JPH02111092A - マルチカラーレーザー源 - Google Patents

マルチカラーレーザー源

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JPH02111092A
JPH02111092A JP1208011A JP20801189A JPH02111092A JP H02111092 A JPH02111092 A JP H02111092A JP 1208011 A JP1208011 A JP 1208011A JP 20801189 A JP20801189 A JP 20801189A JP H02111092 A JPH02111092 A JP H02111092A
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JP
Japan
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laser
microns
wavelength
laser beam
yag
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JP1208011A
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Sandor Holly
サンドール ホリー
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Boeing North American Inc
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Rockwell International Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35Non-linear optics
    • G02F1/353Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
    • G02F1/3532Arrangements of plural nonlinear devices for generating multi-colour light beams, e.g. arrangements of SHG, SFG, OPO devices for generating RGB light beams
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/354Third or higher harmonic generation

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 抜擢分立 本発明は、フルカラー画像の発生技術に関するものであ
って、更に詳細には、マルチカラーレーザービームを形
成する為に非線形光学系を使用する技術に関するもので
ある。
災末技地 ビジュアルデイスプレィの適用の為にマルチカラーレー
ザービームを形成する場合に使用する為に今日種々の方
法が検討されている。例えば、スペクトラフィジックス
コーポレーション及びコヒーレントラディエーション、
インコーホレイテッドによって、アルゴンイオンレーザ
−及びクリプトンイオ゛ンレーザーを使用するシステム
が開発されている。然し乍ら、このようなシステムの混
合領域は、射出されるレーザー光波長、即ち0.488
0ミクロン、0.5145ミクロン及び0゜6471ミ
クロン、によって制限されている。こわらのシステムの
効率は低く且つレーザーは大型であり且つ高重量である
。更に、より強力な装置の場合には、水冷却を必要とす
る。他のマルチカラーレーザービーム混合方式では、イ
オンレーザ−に加えてダイレーザーを使用する。ダイレ
ーザーを使用することは、アルゴン/クリプトン方式よ
りも、システムの複雑性が大きく且つコスト高である。
目   的 本発明は1以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、ビジュアルデイスプ
レィ(視覚的表示)適用の為のマルチカラーレーザービ
ームの混合範囲を増加させることである。更に、本発明
の別の目的とするところは、高効率で、堅固で、且つ小
型のマルチカラーレーザービームを提供することである
構成 本発明は、マルチカラーレーザービームを効率的に発す
る方法を提供している。第1のYAGレザーから、1.
06ミクロン波長レーザービームの第2高調波が発生さ
れる。その第2高調波は0.53ミクロンに等しい波長
を持っている。同時的に、第2のYAGレーザーから、
1,32ミクロン波長レーザービームの第2及び第3の
高調波が発生される。その第2高調波は、0,66ミク
ロンに等しい波長を持っており、且つその第3高調波は
0.44ミクロンに等しい波長を持っている。これらの
ステップによって発生される高調波を結合させて、マル
チカラーレーザービームを形成する。
尖産凱 以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
について詳細に説明する。
第1図は、色度図を示している。人の目の感度の通常の
範囲(約400nm乃至700 n m)は曲a10で
概略示しである。アルゴンイオンレーザ−及びクリプト
ンイオンレーザ−を使用する現在提案されている従来技
術では、カラーは、点線12で示した三角形ABC内の
区域に制限されている。この三角形の頂点(A、B、C
)は、アルゴン及びクリプトンレーザービームの主要波
長、即ち、アルゴンイオンレーザ−の青及び緑のライン
のλ=Q、4880ミクロン及び0.5145ミクロン
及びクリプトンレーザーの赤のラインのλ=0.647
1ミクロン、によって色度図上に位置されている。
第2図を参照すると、本発明の好適実施例が大略13で
示されている。レーザーダイオード14は、光学的にY
AGレーザーロンド16をポンプする、レーザーダイオ
ード14の波長は、典型的に、0.8ミクロンである。
Y A Gレーザーロッド16の一端上のコーティング
18は、0.8ミクロン近傍の波長で透過し且つ1゜o
6乃至1゜4ミクロンの波長で反射する。該レーザーロ
ットの出力端は、光学的コーティング20を有しており
、それは、1.06乃至1.4ミクロイ範囲で部分的に
透過性である。光学的コーティング20は、好適には、
約0.8ミクロンのダイオードレーザ−ポンプ動作波長
で最大反射を与える。その結果得られる出力レーザービ
ーム22は、1.064ミクロンに等しい波長を持って
おり、第2高調波発生器(SHG)24へ指向され、従
って00532ミクロンの波長を持った緑レーザー出力
ビーム26を発生する。
第2のレーザーダイオード28は、第2のYAGレーザ
ーロンド30を光学的にポンプ動作させる。第2レーザ
ーロンド30の一端上のコーティング32は、0.8ミ
クロンの近傍のレーザーダイオード出力波長を透過させ
且つ約1.32ミクロンにおいて最大反射を行う。この
レーザーロットの出力端は、1.32ミクロン波長範囲
において部分的透過用のコーティング34を持っている
コーティング32は、0.8ミクロンのポンプ動作用波
長において良好な反射を与える。その結果得られる出力
レーザービーム36は、1.32ミクロンに等しい波長
を持っており、第2高調波発生器(,5HG)及び第3
高調波発生器(THG)として両方の作用を行うべく構
成されている別の非線形光学部品38へ指向される。発
生された光ビーム40は、ダイクロイックビームスプリ
ッタ−41へ指向され、該ビームスプリッタ−41は、
第2高調波と第3高調波とを分離させ、その結果、0.
66ミクロンの波、長を有する赤レーザービーム42と
、0.44ミクロンの波長を持った青レーザービーム4
4とを発生する。これら3つの色から得られる色度三角
形46は、頂点A’ 、B’C″を有するものとしそ第
1図に実線で示しである。
この図を参照すると理解される如く、可能な色の配列乃
至は配合状態は、従来技術と比較して著しく増加されて
いる。更に、注意すべきことであるが、第1図において
、白色光は点rWJで示しである。従来技術においては
、この点はその色度三角形の一端に近接している。本発
明技術においては、この点は、色度三角形のほぼ中心に
位置されており、好適である。このことは、点rWJか
ら全ての方向において、色度図上のカラーにおいて改良
した変化の可能性を与えている。
本発明は、従来のレーザー源を使用する現在実施されて
いる方法と比較して、幾つかのその他の利点を有してい
る。
(1)  ダイオードポンプ用方式は、YAG固体レー
ザーの吸収帯内において最適ポンプエネルギを与え且つ
ポンプ源、即ちダイオードレーザ、が本来的に効率的で
あるので1本発明は極めて効率的である。
(2)年数によって制限を受ける部品はソリッドステー
ト(固体)装置であり、それは実験的に長期の寿命を有
するものであることが証明されている。この様なソリッ
ドステート部品は本来的に堅固である。
(3)  YAGレーザーへポンプ用パワーを供給する
ダイオードレーザ−は低電圧を必要とするに過ぎない。
従って、堅牢な構成と低電圧とが結合されて、高い信頼
性を与えている。
(4)  更に、スリッドステート部品は、寸法を小さ
くし且つ軽量とすることを可能とする。
本発明によって提案される如くにしてカラーを発生する
可能性は、以下に列挙する如き光学分野における一連の
ブレークスルーによって可能とされたものである。
(1)1.064ミクロン及び1.32ミクロンレーザ
ー放射の高度に効率的な第2及び第3高調波の発生が証
明されたこと。(ロチニスター大学、レーザーエナジェ
ティック研究所のR,5teven Craxton著
の「高パワーガラスレーザー用高効率周波数三倍手法(
!(igh Efficiency Frequenc
yTripling Schemes for Hig
h Powered Glass La5ers)J、
 IEEEジャーナルオブクワンタムエレク1〜ロニク
ス、QE−17巻、1981年9月、の文献参照) (2)0.805ミクロン乃至0.81ミクロン波長範
囲内で射出する高パワー高効率レーザーダイオードが今
や益々入手可能となっていること。
このことは、YAGレーザ−(パルス型であろうと連続
波型であろうと)をポンプするのに理想的な波長である
(3)1.06ミクロン及び1.319ミクロンの波長
で連続波及びパルス放射を射出することが可能なYAG
レーザ−システムは、今や、市販されている(例えば、
クワントロニクスコーポレーシゴンや、アモコレーザー
会社等がある)。
(4)1.319ミクロンの波長での周波数倍化が証明
されたこと(例えば、Edward Sinowsky
の博士論文である[潜在的第2高調波発生器における位
相不整合の干渉計測定(The Interferom
etric  Measurement  of  P
hase  Mismatch  in  Poten
tial 5econd t(armonic Gen
erators)J 、アリシナ人学、大学光学課、1
984年、参照)。
(5)  ダイオードレーザ−でポンプするYAGレー
ザーの効率的な周波数倍化も現在可能である(例えば、
スペクトラフィジックスコーボレーシ玉ン、アモコレー
ザー会社等)。
(6)例えばリン酸カリウムチタン(KPT)等の高効
率非線形光学的物質を生成する上で最近ブレークスルー
があったこと。高効率と光学的損傷に対する高耐性は、
0.53ミクロン波長での数十ワットの第2高調波パワ
ーの発生を可能としたこと(Gary T、 Forr
est著の[ダイオードポンプ型ソリッドステートレー
ザー市場及び生産の拡大(Diode−Pumped 
5olid−3tate La5er Markets
 and Production Expand)Jレ
ーザーフォーカス/工レクトロオブティックス、24巻
、No、6.1988年6月の文献、及びWillia
m F、 Krupke著の「ダイオードレーザ−ポン
プ型ソリッドステートレーザーの将来性(Prospe
cts for Diode−Laser−Pumpa
d 5olid−3tate La5ers)J 、レ
ーザーアンドオプトロニクス、1988年3月、79−
84頁の文献参照)。
(7)高パワー出力を達成する為のダイオードレーザ−
アレイ技術は現在入手可能であること。
この高出力パワーは、高効率高調波YAG動作の為に必
要である。
第3図を参照すると、本発明の第2実施例を大略4εで
示しである。この場合、複数個の軸方向に雅隔配置させ
たダイオードレーザ−50からなるアレイが、YAGロ
ッド54の円筒状表面52を−1に照射する。この様な
アレイを使用することにJ・ノ、YAGロッド54に対
して全体的に高いボン〕゛バフ−を得ることが可能であ
る。ダイオードレーザ−50(約0.8ミクロンの出力
波長で動作)Iよ、YAGロッド52の円周長さに沿つ
て一様に分布されている。(第3図は、通常使用される
好適なYAGレーザーロンドの1つのみを示している)
。該YAGロッドは円筒形状(回転的に対称)とするこ
とも可能であり、又断面を矩形状(スラブ形状)とする
ことも可能である。
以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は人間の目の感度の通常の範囲と、従来技術によ
って与えられるカラーの範囲と1本発明のカラーの範囲
とを示した色度図、第2図は本発明の好適実施例を示し
た概略図、第3図は本発明の別の実施例を示した概略図
、である。 (符号の説明) 14:レーザーダイオード 16:YAGレーザーロンド 18:コーティング 2C・・光学的コーティング 21.第2高調波発生器 D:第2YAGレーザーロンド 38:非線形光学要素 41:ダイクロイックビームスプリツタ特許出頃人 ロックウェル インターナ ショナル コーボレーシミ ン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、マルチカラーレーザービームを効率的に発生する方
    法において、 a)第1のYAGレーザからの1.06ミクロンの波長
    のレーザービームの第2高調波であって0.53ミクロ
    ンに等しい波長を持ったものを発生し、b)同時的に第
    2のYAGレーザーからの1.32ミクロン波長の第2
    及び第3高調波であって前記第2高調波が0.66ミク
    ロンに等しい波長を持っており且つ前記第3高調波が0
    .44ミクロンに等しい波長をもっているものを発生し
    、c)上記ステップa)及びb)からの高調波を結合さ
    せてマルチカラーレーザービームを形成する、上記各ス
    テップを有することを特徴とする方法。 2、特許請求の範囲第1項おいて、前記第1及び第2の
    YAGレーザがダイオードレーザーポンプ型であること
    を特徴とする方法。
JP1208011A 1988-08-15 1989-08-14 マルチカラーレーザー源 Pending JPH02111092A (ja)

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US232183 1988-08-15
US07/232,183 US4866720A (en) 1988-08-15 1988-08-15 Multicolored laser source

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JPH02111092A true JPH02111092A (ja) 1990-04-24

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