激光光源装置以及激光光源装置中的波长转换元件的温度控制方法制造方法及图纸

在激光光源装置中，不使用光电二极管等光检测装置，就能够实现波长转换元件的波长转换效率的最佳化，能够进行稳定的光输出。从半导体激光器(2)出射的基波光，由波长转换元件(5)波长转换并出射。点亮电路(20)向上述半导体激光器(2)供给电力并使半导体激光器(2)点亮。控制部(21)对加热机构(7)的供电量进行控制，而控制为波长转换元件(5)成为最佳波长转换效率的温度。向控制部(21)输入由元件温度检测机构(Th1)和光源部温度检测机构(Th2)检测的温度，控制部(21)将由光源部温度检测机构(Th2)检测的温度成为极小时的波长转换元件(5)的温度设为成为最佳波长转换效率的设定温度，对加热机构(7)的加热量进行控制而以波长转换元件(5)的温度成为上述设定温度的方式对波长转换元件(5)的温度进行反馈控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光光源装置以及激光光源装置中的波长转换元件的温度控制方法
本专利技术涉及一种使用了非线性光学结晶的波长转换型的激光光源装置。更详细地说，涉及使用了非线性光学结晶的波长转换型的激光光源装置，以及在该激光光源装置中以该非线性光学结晶的转换效率成为最大的方式进行温度控制的激光光源装置中的波长转换元件的温度控制方法。
技术介绍
作为电影、家庭影院用等所利用的投射型投影仪的光源，使用了激光的装置的开发正在推进。在这些成为光源的激光光源中，已知使用从半导体激光元件直接放射的光的情况、以及将从该半导体激光元件放射的光通过非线性光学结晶转换为其他波长而使用的情况。最近，作为蓝色、绿色的激光光源，开放有该非线性光学结晶使用了周期性极化反转型铌酸锂(PPLN：PeriodicallyPoledLithiumNiobate)、周期性极化反转型钽酸锂(PPLT：PeriodicallyPoledLithiumTantalate)等的激光光源。作为这种技术，例如已知专利文献1所记载的技术。根据该专利文献1，记载有一种激光光源装置，具备：由半导体激光器构成的光源；供从该光源放射的激光入射，并转换为第二高次谐波的波长转换元件(为非线性光学结晶、例如为PPLN)；以及对从该波长转换元件放出的规定波长的光进行选择而使其朝向上述光源反射的外部共振器(例如体积布拉格光栅：VBG：VolumeBraggGrating)。此外，记载有在安装该波长转换元件的子基板之间设置有温度调节单元的内容。并且，记载有如下内容：通过使用该温度调节单元对该波长转换元件的温度进行调节，由此能够对波长转换元件的极化反转周期的间距进行调整，因此能够使光的转换效率提高。图18是表示以往的激光光源装置的一个方式的框图，根据该图对将波长转换元件的温度设定为最佳温度的以往例进行说明。激光光源单元LH上所安装的波长转换元件(例如PPLN)5，具有将从激光光源元件(例如半导体激光器、以下作为半导体激光器进行说明)2放出的光的波长进行使其比入射光短波长化的波长转换的功能，例如能够将红外线转换为绿色光。此外，波长转换元件5(例如PPLN)存在能够使光转换效率成为最大的最佳温度。此外，该最佳温度根据各个个体而存在差别，当即使从该最佳点错开0.5℃时，转换效率也会恶化数10％以上。未转换的光直接成为热而消耗。因此，在一般情况下，只要求出波长转换元件的最佳温度条件，并发现最佳温度条件，则由温度检测机构Th1对波长转换元件5的温度进行检测，通过温度调节单元对从外部加热波长转换元件5的加热机构、例如加热器7进行控制，而控制为波长转换元件5的温度成为上述最佳温度。为了发现上述波长转换元件5的最佳控制温度，以往例如使用了以下的方法。通过激光光源点亮装置100来驱动上述激光光源单元LH，使波长转换元件5的控制温度在其假定的温度范围内进行扫描，并且例如图18所示那样，使用光电池、光功率计等光输出测定装置110对从激光光源单元射出的光输出进行测定。然后，存储在扫描测定结束的时刻光输出为最大的控制温度，将该值采用为最佳控制温度，并以成为上述最佳控制温度的方式对波长转换元件的温度进行控制。然而，在该方法中，存在需要测定光输出的机构而花费不必要的成本这种问题。图19表示以往的激光光源装置的其他构成例的框图。该例是将激光器串联连接的情况下的构成例。如图19所示那样，以激光光源装置的降低成本为目的，在一个激光光源点亮装置100中，将多个半导体激光器2串联连接的方法广泛周知。其原因为，在该方式中，能够使激光光源点亮装置100内的开关元件、控制电路等共用化，能够低价地供给点亮电源。此外，构成为，从各激光光源单元LH1～LH3输出的光为，使用棱镜等光元件PZ对3个光进行聚光，并将光射出。在如上述那样使用了多个激光元件的情况下，存在需要分别对波长转换元件5的最佳温度进行调整，而调整需要大量时间这种问题。即，使用上述图18所示的光电池进行测定时，仅进行一个激光光源单元LH的测定，并对成为其对象的激光光源单元的最佳温度进行调整，但如该图所示那样，在激光光源单元LH1～LH3串联连接的情况下，在3个激光器中流动相同电流，因此不能够仅使一个激光器停止，而难以进行波长转换元件5的最佳温度的调整。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-54446号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题如上述那样，在通过温度调整单元对该波长转换元件的温度进行调整的情况下，如图18所示那样，为了对光输出进行监视而需要使用光电二极管等光检测装置，因此存在需要进行与光检测装置自身的寿命、恶化相伴随的校正、交换这种问题。并且，如果将该光检测装置设置于该激光光源装置，则存在作为装置整体而变得复杂、大型化这种问题。此外，在使用多个激光元件的情况下，也存在需要分别对波长转换元件的最佳温度进行调整，而调整需要大量时间这种问题。并且，如图19所示那样，在将多个激光元件串联排列并使它们同时点亮的情况下，存在来自相邻接的激光元件的光成为干扰光，不能够正确地测定光量，而不能够检测波长转换元件的光的转换效率成为最佳的温度这种问题。此外，该波长转换元件为，根据周围的环境而动作温度变化，因此该波长转换元件的转换效率变化，并且，根据周围环境的变化而由该波长转换元件进行波长转换的半导体激光光源的波长变化，因此存在该波长转换元件的转换效率变化，不能够得到稳定的光输出这种问题。本专利技术是为了解决上述问题点而进行的，本专利技术的课题在于提供一种激光光源装置，不使用光电二极管等光检测装置，能够实现波长转换元件的波长转换效率的最佳化，能够进行稳定的光输出。用于解决课题的手段为了解决上述课题，在本专利技术中，具备：光源部，该光源部具备半导体激光器、对从该半导体激光器放射的激光进行波长转换的波长转换元件、以及对从该波长转换元件放出的规定波长的激光进行选择而使其朝向上述半导体激光器反射的外部共振器；对该波长转换元件的温度进行检测的元件温度检测机构；对该波长转换元件进行加热的加热机构；对上述光源部的温度进行检测的光源部温度检测机构；以及对上述点亮电路和该加热机构进行控制的控制部；基于由上述元件温度检测机构检测的温度与设定温度之差，对向上述加热机构的供电量进行控制，并控制为波长转换元件的温度成为上述设定温度，在该激光光源装置中，在对上述波长转换元件照射上述激光时，在包括进行控制的目标温度的范围内对上述设定温度进行扫描，而对上述光源部的温度进行检测，将该光源部温度成为极小时的上述波长转换元件的设定温度作为波长转换元件的最佳设定温度，以保持该设定温度的方式，对向对波长转换元件进行加热的加热机构的供电量进行控制。此外，也可以将规定的条件(冷却条件、激光元件的温度等)作为参数，而定期地更新上述最佳设定温度。并且，也可以与向激光的输入电力的变化、室温等周围温度的变化等相对应，根据预先设定的表或者数式，对上述设定温度进行更新。即，在本专利技术中，如以下那样解决上述课题。(1)一种激光光源装置，具备：光源部，该光源部具备半导体激光器、对从该半导体激光器放射的激光进行波长转换的波长转换元件、以及对从该波长转换元件放出的规定波长的激光进行选择而使其朝向上述半导体激光器反射的外部共振器；使该半导体激光器点亮的点亮电路；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光光源装置，具备：光源部，该光源部具备半导体激光器、对从该半导体激光器放射的激光进行波长转换的波长转换元件、以及对从该波长转换元件放出的规定波长的激光进行选择而使其朝向上述半导体激光器反射的外部共振器；使上述半导体激光器点亮的点亮电路；对上述波长转换元件的温度进行检测的元件温度检测机构；对上述该波长转换元件进行加热的加热机构；对上述点亮电路和上述加热机构进行控制的控制部；以及对上述光源部的温度进行检测的光源部温度检测机构，在该激光光源装置中，上述控制部具备：温度控制机构，基于由上述元件温度检测机构检测的温度与设定温度之差，对向上述加热机构的供电量进行控制，并控制为波长转换元件的温度成为上述设定温度；以及最佳温度设定机构，在向上述波长转换元件照射上述激光时，使上述设定温度变化，并且通过上述光源部温度检测机构对各设定温度的光源部的温度进行计测，求出该光源部温度成为极小的温度，将该温度作为上述波长转换元件的最佳设定温度，将上述设定温度设定为该最佳设定温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.19 JP 2012-0954261.一种激光光源装置，具备：光源部，该光源部具备半导体激光器、对从该半导体激光器放射的激光进行波长转换的波长转换元件、以及对从该波长转换元件放出的规定波长的激光进行选择而使其朝向上述半导体激光器反射的外部共振器；使上述半导体激光器点亮的点亮电路；对上述波长转换元件的温度进行检测的元件温度检测机构；对上述该波长转换元件进行加热的加热机构；对上述点亮电路和上述加热机构进行控制的控制部；以及对上述光源部的温度进行检测的光源部温度检测机构，在该激光光源装置中，上述控制部具备：温度控制机构，基于由上述元件温度检测机构检测的温度与设定温度之差，对向上述加热机构的供电量进行控制，并控制为波长转换元件的温度成为上述设定温度；以及温度设定机构，在向上述波长转换元件照射上述激光时，使上述设定温度变化，并且通过上述光源部温度检测机构对各设定温度的光源部的温度进行计测，求出该光源部温度成为极小时的上述波长转换元件的温度，将该温度作为上述波长转换元件的设定温度设定。2.一种激光光源装置，具备：光源部，该光源部具备半导体激光器、对从该半导体激光器放射的激光进行波长转换的波长转换元件、以及对从该波长转换元件放出的规定波长的激光进行选择而使其朝向上述半导体激光器反射的外部共振器；使上述半导体激光器点亮的点亮电路；对上述波长转换元件的温度进行检测的元件温度检测机构；对上述波长转换元件进行加热的加热机构；对上述光源部的温度进行检测的光源部温度检测机构，以及对上述点亮电路和上述加热机构进行控制的控制部；在该激光光源装置中，上述控制部具备：温度控制机构，基于由上述元件温度检测机构检测的温度与设定温度之差，对向上述加热机构的输出进行控制，并控制为波长转换元件的温度成为上述设定温度；以及温度依次设定机构，在某个光源部温度，在向上述波长转换元件照射上述激光时，使上述设定温度变化，对各设定温度的上述光源部温度进行计测，求出该光源部温度成为极小时的上述波长转换元件的温度，将该温度设定为上述光源部温度的上述波长转换元件的最初的设定温度，相对于上述波长转换元件的最初的设定温度，将光源部温度以及/或者对激光器施加的电力条件作为参数而计算设定温度修正量，基于该修正量将上述设定温度依次定期地修正为上述波长转换元件的设定温度。3.一种对激光光源装置中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉原伸彦，吉田和弘，藤田坚太郎，鲛岛贵纪，
申请(专利权)人：优志旺电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP