31とを組み合わせた波長変換素子であっても良い。すなわち、ドメインのレーザ光の中心軸方向の幅が段階的に変化する光変換領域と、連続的に変化する光変換領域とが混在していても良い。
In the light source device 30 according to the present embodiment, the same effects as those of the wavelength conversion element 12 and the light source device 10 of the first embodiment can be obtained. Furthermore, in the wavelength conversion element 31 and the light source device 30 of the present embodiment, the semiconductor laser chip that emits light within a predetermined wavelength band by continuously changing the domain pitch of each light passing region M from Λ1 to Λ2. 11. That is, in the case of the semiconductor laser chip 11, light is incident on the width and position of the domain where the wavelength matching the peak wavelength of the semiconductor laser chip 11 is converted, thereby converting the incident light without further reducing the intensity. be able to. Thereby, when there are many variations in the wavelength of the light emitted from the semiconductor laser chip 11, it is possible to cope with a plurality of types of wavelengths, which is effective.
In addition, the wavelength conversion element which combined the wavelength conversion element 12 of 1st Embodiment and the wavelength conversion element 31 of 2nd Embodiment may be sufficient. That is, a light conversion region where the width of the laser beam in the central axis direction of the domain changes stepwise and a light conversion region where the width continuously changes may be mixed.

[第3実施形態]
次に、本発明に係る第3実施形態について、図6を参照して説明する。
本実施形態では、上記第1実施形態の光源装置10を備えるプロジェクタ100について説明する。なお、図6中においては、簡略化のためプロジェクタ100を構成する筐体は省略している。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, a projector 100 including the light source device 10 of the first embodiment will be described. In FIG. 6, the casing constituting the projector 100 is omitted for simplification.

プロジェクタ100において、赤色光、緑色光、青色光を射出する赤色レーザ光源(光源装置)11R,緑色レーザ光源(光源装置)11G、青色レーザ光源(光源装置)11Bとしては、上記第1実施形態の光源装置10を用いる。
また、プロジェクタ100は、レーザ光源11R,11G,11Bから射出されたレーザ光をそれぞれ変調する液晶ライトバルブ(光変調装置)104R,104G,104Bと、液晶ライトバルブ104R,104G,104Bから射出された光を合成して投写レンズ107に導くクロスダイクロイックプリズム(色光合成手段)106と、液晶ライトバルブ104R,104G,104Bによって形成された像を拡大してスクリーン110に投射する投射レンズ(投射装置)107とを備えている。
In the projector 100, the red laser light source (light source device) 11R that emits red light, green light, and blue light, the green laser light source (light source device) 11G, and the blue laser light source (light source device) 11B are the same as those in the first embodiment. The light source device 10 is used.
Further, the projector 100 emits light from the liquid crystal light valves (light modulation devices) 104R, 104G, and 104B that modulate the laser light emitted from the laser light sources 11R, 11G, and 11B, and the liquid crystal light valves 104R, 104G, and 104B, respectively. A projection lens (projection device) 107 that magnifies and projects an image formed by a cross dichroic prism (color light synthesis means) 106 that synthesizes light and guides it to the projection lens 107 and the liquid crystal light valves 104R, 104G, and 104B. And.

さらに、プロジェクタ100は、レーザ光源11R,11G,11Bから射出されたレーザ光の照度分布を均一化させるため、各レーザ光源11R,11G,11Bよりも光路下流側に、均一化光学系102R,102G,102Bを設けており、これらによって照度分布が均一化された光によって、液晶ライトバルブ104R,104G,104Bを照明している。例えば、均一化光学系102R,102G、102Bは、例えば、ホログラム102a及びフィールドレンズ102bによって構成される。   Further, in order to make the illuminance distribution of the laser light emitted from the laser light sources 11R, 11G, and 11B uniform, the projector 100 makes the uniformizing optical systems 102R, 102G downstream of the laser light sources 11R, 11G, and 11B in the optical path. , 102B are provided, and the liquid crystal light valves 104R, 104G, 104B are illuminated by light having a uniform illuminance distribution. For example, the uniformizing optical systems 102R, 102G, and 102B are configured by, for example, a hologram 102a and a field lens 102b.

各液晶ライトバルブ104R,104G,104Bによって変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム106に入射する。このプリズムは4つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投射レンズ107によりスクリーン110上に投写され、拡大された画像が表示される。   The three color lights modulated by the respective liquid crystal light valves 104R, 104G, and 104B are incident on the cross dichroic prism 106. This prism is formed by bonding four right-angle prisms, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are arranged in a cross shape on the inner surface thereof. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image. The synthesized light is projected onto the screen 110 by the projection lens 107, which is a projection optical system, and an enlarged image is displayed.

上述した本実施形態のプロジェクタ100は、赤色レーザ光源11R,緑色レーザ光源11G,青色レーザ光源11Bより射出される光は、強度が落ちることなく均一化光学系102R,102G,102Bに射出されているため、投射レンズ107によって投射される光は明るい光となっている。したがって、スクリーン110に鮮明な画像を表示することができる。   In the projector 100 of this embodiment described above, the light emitted from the red laser light source 11R, the green laser light source 11G, and the blue laser light source 11B is emitted to the uniformizing optical systems 102R, 102G, and 102B without decreasing the intensity. Therefore, the light projected by the projection lens 107 is bright light. Therefore, a clear image can be displayed on the screen 110.

なお、本実施形態のプロジェクタにおいて、赤色,緑色及び青色のレーザ光源11R,11G、11Bについては、第1実施形態の光源装置10を用いたものを説明したが、第2実施形態の光源装置30を用いることも可能である。このとき、各光源装置10のそれぞれに異なる実施形態の光源装置を採用することも可能であるし、同じ実施形態の光源装置を採用することも可能である。   In the projector of this embodiment, the red, green, and blue laser light sources 11R, 11G, and 11B have been described using the light source device 10 of the first embodiment, but the light source device 30 of the second embodiment. It is also possible to use. At this time, the light source device of a different embodiment can be adopted for each light source device 10, or the light source device of the same embodiment can be adopted.

また、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いても良いし、反射型のライトバルブを用いても良い。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micromirror Device)が挙げられる。投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。
また、第1,第2実施形態の光源装置10,30は、走査型の画像表示装置にも適用される。このような画像表示装置の例を図7に示す。図7に示した画像表示装置200は、第1実施形態の光源装置10と、光源装置10から射出された光をスクリーン210に向かって走査するMEMSミラー(走査手段)202と、光源装置10から射出された光をMEMSミラー202に集光させる集光レンズ203とを備えている。光源装置10から射出された光は、MEMSミラー202を動かすことによって、スクリーン210上を横方向、縦方向に走査するように導かれる。カラーの画像を表示する場合は、半導体レーザチップ11を構成する複数のエミッタを、赤、緑、青のピーク波長を持つエミッタの組み合わせによって構成すれば良い。
Further, although a transmissive liquid crystal light valve is used as the light modulator, a light valve other than liquid crystal may be used, or a reflective light valve may be used. Examples of such a light valve include a reflective liquid crystal light valve and a digital micromirror device. The configuration of the projection optical system is appropriately changed depending on the type of light valve used.
The light source devices 10 and 30 of the first and second embodiments are also applied to a scanning image display device. An example of such an image display device is shown in FIG. The image display device 200 illustrated in FIG. 7 includes the light source device 10 according to the first embodiment, the MEMS mirror (scanning unit) 202 that scans the light emitted from the light source device 10 toward the screen 210, and the light source device 10. A condensing lens 203 that condenses the emitted light on the MEMS mirror 202 is provided. The light emitted from the light source device 10 is guided to scan the screen 210 in the horizontal direction and the vertical direction by moving the MEMS mirror 202. In the case of displaying a color image, a plurality of emitters constituting the semiconductor laser chip 11 may be configured by a combination of emitters having red, green, and blue peak wavelengths.

[第4実施形態]
次に、第1実施形態に係る光源装置10を応用したモニタ装置300の構成例について説明する。図8は、モニタ装置の概略を示す模式図である。モニタ装置300は、装置本体310と、光伝送部320とを備える。装置本体310は、前述した第1実施形態の光源装置10を備える。
[Fourth Embodiment]
Next, a configuration example of the monitor device 300 to which the light source device 10 according to the first embodiment is applied will be described. FIG. 8 is a schematic diagram showing an outline of the monitor device. The monitor device 300 includes a device main body 310 and an optical transmission unit 320. The apparatus main body 310 includes the light source device 10 of the first embodiment described above.

光伝送部320は、光を送る側と受ける側の2本のライトガイド321,322を備える。各ライトガイド321,322は、多数本の光ファイバを束ねたもので、レーザ光を遠方に送ることができる。光を送る側のライトガイド321の入射側には光源装置10が配設され、その出射側には拡散板323が配設されている。光源装置10から出射したレーザ光は、ライトガイド321を伝って光伝送部320の先端に設けられた拡散板323に送られ、拡散板323により拡散されて被写体を照射する。   The light transmission unit 320 includes two light guides 321 and 322 on the light sending side and the light receiving side. Each of the light guides 321 and 322 is a bundle of a large number of optical fibers, and can send laser light to a distant place. The light source device 10 is disposed on the incident side of the light guide 321 on the light transmission side, and the diffusion plate 323 is disposed on the emission side thereof. The laser light emitted from the light source device 10 is transmitted to the diffusion plate 323 provided at the tip of the light transmission unit 320 through the light guide 321 and is diffused by the diffusion plate 323 to irradiate the subject.

光伝送部320の先端には、結像レンズ324も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ324で受けることができる。その受けた反射光は、受け側のライトガイド322を伝って、装置本体310内に設けられた撮像手段としてのカメラ311に送られる。この結果、光源装置10により出射したレーザ光により被写体を照射したことで得られる反射光に基づく画像をカメラ311で撮像することができる。   An imaging lens 324 is also provided at the tip of the light transmission unit 320, and reflected light from the subject can be received by the imaging lens 324. The received reflected light travels through the light guide 322 on the receiving side and is sent to a camera 311 as an imaging means provided in the apparatus main body 310. As a result, an image based on the reflected light obtained by irradiating the subject with the laser light emitted from the light source device 10 can be captured by the camera 311.

以上のように構成されたモニタ装置300によれば、高出力の光源装置10により被写体を照射することができることから、カメラ311により得られる撮像画像の明るさを高めることができる。   According to the monitor device 300 configured as described above, the subject can be irradiated by the high-output light source device 10, so that the brightness of the captured image obtained by the camera 311 can be increased.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば第3,第4実施形態では、第1実施形態と同様の構造を備えた光源装置10を用いたが、これに変えて、第2実施形態と同様の構造を備えた光源装置10を用いるようにしても良い。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the third and fourth embodiments, the light source device 10 having the same structure as that of the first embodiment is used. Instead, the light source device 10 having the same structure as that of the second embodiment is used. You may do it.

本発明の第1実施形態に係る光源装置を示す平面図である。It is a top view which shows the light source device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の発光部がダイシングされる前のウエハを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the wafer before the light emission part of FIG. 1 is diced. 図1の波長変換素子を示す平面図である。It is a top view which shows the wavelength conversion element of FIG. 本発明の第1実施形態に係る光源装置の波長変換素子を移動させた平面図である。It is the top view which moved the wavelength conversion element of the light source device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る光源装置を示す平面図である。It is a top view which shows the light source device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るプロジェクタを示す平面図である。It is a top view which shows the projector which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るプロジェクタの変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the projector which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るモニタ装置を示す平面図である。It is a top view which shows the monitor apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

L1〜L3…光変換領域、P1…光通過領域Lのピッチ、P2…発光部のエミッタ間のピッチ、10,30…光源装置、11a〜11e…エミッタ(発光部)、12,31…波長変換素子、13…波長選択素子、100…プロジェクタ、104R,104G,104B…液晶ライトバルブ(光変調装置)、107…投射レンズ(投射装置)、300…モニタ装置、311…カメラ(撮像手段)   L1 to L3... Light conversion region, P1... Pitch of light passage region L, P2... Pitch between emitters of light emitting part, 10, 30... Light source device, 11a to 11e. Element 13 ... Wavelength selection element 100 ... Projector 104R, 104G, 104B ... Liquid crystal light valve (light modulation device) 107 ... Projection lens (projection device) 300 ... Monitor device 311 ... Camera (imaging means)

Claims (7)

複数の発光部から射出される複数のレーザ光が入射され、前記複数のレーザ光のそれぞれを所定の波長に変換して射出させる波長変換素子であって、
前記複数の発光部のそれぞれに対応して複数の光通過領域が設けられ、
前記複数の光通過領域が前記複数の発光部から射出されたレーザ光の中心軸に沿って、分極が互いに反転したドメインの繰り返し構造を有しており、前記複数の光通過領域のそれぞれの前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅が前記複数の発光部の配列方向に沿って異なることを特徴とする波長変換素子。
A plurality of laser beams emitted from a plurality of light emitting units are incident, a wavelength conversion element that converts each of the plurality of laser beams into a predetermined wavelength and emits it,
A plurality of light passage regions are provided corresponding to each of the plurality of light emitting units,
The plurality of light passage regions have a repeating structure of domains whose polarizations are reversed with respect to each other along a central axis of laser light emitted from the plurality of light emitting units, and each of the plurality of light passage regions 2. The wavelength conversion element according to claim 1, wherein a width of the laser beam in a central axis direction of the domain is different along an arrangement direction of the plurality of light emitting units.
前記複数の光通過領域のそれぞれが複数の光変換領域に分けられ、
前記複数の光変換領域のそれぞれの前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅がそれぞれ異なることを特徴とする請求項1に記載の波長変換素子。
Each of the plurality of light passage regions is divided into a plurality of light conversion regions,
2. The wavelength conversion element according to claim 1, wherein a width of each of the plurality of light conversion regions in a direction of a central axis of the laser light is different.
前記複数の光通過領域の前記ドメインの前記レーザ光の中心軸方向の幅が前記複数の発光部の配列方向に沿って連続的に変化することを特徴とする請求項1に記載の波長変換素子。   2. The wavelength conversion element according to claim 1, wherein a width in a central axis direction of the laser light of the domains of the plurality of light passing regions continuously changes along an arrangement direction of the plurality of light emitting units. . 前記複数の光通過領域のピッチが、前記複数の発光部のピッチと同じであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の波長変換素子。   4. The wavelength conversion element according to claim 1, wherein pitches of the plurality of light passing regions are the same as pitches of the plurality of light emitting units. 5. レーザ光を発光する複数の発光部と、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の波長変換素子と、
該波長変換素子から射出されたレーザ光のうち前記所定の波長に変換されなかったレーザ光を選択して前記発光部に向かって反射させることによって前記発光部の共振器ミラーとして機能するとともに、残りのレーザ光を透過させる波長選択素子とを備えることを特徴とする光源装置。
A plurality of light emitting sections for emitting laser light;
The wavelength conversion element according to any one of claims 1 to 4,
The laser beam that has not been converted to the predetermined wavelength from the laser beams emitted from the wavelength conversion element is selected and reflected toward the light emitting unit to function as a resonator mirror of the light emitting unit, and the remaining And a wavelength selection element that transmits the laser beam.
請求項5に記載の光源装置と、
該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
該光変調装置により形成された画像を投射する投射装置とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
A light source device according to claim 5;
A light modulation device that modulates light emitted from the light source device in accordance with an image signal;
A projector comprising: a projection device that projects an image formed by the light modulation device.
請求項5に記載の光源装置と、
該光源装置から射出された光により被写体を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とするモニタ装置。
A light source device according to claim 5;
A monitor device comprising: imaging means for imaging a subject by light emitted from the light source device.
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