激光装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在投影仪装置等的光源中使用的激光装置。
【背景技术】
[0002]在投影仪装置或投影电视等显示彩色图像的装置中，作为光源，需要R(红)、G(绿)、B(蓝)这3个颜色的光源。
[0003]近年来，作为这些光源，已开发出如下的波长变换激光装置:其将900nm频带、Iym频带、1.3 μπι频带的激光设为基波激光，使用非线性材料将基波激光变换成二次谐波。
[0004]作为这种装置的一例，存在由半导体激光元件、固体激光元件和波长变换元件构成的装置(例如参照下述专利文献I)。
[0005]该装置是在使固体激光元件吸收由半导体激光元件产生的激励光来产生基波后，通过波长变换元件产生基波的2倍高次谐波。
[0006]作为产生基波的激光介质，特别在使用固体激光器的情况下，其基波的波长光谱宽度非常窄，因此其2倍高次谐波的波长光谱宽度也非常窄。
[0007]该特征意味着相干性高，存在各种各样的优点，另一方面，在考虑用于显示器的情况下产生如下问题:干扰增强从而导致斑点噪声增大。
[0008]作为减少该斑点噪声的I个方法，存在通过混合多个波长使相干性降低的方法。
[0009]在所述激光光源中，为了得到多个波长，有时产生多个波长的基波并对各个基波进行波长变换。
[0010]图8是这样的波长变换激光装置的结构图。
[0011]在图中，101是输出激光的半导体激光器，102是对从半导体激光器101输出的激光进行会聚的透镜，103是产生波长A的激光介质，104是产生波长B的激光介质。
[0012]通过使激光介质103、104两者吸收来自半导体激光器101的激励光，产生波长A和波长B的基波。
[0013]通过使该基波入射到能够进行波长A和波长B这两者的波长变换的波长变换元件105，能够提取2个波长变换光。
[0014]在下述专利文献2中也示出有与之相同的装置。
[0015]现有技术文献
[0016]专利文献
[0017]专利文献1:W02006/103767 号
[0018]专利文献2:日本特开2006-66436号公报
【发明内容】
[0019]发明要解决的课题
[0020]在图8所示的波长变换激光装置的情况下，需要激光介质103、104等2个固体激光元件，因此，存在大型且高价从而难以制造的问题。
[0021]本发明正是为了解决所述问题而完成的，其目的在于，得到小型且廉价从而容易制造的激光装置。
[0022]用于解决课题的手段
[0023]本发明的激光装置具有:固体激光元件，其在不同的多个轴向上具有针对不同的多个波长的增益；以及光学元件，其针对各个波长的光，具有光强度越大则光损失越大的特性，固体激光元件和光学元件构成为包含在由该固体激光元件产生的基波的谐振器内，在2个以上的波长处进行振荡。
[0024]发明效果
[0025]根据本发明，能够利用单个的固体激光元件得到不同的多个波长的输出光。
[0026]由此，存在以下效果:能够得到小型且廉价从而容易制造的激光装置。
【附图说明】
[0027]图1是示出本发明实施方式I的宽带激光光源装置的结构的俯视图。
[0028]图2是示出本发明实施方式I的宽带激光光源装置的工作原理的说明图。
[0029]图3是示出本发明实施方式2的宽带激光光源装置的结构的俯视图。
[0030]图4是示出本发明实施方式2的宽带激光光源装置的工作原理的说明图。
[0031]图5是示出本发明实施方式3的宽带激光光源装置的结构的俯视图。
[0032]图6是示出本发明实施方式3的宽带激光光源装置的工作原理的说明图。
[0033]图7是示出本发明实施方式4的宽带激光光源装置的结构的俯视图。
[0034]图8是示出以往的波长变换激光装置的结构的俯视图。
【具体实施方式】
[0035]以下，使用【附图说明】本发明的宽带激光光源装置及其制造方法的优选实施方式。
[0036]实施方式I
[0037]图1是从上面观察到的本发明实施方式I的宽带激光光源装置的结构的图。
[0038]在图中，I是输出激光的半导体激光器，2是对从半导体激光器I输出的激光进行会聚的透镜。
[0039]3是由掺杂有Nd的YLF材料(Nd:YLF)构成的固体激光元件。
[0040]该Nd:YLF材料具有一个轴向的增益峰值波长处于1047nm附近，另一个轴向的增益峰值波长处于1053nm附近这一特征。
[0041]该固体激光元件3将与纸面垂直的方向配置成增益峰值波长为1047nm的方向，与纸面垂直的方向配置成增益峰值波长为1053nm的方向。
[0042]半导体激光器I的振荡波长处于792nm附近，使得能够激励作为固体激光元件3的Nd:YLF材料。
[0043]在固体激光元件3的前方，配置有将掺杂有MgO的1^他03作为材料的波长变换元件(光学元件)4、5。
[0044]波长变换元件4形成有极化反转，使得能够针对1047nm的光产生其二次谐波变换(SHG:Second Harmonic Generat1n)光，该反转极化的极化方向是与纸面垂直的方向。
[0045]由此，能够对具有与纸面垂直的偏振方向的1047nm的光进行波长变换。
[0046]波长变换元件5形成有极化反转，使得能够针对1053nm的光产生SHG光，该反转极化的极化方向是与纸面水平的方向。
[0047]由此，能够对具有与纸面水平的偏振方向的1053nm的光进行波长变换。
[0048]固体激光元件3的端面6被施加了端面涂层，具有使(Nd:YLF激励波长)的激励光透过，对作为基波的1047nm和1053nm的光进行反射的特性。
[0049]固体激光元件3的端面7被施加了涂层，以对激励光进行反射，使基波及其SHG光透过。
[0050]对波长变换元件4的端面8施加了使基波透过且对SHG光进行反射的涂层，对波长变换元件4的端面9和波长变换元件5的端面10施加了使基波和SHG光透过的涂层。
[0051]对波长变换元件5的端面11施加了对基波进行反射且使SHG光透过的涂层。
[0052]在这样的激光装置中，在提高半导体激光器I的激励光强度时，固体激光元件3内的活性离子被激励而形成反转分布。
[0053]因此，最初，增益较高的1047nm波长的基波以具有增益的方向即与纸面垂直的方向的线偏振光的形式进行振荡。
[0054]该1047nm的光被波长变换元件4变换成具有1047nm的光的2倍光子能量的、波长 523.5nm 的 SHG 光。
[0055]通过变换成该SHG光，作为基波的1047nm的光减少。即产生光损失。
[0056]由于其非线性特性，基波的光强度越大，则向SHG光的变换效率越大，这意味着基波的光强度越大，则光损失越大。
[0057]因此，1047nm的光的光输出越大，则1047nm的光的谐振器损失越大，阈值增益越尚O
[0058]于是，向1047nm的光赋予增益的激励离子数增大，对与其处于热平衡状态的1053nm的光赋予增益的激励离子数也增大，因此1053nm的光能够进行振荡。
[0059]此时，针对与纸面水平的方向产生1053nm的光的增益，因此，以与纸面水平的线偏振光的形式进行振荡。
[0060]该1053nm的光在波长变换元件5内，被变换成具有2倍光子能量的526.5nm的SHG 光。
[0061]该情况下，也产生由于变换成SHG光而引起的光损失。即，随着光强度增大，谐振器损失增大。
[0062]如上所述，一个波长的基波的光强度越大，则光损失越大，该基波振荡所需的增益越大，则稳定状态下的离子数越大，其结果是，产生针对另一个波长的增益增大从而容易进行振荡这样的现象，因此2个基波产生竞争。
[0063]针对1047nm的光赋予阈值增益的上层离子数N1、和针对1053nm的光赋予阈值增益的上层离子数N2通过由各基波的光强度决定的光损失量确定，但在该N1、N2满足热平衡条件这样的各个光强度时进行稳定振荡。
[0064]这样，在1047nm的基波和1053nm的基波同时进行振荡的状态下成为平衡状态，但在图2中分别分成该1047nm的光和1053nm的光独立振荡的状态来记载。
[0065]由波长变换元件4对1047nm的光进行波长变换，由波长变换元件5对1053nm的光进行波长变换，同时输出523.5nm和526.5nm这2个波长。
[0066]仅在基波的光强度越大则相对于该基波的光损失越大的状况下可产生这样的状态，即仅以基波在固体激光元件3和波长变换元件4、5双方中环绕的方式可产生这样的状
??τ O
[0067]因此，能够在以下的结构中实现上述状态:具有2个不同波长具有增益的固体激光元件3、以及对这2个波长赋予波长变换那样的光损失的波长变换元件(光学元件)4、5，基波由包含固体激光元件3和波长变换元件(光学元件)4、5双方的谐振器进行振荡。
[0068]另外，在本实施方式I中，示出固体激光元件3采用Nd:YLF的例子，但只要是具有多个增益波长的材料，当然也能够实现相同的功能。
[0069]此外，具有增益峰值的偏振方向即使不相互垂直，也产生如上述所示的基波间的竞争，因此能够进行多个波长处的振荡。
[0070]并且，在本实施方式I中，是独立制作并配置波长变换元件4、5，但也可以一体化，如果同时制作，则能够廉价且容易地进行制造。
[0071]如上所述，根据本实施方