(57)【要約】【課題】出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率が高く、出力が安定したレーザ光源装置、及びそのレーザ光源装置を備えた画像表示装置、並びにモニター装置を提供する。【解決手段】レーザ光源装置３１は、光源３１１、波長変換素子３１２、光路変換素子３１４を備えている。波長変換素子は、出射側の端面に第１の波長の光を８０％以上反射し第２の波長の光を８０％以上透過する特性を有する誘電体多層膜よりなる多層膜ミラーと、出射側の端面に第１の波長近傍でバンドパス特性を有するバンドパスフィルタ多層膜を備え、共振構造中に設けられている。光路変換素子は、第２のレーザ光ＬＳ２を取り出すための選択性反射膜３１７と反射面３１６Ａを備え、プリズム３１５，３１６によって一体化され、第２のレーザ光が第２光路Ｏ２に取り出され、第１のレーザ光ＬＳ１の進行方向と略同じ方向へ向けられ、第１のレーザ光と共に出力光として利用される。【選択図】図１
2008129232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長の光を射出する光源と、
前記第１の波長の光を選択的に反射して前記光源の方に向かわせる多層膜ミラーと、
前記光源と前記多層膜ミラーとの間に形成された第１光路上に設けられ、入射した第１の波長の光のうち一部の光の波長を前記第１の波長とは異なる第２の波長に変換する波長変換素子、及び前記第１の波長近傍でバンドパス特性を有するバンドパスフィルタ手段と、
前記多層膜ミラーによって反射されて前記光源の方へ向かう過程で前記第２の波長に変換された光を、前記第１光路とは異なる第２光路に取り出す光路変換素子と、
を備え、
前記多層膜ミラーから射出される前記第２の波長の第１のレーザ光と、前記光路変換素子から射出される前記第２の波長の第２のレーザ光とを出力光として利用するレーザ光源装置であって、
前記光路変換素子は、前記光源と前記波長変換素子との間に設けられ、前記第２の波長の光を選択的に反射する選択性反射膜と、
前記選択性反射膜によって反射された光を反射して、前記第１のレーザ光の進行方向とほぼ同じ方向へ向ける反射面と、
前記選択性反射膜と前記反射面とを一体化する透光性素子とを有し、
前記多層膜ミラーは、前記波長変換素子の出射側の端面に形成された前記第１の波長の光を８０％以上反射し、前記第２の波長の光を８０％以上透過する特性を有する誘電体多層膜よりなることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ光源装置において、
前記透光性素子は、第１のプリズムと第２のプリズムとを有し、
前記第１、および第２のプリズムは、それぞれ第１の面と第２の面とを有し、
前記第１のプリズムの第２の面と、前記第２のプリズムの第１の面との間に、前記選択性反射膜が設けられ、
前記光源から射出された光は、前記第１のプリズムの第１の面から前記光路変換素子に入射して、前記第１のプリズムの第２の面、前記選択性反射膜、前記第２のプリズムの第１の面をこの順に通過して、前記第２のプリズムの第２の面から前記波長変換素子に向けて射出され、
前記多層膜ミラーによって反射されて前記光源の方へ向かう光は、前記第２のプリズムの第２の面から前記光路変換素子に入射して、前記第２のプリズムの第１の面を通過して、前記選択性反射膜に入射し、
前記多層膜ミラーによって反射されて前記光源の方へ向かう光のうち、前記選択性反射膜を透過して前記光源の方へ向かう光は、前記第１のプリズムの第２の面を通過して、前記第１のプリズムの第１の面から前記光源に向けて射出され、
前記多層膜ミラーによって反射されて前記光源の方へ向かう光のうち、前記選択性反射膜によって反射された光は、前記反射面によって反射されて、前記第２のプリズムの第２の面から射出されることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレーザ光源装置において、
前記バンドパスフィルタ手段は、前記波長変換素子の入射側の端面に形成されたバンドパスフィルタ多層膜よりなることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のレーザ光源装置において、
前記バンドパスフィルタ手段は、
バンドパスフィルタ多層膜が設けられたバンドパスフィルタからなり、
前記光路変換素子と前記波長変換素子との間に、前記光源のレーザ光射出面に対する傾斜角度が変位可能に構成されたことを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項５】
請求項２に記載のレーザ光源装置において、
前記バンドパスフィルタ手段は、前記第２のプリズムの第２の面上に形成されたバンドパスフィルタ多層膜よりなることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項６】
請求項２に記載のレーザ光源装置において、
前記バンドパスフィルタ手段は、前記第１のプリズムの第１の面上に形成されたバンドパスフィルタ多層膜よりなることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項７】
請求項２に記載のレーザ光源装置において、
前記第１のプリズムの第１の面と、前記第２のプリズムの第２の面とが平行であることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項８】
請求項２に記載のレーザ光源装置において、
前記反射面は、前記第２のプリズムの第３の面であり、
前記第３の面は、前記第３の面に入射する光に対して全反射条件を満足する角度に配置された面であることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項９】
請求項３〜８のいずれか一項に記載のレーザ光源装置において、
前記バンドパスフィルタ多層膜は、前記第２の波長に対して８０％以上の透過率を有し、高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌが交互に積層され、前記第１の波長をλとおいて、光学膜厚が前記波長変換素子側から順に、０．２３６λＨ、０．３５５λＬ、０．２０７λＨ、０．２０３λＬ、（０．２５λＨ、０．２５λＬ）ｎ、０．５λＨ、（０．２５λＬ、０．２５λＨ）ｎ、０．２６６λＬ、０．２５５λＨ、０．２４８λＬ、０．３０１λＨ、０．６３１λＬであることを特徴とするレーザ光源装置。
但し、ｎは３から１０の範囲の値であり、括弧内の層を繰り返し積層する繰り返し数を示す。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のレーザ光源装置において、
前記多層膜ミラーから射出される前記第２の波長の第１のレーザ光と、前記光路変換素子から射出される前記第２の波長の第２のレーザ光とは、略平行であることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のレーザ光源装置において、
前記波長変換素子の、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光とに直交する線と平行な方向の幅をＷ１とし、
前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光との間の距離をＷ２としたとき、
Ｗ２＞Ｗ１であることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレーザ光源装置において、
前記光源は、アレイ化された複数の発光部を備えることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のレーザ光源装置において、
前記波長変換素子は、擬似位相整合型の波長変換素子であることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のレーザ光源装置と、
前記レーザ光源装置から射出されたレーザ光を画像情報に応じて変調する光変調素子と、
を備える画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のレーザ光源装置と、
前記レーザ光源装置により照射された被写体を撮像する撮像手段と、
を備えるモニター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を射出するレーザ光源装置、及びそのレーザ光源装置を備えた画像表示装置、並びにモニター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信、光応用測定、光表示などのオプトエレクトロニクス分野において、レーザ光源装置が広く使用されている。
こうしたレーザ光源装置としては、基本波レーザの波長をそのまま利用するものと、基本波レーザの波長を変換して利用するものとがある。後者のレーザ光源装置において、基本波レーザの波長の変換を行う素子として、第２次高調波発生（ＳＨＧ：Second Harmonic Generation）素子が知られている。
【０００３】
ここで、ＳＨＧの変換効率は一般的に数％程度であるため、ＳＨＧ素子によって変換された光のパワーは、基本波レーザ光源の出力光のパワーに比べてかなり小さくなってしまう。そこで、出力光のパワー低下を抑える構成として、特許文献１のようなレーザ光源装置が提案されている。このレーザ光源装置では、内部共振タイプのレーザ光源から射出され、ＳＨＧ素子を通過した光を、波長が変換された第１のＳＨＧ光と、残余基本波光とに分離する。そして、残余基本波光を、再度ＳＨＧ素子に通すことによって、波長が変換された第２のＳＨＧ光を取り出す。第２のＳＨＧ光は、第１のＳＨＧ光と偏光方向が９０°異なる偏光に変換された状態で、第１のＳＨＧ光と合成される。特許文献１のレーザ光源装置では、このようにして、第１のＳＨＧ光と第２のＳＨＧ光の合成光を出力光として利用することにより、出力光のパワー低下を抑えている。
【０００４】
また、ＳＨＧは、ＳＨＧの変換波長の許容幅に対して、レーザ光源から射出される光の発振波長幅が広いために波長変換されない波長域の光が多く、変換効率が低いという課題が残る。
そこで、波長幅の狭いレーザ光を出力光として安定して供給するために、レーザ光源から射出されたレーザ光を共振させる外部共振器内にフォトポリマ体積ホログラムを備え、フォトポリマ体積ホログラムがレーザ光源から射出された光を回折して共振器内の光学系に入射させるとともに、所定の波長のレーザ光を選択的に透過して外部に射出する外部共振型レーザ装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−１２８５２５号公報
【特許文献２】特開２００１−２８４７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のレーザ光源装置では、残余基本波光を、再度ＳＨＧ素子に通すことによって波長が変換された第２のＳＨＧ光を利用することはできるものの、再度ＳＨＧ素子を通過しても波長が変換されなかった残余基本波光を利用することができない。よって、光の利用効率が劇的に向上することはない。また、このような残余基本波光を、そのまま基本波レーザ光源へ戻すと、基本波レーザ光源のパワーが低下したり、不安定になってしまったりする恐れがあるため、残余基本波光を光源へ戻さないようにする構成が必須となる。よって、光学系が大型化してしまう可能性がある。また、光路の長さが大きくなったり、光学素子を通過する回数が増えてしまったりするため、光の損失が発生してしまう可能性もある。
【０００７】
さらに、特許文献１に記載のレーザ光源装置では、第１のＳＨＧ光と第２のＳＨＧ光とを合成するために、偏光方向を互いに９０°異なる状態にしているため、出力光が２種類の偏光の合成光となってしまう。よって、特許文献１に記載のレーザ光源装置を、１種類の偏光しか利用できない偏光制御型のデバイス（例えば液晶デバイス）と組み合わせて使用することを考えた場合、第一のＳＨＧ光と第二のＳＨＧ光の偏光方向を揃えるための構成を設けなければ、一方のＳＨＧ光しか利用することができなくなってしまう。
つまり、特許文献１に記載のレーザ光源装置では、出力光のパワー低下をある程度抑えつつ、安定した出力を得ることは可能であるが、光の利用効率はそれ程上がらない。特に、偏光制御型のデバイスと組み合わせて使用する場合は、光の利用効率がまったく上がらない可能性もある。
一方、特許文献２に記載の外部共振型レーザ装置に用いられるフォトポリマ体積ホログラムは、例えば、樹脂中に屈折率の異なる干渉パターンが層状に多数形成され、発振波長のレーザ光を狭帯域化して反射する素子であり、非常に高価である。よって、レーザ装置を簡素に構成できるとはいえ、製造コストが嵩むという課題を有する。
【０００８】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率が高く、出力光の偏光方向が揃っており、かつ、出力が安定したレーザ光源装置を提供することを目的とする。また、かかるレーザ光源装置の利用により、光の利用効率が向上した画像表示装置及びモニター装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るレーザ光源装置は、第１の波長の光を射出する光源と、前記第１の波長の光を選択的に反射して前記光源の方に向かわせる多層膜ミラーと、前記光源と前記多層膜ミラーとの間に形成された第１光路上に設けられ、入射した第１の波長の光のうち一部の光の波長を前記第１の波長とは異なる第２の波長に変換する波長変換素子、及び前記第１の波長近傍でバンドパス特性を有するバンドパスフィルタ手段と、前記多層膜ミラーによって反射されて前記光源の方へ向かう過程で前記第２の波長に変換された光を、前記第１光路とは異なる第２光路に取り出す光路変換素子と、を備え、前記多層膜ミラーから射出される前記第２の波長の第１のレーザ光と、前記光路変換素子から射出される前記第２の波長の第２のレーザ光とを出力光として利用するレーザ光源装置であって、前記光路変換素子は、前記光源と前記波長変換素子との間に設けられ、前記第２の波長の光を選択的に反射する選択性反射膜と、前記選択性反射膜によって反射された光を反射して、前記第１のレーザ光の進行方向とほぼ同じ方向へ向ける反射面と、前記選択性反射膜と前記反射面とを一体化する透光性素子とを有し、前記多層膜ミラーは、前記波長変換素子の出射側の端面に形成された前記第１の波長の光を８０％以上反射し、前記第２の波長の光を８０％以上透過する特性を有する誘電体多層膜よりなることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、光源と多層膜ミラーとによって構成された共振構造（第１光路）中に波長変換素子および第１の波長近傍でバンドパス特性を有するバンドパスフィルタ手段を備えることにより、光源から射出される第１の波長の光の波長が狭帯域化される。これにより、波長変換素子での変換効率が向上し、光の利用効率を高めた第２の波長の出力光を得ることができる。また、多層膜ミラーによって反射されて光源へ向かう過程で波長が変換された第２のレーザ光を、光路変換素子によって第２光路に取り出して利用することにより、出力光のパワー低下を効率よく低減することが可能である。また、本発明では、第２のレーザ光を、第１のレーザ光の進行方向とほぼ同じ方向へ向けるだけで良いため、偏光方向がほぼ揃った出力光を得ることができる。よって、偏光制御型のデバイスと組み合わせて使用する場合であっても、光の利用効率を向上させることが可能である。
【００１１】
さらに、出力光のパワーは、選択性反射膜と反射面の位置の変動によって影響され易いが、本発明ではこれらが透光性素子によって一体化されていることにより、選択性反射膜と反射面との位置合わせが不要であり、かつ、選択性反射膜と反射面との位置がずれることもないので、安定した出力を得ることも可能である。
さらにまた、多層膜ミラーは第１の波長の光を８０％以上反射し、第２の波長の光を８０％以上透過する特性を有することで、光源の発振光を共振構造の内部に閉じ込めながら、波長変換素子によって波長変換された第２の波長の光を効率良く取り出すことができる。
すなわち、本発明によれば、出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率が高く、出力光の偏光方向が揃っており、かつ、出力が安定したレーザ光源装置を得ることが可能となる。
【００１２】
本発明に係るレーザ光源装置において、前記透光性素子は、第１のプリズムと第２のプリズムとを有し、前記第１、および第２のプリズムは、それぞれ第１の面と第２の面とを有し、前記第１のプリズムの第２の面と、前記第２のプリズムの第１の面との間に、前記選択性反射膜が設けられ、前記光源から射出された光は、前記第１のプリズムの第１の面から前記光路変換素子に入射して、前記第１のプリズムの第２の面、前記選択性反射膜、前記第２のプリズムの第１の面をこの順に通過して、前記第２のプリズムの第２の面から前記波長変換素子に向けて射出され、前記多層膜ミラーによって反射されて前記光源の方へ向かう光は、前記第２のプリズムの第２の面から前記光路変換素子に入射して、前記第２のプリズムの第１の面を通過して、前記選択性反射膜に入射し、前記多層膜ミラーによって反射されて前記光源の方へ向かう光のうち、前記選択性反射膜を透過して前記光源の方へ向かう光は、前記第１のプリズムの第２の面を通過して、前記第１のプリズムの第１の面から前記光源に向けて射出され、前記多層膜ミラーによって反射されて前記光源の方へ向かう光のうち、前記選択性反射膜によって反射された光は、前記反射面によって反射されて、前記第２のプリズムの第２の面から射出される構成とすることが好ましい。
【００１３】
かかる構成によれば、プリズムの面を介して、光路変換素子に光を入射させたり、光路変換素子から光を射出させたりすることができるため、光路変換素子に入射する光や、光路変換素子から射出させる光の方向を制御し易い。
特に、前記第１のプリズムの第１の面と、前記第２のプリズムの第２の面とが平行である場合には、光路変換素子に入射する光と、光路変換素子から射出される光の方向を同一にすることが可能であり、光の方向の制御がさらに容易となる。
【００１４】
また、この場合において、前記反射面は、前記第２のプリズムの第３の面によって構成することができ、このとき、前記第３の面は、前記第３の面に入射する光に対して全反射条件を満足する角度に配置された平滑面であることが好ましい。かかる構成によれば、反射面の反射効率をほぼ１００％にすることができるため、光の利用効率をより向上させることが可能である。
【００１５】
本発明に係るレーザ光源装置において、前記バンドパスフィルタ手段は、前記波長変換素子の入射側の端面に形成されたバンドパスフィルタ多層膜よりなる構成とすることが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、バンドパスフィルタ手段としてのバンドパスフィルタ多層膜および多層膜ミラーが、波長変換素子の入射側の端面および出射側の端面に設けられているため、光路の長さが長くなったり、光学素子を通過する回数が増えてしまったりすることによる光の損失を低減するとともに、構成部品点数が低減し、レーザ光源装置の低コスト化および小型化に寄与することができる。
【００１７】
本発明に係るレーザ光源装置において、前記バンドパスフィルタ手段は、バンドパスフィルタ多層膜が設けられたバンドパスフィルタよりなり、前記光路変換素子と前記波長変換素子との間に、前記光源のレーザ光射出面に対する傾斜角度が変位可能に構成されることが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、バンドパスフィルタ手段はバンドパスフィルタ多層膜が設けられたバンドパスフィルタよりなり、光路変換素子と波長変換素子との間に、光源のレーザ光射出面に対する傾斜角度が変位可能に構成されることにより、光源から射出される第１の波長の光の波長が狭帯域化されるとともに、傾斜角度を変位して第１の波長の光の波長を変えることができる。これにより、温度変化などにより光源から射出される光の波長に変動が生じても、発振波長を調整することが可能となり、波長変換素子での変換効率が向上し、光の利用効率を高めた出力光を得ることができる。
【００１９】
本発明に係るレーザ光源装置において、前記バンドパスフィルタ手段は、前記第２のプリズムの第２の面上に形成されたバンドパスフィルタ多層膜よりなることが好ましい。または、前記第１のプリズムの第１の面上に形成されたバンドパスフィルタ多層膜よりなることが好ましい。
【００２０】
かかる構成によれば、バンドパスフィルタ手段としてのバンドパスフィルタ多層膜が、第２のプリズムの第２の面上に形成されたバンドパスフィルタ多層膜、または、第１のプリズムの第１の面上に形成されたバンドパスフィルタ多層膜よりなることにより、光路の長さが長くなったり、光学素子を通過する回数が増えてしまったりすることによる光の損失を低減するとともに、構成部品点数が低減し、レーザ光源装置の低コスト化および小型化に寄与することができる。
【００２１】
本発明に係るレーザ光源装置において、前記バンドパスフィルタ多層膜は、前記第２の波長に対して８０％以上の透過率を有し、高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌが交互に積層され、前記第１の波長をλとおいて、光学膜厚が前記波長変換素子側から順に、０．２３６λＨ、０．３５５λＬ、０．２０７λＨ、０．２０３λＬ、（０．２５λＨ、０．２５λＬ）ｎ、０．５λＨ、（０．２５λＬ、０．２５λＨ）ｎ、０．２６６λＬ、０．２５５λＨ、０．２４８λＬ、０．３０１λＨ、０．６３１λＬであることが好ましい。但し、ｎは３から１０の範囲の値であり、括弧内の層を繰り返し積層する繰り返し数を示す。
【００２２】
かかる構成によれば、バンドパスフィルタ多層膜が、第２の波長に対して８０％以上の透過率を有し、前記のように高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌが交互に積層されて形成されることにより、第１の波長近傍でバンドパス特性を有し、光源から射出された第１の波長の光を狭帯域化することができる。これにより、波長変換素子における波長変換の変換効率が向上するとともに、使用環境の温度変化などによってレーザ光源の発振波長に変動が生じたとしても、常に一定波長のレーザ光を、レーザ光源装置から射出することができる。
【００２３】
本発明に係るレーザ光源装置において、前記多層膜ミラーから射出される前記第２の波長の第１のレーザ光と、前記光路変換素子から射出される前記第２の波長の第２のレーザ光とは、略平行であることことが好ましい。
本発明に係るレーザ光源装置は、レンズ、フィルター、ミラー、回折格子、プリズム、光変調素子など、他の光学素子と組み合わせて利用される可能性が高いが、このような光学素子の多くは、入射光の角度に依存して特性が変化したり、出力結果が変化してしまったりする。そこで、第１のレーザ光と第２のレーザ光とをほぼ平行とすれば、レーザ光源装置の後に配置される光学デバイスの設計や配置が容易となる。したがって、かかる構成によれば、特に、本発明に係るレーザ光源装置を、画像表示装置やモニター装置等に応用した場合に、光学設計の自由度が非常に高まるという効果がある。
【００２４】
さらに、このとき、前記波長変換素子の、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光とに直交する線と平行な方向の幅をＷ１とし、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光との間の距離をＷ２としたとき、Ｗ２＞Ｗ１であることが好ましい。
かかる構成により、第１光路と波長選択膜との相対位置が多少ずれたとしても、第２光路が波長変換素子によって遮られることが無い。よって、光路変換素子の位置合わせが比較的容易となる。
【００２５】
本発明に係るレーザ光源装置において、前記光源は、アレイ化された複数の発光部を備えることが好ましい。本発明では、このようにアレイ化された光源を用いたとしても、波長変換素子や光路変換素子の光入射面、光射出面および反射面の面積を、アレイに対応した面積に拡張すれば良いだけである。このように、本発明では、光源がアレイ化されたとしても、装置の過度な大型化を招くことが無く、簡単な構成で対応することが可能である。よって、本発明では、光源がアレイ化されたとしても、出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率が高く、出力光の偏光方向が揃っており、かつ、出力が安定したレーザ光源装置を得ることが可能となる効果をそのまま保持しつつ、アレイ化による光量の増加を、効果的に出力光のパワーアップに繋げることが可能である。
【００２６】
また、本発明に係るレーザ光源装置において、前記波長変換素子は、擬似位相整合型の波長変換素子であることが好ましい。擬似位相制御型の波長変換素子は、他のタイプの波長変換素子よりも変換効率が高いため、本発明の効果をより高めることが可能である。
【００２７】
本発明に係る画像表示装置は、上述したようなレーザ光源装置と、前記レーザ光源装置から射出されたレーザ光を画像情報に応じて変調する光変調素子とを備えたことを特徴とする。
かかる画像表示装置は、上述したようなレーザ光源装置を用いているため、光の利用効率を向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明における実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。
レーザ光源装置３１は、光源３１１、波長変換素子３１２、光路変換素子３１４を備えている。
【００３０】
光源３１１は、第１の波長の光を射出する。
図２は光源３１１の構造を模式的に示す断面図である。図２に示した光源３１１は、いわゆる面発光半導体レーザであり、例えば半導体ウエハより少なくともなる基板４００と、基板４００上に形成され、反射ミラーとしての機能を有するミラー層３１１Ａと、ミラー層３１１Ａの表面に積層されるレーザ媒体３１１Ｂとを有する。
【００３１】
ミラー層３１１Ａは、基板４００上に、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により形成された、高屈折率の誘電体と低屈折率の誘電体の積層体によって構成されている。ミラー層３１１Ａを構成する各層の厚さ、各層の材料、層の数は、光源３１１から射出される光の波長（第１の波長）に対して最適化され、反射光が干渉し強め合う条件に設定されている。
【００３２】
レーザ媒体３１１Ｂは、ミラー層３１１Ａの面上に形成されている。このレーザ媒体３１１Ｂは、図示しない電通手段が接続されており、電通手段から所定量の電流が流されると、所定波長の光を射出する。また、レーザ媒体３１１Ｂは、ミラー層３１１Ａと、図１に示した波長変換素子３１２の射出面に設けられたミラー多層膜３１２Ｃとの間で、第１の波長の光が共振することにより、特定の波長（第１の波長）の光を増幅させる。すなわち、ミラー層３１１Ａや、波長変換素子３１２のミラー多層膜３１２Ｃにより反射された光は、レーザ媒体３１１Ｂにより新たに射出される光と共振して増幅され、レーザ媒体３１１Ｂの光射出端面からミラー層３１１Ａや基板４００に略直交する方向に射出される。
【００３３】
波長変換素子３１２は、入射した光の波長をほぼ半分の波長（第２の波長）の光に変換する機能を有する。波長変換素子３１２は、例えば四角柱形状をなし、波長変換部３１２Ａと、波長変換部３１２Ａの光源３１１側の面（入射側端面）に設けられたバンドパスフィルタ手段としてのバンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂと、波長変換部３１２Ａの射出側端面に設けられた多層膜ミラーとしてのミラー多層膜３１２Ｃとを備えている。
この波長変換素子３１２は、図１に示すように、光源３１１とミラー多層膜３１２Ｃとの間に形成された第１光路Ｏ１上に配置されている。
【００３４】
図３は波長変換素子３１２の構造を模式的に示す断面図である。
波長変換部３１２Ａは、入射した光の第２次高調波を生成する第２次高調波発生（ＳＨＧ：Second Harmonic Generation）素子である。波長変換部３１２Ａは、周期的な分極反転構造を備えており、擬似位相整合（ＱＰＭ：Quasi Phase Matching）による波長変換によって、入射した光の波長をほぼ半分の波長（第２の波長）の光に変換する。例えば、光源３１１から射出される光の波長（第１の波長）が１０６４ｎｍ（近赤外）である場合、波長変換部３１２Ａは、これを半分の波長（第２の波長）５３２ｎｍに変換して、緑色の光を生成する。但し、背景技術でも述べたように、波長変換部３１２Ａの波長変換効率は、一般的に数％程度である。つまり、光源３１１から射出された光のすべてが、第２の波長の光に変換されるわけではない。
【００３５】
周期的な分極反転構造は、例えばニオブ酸リチウム（ＬＮ：ＬｉＮｂＯ3）やタンタル酸リチウム（ＬＴ：ＬｉＴａＯ3）などの無機非線形光学材料の結晶基板内部に形成されている。具体的には、周期的な分極反転構造は、このような結晶基板内部に、光源３１１から射出された光に対して略直交する方向に、相互に分極方向が反転した２つの領域３１２Ａａ，３１２Ａｂを、所定の間隔で交互に多数形成した構成となっている。これら２つの領域３１２Ａａ，３１２Ａｂのピッチは、入射光の波長と結晶基板の屈折率分散とを考慮して、適宜決定される。
【００３６】
なお、一般に半導体レーザから発振されるレーザ光は、利得帯域の中で複数の縦モードが発振し、温度の変動などの影響によりそれらの波長が変化する。すなわち、波長変換素子３１２において変換される光の波長の許容幅は０．３ｎｍ程度であり、使用環境温度の変化に対して、０．１ｎｍ／℃程度変動する。
【００３７】
バンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂは、第１の波長近傍でバンドパス特性を有する。それは、光源３１１から射出される第１の波長の光のうち、設定された特定波長の光のみを選択的に透過し、それ以外の波長の光を反射する。すなわち、光源３１１より射出される光を狭帯域化する機能を有する。なお、バンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂを選択的に透過する光の特定波長は、第１の波長における半値幅が略０．５ｎｍの光である。
【００３８】
バンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂの膜構成は、高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌが交互に積層され、発振波長をλとおいて、光学膜厚が波長変換部３１２Ａ側から順に、０．２３６λＨ、０．３５５λＬ、０．２０７λＨ、０．２０３λＬ、（０．２５λＨ、０．２５λＬ）ｎ、０．５λＨ、（０．２５λＬ、０．２５λＨ）ｎ、０．２６６λＬ、０．２５５λＨ、０．２４８λＬ、０．３０１λＨ、０．６３１λＬとしたものである。但し、ｎは３から１０の範囲の値であり、括弧内の層を繰り返し積層する繰り返し数を示す。
【００３９】
高屈折率層Ｈの材料としては、使用波長領域において透明で、環境にやさしいＴａ2０5、Ｎｂ2０5、Ｔｉ０2、Ｚｒ０2などの物質の内から１種類が選択され、低屈折率層Ｌの材料としては、同様に、環境にやさしいＳｉＯ2、ＭｇＦ2などの物質の内から１種類が選択される。
【００４０】
図４は、このように形成されたバンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂの分光透過率特性の一例を示すグラフである。グラフの横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。なお、この分光透過率特性は、光源３１１から射出される光の波長（第１の波長）が１０６４ｎｍ近傍である場合を示す。
図４に示すように、バンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂは、第１の波長近傍でバンドパス特性を有する。また、第２の波長の光に対して略８０％以上の透過率を有し、特に、波長５３２ｎｍの緑色光近傍の光に対して１００％に近い透過率を有する。
【００４１】
ミラー多層膜３１２Ｃは、第１の波長の光を選択的に反射して光源３１１の方に向かわせ、それ以外の波長（第２の波長を含む）の光を透過する機能を有する。ミラー多層膜３１２Ｃは、第１の波長の光を選択的に反射することで、増幅する光の波長を狭帯域化する機能も担っている。
【００４２】
また、ミラー多層膜３１２Ｃは、誘電体多層膜である。ミラー多層膜３１２Ｃは、例えばＣＶＤによって形成することが可能であり、多層膜を構成する各層の厚さ、各層の材料、層の数は、求められる特性に応じて最適化される。このミラー多層膜３１２Ｃの第２の波長の光に対する透過率、および第１波長の光に対する反射率は、高ければ高いほど良く、少なくとも８０％以上が好ましい。
【００４３】
図５は光路変換素子３１４の斜視図である。
光路変換素子３１４は、図１および図５に示すように、透光性素子としての第１のプリズム３１５および第２のプリズム３１６と、これらの間に設けられた選択性反射膜３１７とを備えている。
【００４４】
第１のプリズム３１５は、例えば、ＢＫ７などの光学ガラスからなり、二等辺三角柱の形を成している。このプリズム３１５の側面は、二等辺三角形の頂角を挟む二辺を含む面３１５Ａ（第１の面）、面３１５Ｂと、斜辺を含む面（第２の面）３１５Ｃから構成されている。
プリズム３１５の面３１５Ａは、図１に示すように、光源３１１と対向するように配置されている。また、この面３１５Ａは、第１光路Ｏ１に対して略直交するように配置されている。さらに、この面３１５Ａと、後述するプリズム３１６の面３１６Ｃとは、平行である。
【００４５】
面３１５Ｃには、選択性反射膜３１７が形成されている。この選択性反射膜３１７は、例えば誘電体多層膜によって構成される。誘電体多層膜は、例えばＣＶＤによって形成することが可能であり、多層膜を構成する各層の厚さ、各層の材料、層の数は、求められる特性に応じて最適化される。選択性反射膜３１７は、光源３１１と、波長変換素子３１２との間に設けられ、第２の波長の光を選択的に反射し、第１の波長の光を透過させる特性を有する。選択性反射膜３１７の、第１波長の光に対する透過率、および第２波長の光に対する反射率は、高ければ高いほど良いく、少なくとも８０％以上が好ましい。
【００４６】
第２のプリズム３１６は、プリズム３１５と同様に、例えば、ＢＫ７などの光学ガラスからなり、二等辺三角柱の形を成している。このプリズム３１６の側面は、二等辺三角形の頂角を挟む二辺を含む面３１６Ａ（反射面）、面３１６Ｂ（第１の面）と、斜辺を含む面（第２の面）３１６Ｃから構成されている。プリズム３１６を構成する二等辺三角柱の頂角を挟む二辺の長さは、プリズム３１５を構成する二等辺三角柱の斜辺の長さと略同じである。
【００４７】
プリズム３１６の面３１６Ｂは、選択性反射膜３１７が形成されたプリズム３１５の面３１５Ｃと、例えば、紫外線光で硬化する光学用接着剤などにより貼り合わされている。
面３１６Ｃは、その一部が波長変換素子３１２と対向するように配置されている。また、この面３１６Ｃは、第１光路Ｏ１に対して略直交するように配置されている。反射面としての面３１６Ａは、後述する入射光ＩＬ（図１参照）に対して全反射条件を満足する角度に配置された面である。
【００４８】
面３１６Ｂと選択性反射膜３１７は、プリズム３１５とプリズム３１６とが貼り合わされることによって一体化されている。なお、プリズム３１５とプリズム３１６とは貼り合わせ以外の方法によって一体化されていても良い。
【００４９】
なお、選択性反射膜３１７は、プリズム３１５の面３１５Ｃではなく、プリズム３１６の面３１６Ｂに形成されてもよい。要するに、選択性反射膜３１７は、プリズム３１５の面３１５Ｃと、プリズム３１６の面３１６Ｂの間に設けられていれば良い。また、プリズム３１５の面３１５Ａ、プリズム３１６の面３１６Ｃに反射防止（ＡＲ：anti-reflective）膜を形成してもよい。これらの面にＡＲ膜を形成することにより、これらの面を介して、光路変換素子３１４に光が入射したり、光路変換素子３１４から光が射出されたりする際の光の損失を低減することが可能となる。
【００５０】
次に、レーザ光源装置３１から出力光が得られるまでの過程について、図１〜図３を参照して説明する。
【００５１】
光源３１１は、レーザ媒体３１１Ｂに電流が流されると、第１の波長の光を射出する。
光源３１１から射出された第１の波長の光は、プリズム３１５の面３１５Ａから光路変換素子３１４に入射して、プリズム３１５の面３１５Ｃ、選択性反射膜３１７、プリズム３１６の面３１６Ｂをこの順に通過して、プリズム３１６の面３１６Ｃから波長変換素子３１２に向けて射出される。
【００５２】
光路変換素子３１４から射出された第１の波長の光は、波長変換素子３１２に入射する。
波長変換素子３１２では、バンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂにおいて、第１の波長の光のうち波長幅が略０．５ｎｍ程度の光が透過され、それ以外の波長幅の光が反射される。すなわち、入射する第１の波長の光の狭帯域化が行われる。
【００５３】
バンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂにおいて反射された第１の波長の光は、光源３１１に向けて射出される。
一方、バンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂを透過した第１の波長の光は、波長変換部３１２Ａに入射し、第１の波長の光のうち一部の光の波長が、半分の波長（第２の波長）に変換されてミラー多層膜３１２Ｃに入射する。
【００５４】
ミラー多層膜３１２Ｃでは、波長変換部３１２Ａから入射した光のうち第２の波長に変換された光を透過し、第２の波長に変換されなかった光（第１波長の光）を反射する。
ミラー多層膜３１２Ｃを透過した第２の波長の光は、第１のレーザ光ＬＳ１（出力光）として波長変換素子３１２から射出される。一方、ミラー多層膜３１２Ｃによって反射された第２の波長に変換されなかった光（第１の波長の光）は、光源３１１の方に向かう。
【００５５】
ミラー多層膜３１２Ｃによって反射された第２の波長に変換されなかった光は、光源３１１の方へ向かう過程で再び波長変換部３１２Ａを通過する。その際、そのうちの一部の光が、第２の波長に変換されて、波長変換素子３１２から光源３１１の方へ射出される。
そして波長変換素子３１２から光源３１１の方へ射出された光は、バンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂにおいて反射された第１の波長の光とともに、光路変換素子３１４に入射する。
【００５６】
光路変換素子３１４では、プリズム３１６の面３１６Ｃから入射して、プリズム３１６の面３１６Ｂを通過して、選択性反射膜３１７に入射する。
選択性反射膜３１７に入射した光のうち、第１の波長の光は、選択性反射膜３１７を透過する。
【００５７】
そして、選択性反射膜３１７を透過した第１の波長の光は、プリズム３１５の面３１５Ｃを通過して、プリズム３１５の面３１５Ａから光源３１１に向けて射出される。
さらに、この光は光源３１１に戻り、ミラー層３１１Ａによって反射され、再び光源３１１から射出される。このように、第１の波長の光は、光源３１１と波長変換素子３１２のミラー多層膜３１２Ｃとの間に形成された第１光路Ｏ１を往復することにより、レーザ媒体３１１Ｂにて新たに発振される光と共振して増幅される。すなわち、レーザ光源装置３１は、光源３１１のミラー層３１１Ａと波長変換素子３１２のミラー多層膜３１２Ｃとの間に形成された共振構造を備えている。
【００５８】
一方、波長変換素子３１２のミラー多層膜３１２Ｃによって反射されて光源３１１の方へ向かう過程で波長変換素子３１２によって第２の波長に変換された光は、選択性反射膜３１７によって反射される。
そして、プリズム３１６の面３１６Ａによって反射されて、第１のレーザ光ＬＳ１の進行方向とほぼ平行な方向へ向けられる。さらに、面３１６Ａによって反射された光は、第２のレーザ光ＬＳ２として、プリズム３１６の面３１６Ｃから射出される。
【００５９】
すなわち、光路変換素子３１４は、波長変換素子３１２のミラー多層膜３１２Ｃによって反射されて光源３１１の方へ向かう過程で第２の波長に変換された光を、第１光路Ｏ１とは異なる第２光路Ｏ２へ取り出す機能を備えている。
そして、光路変換素子３１４は、このような機能を達成できる限度において、二等辺三角柱以外のプリズムを用いて構成することも可能である。
【００６０】
なお、図１において、Ｌ１は、光源３１１から射出され、波長変換素子３１２によって第２の波長の光に変換され、第１のレーザ光ＬＳ１として波長変換素子３１２から射出される光を示している。光路Ｏ１は、光源３１１から射出され、波長変換素子３１２の波長変換部３１２Ａによって第２の波長に変換されること無く射出され、ミラー多層膜３１２Ｃによって反射され光源３１１に向かう過程においても波長変換部３１２Ａによって第２の波長に変換されず、選択性反射膜３１７を透過して光源３１１に戻る光を示しており、このような光によって第１光路Ｏ１が形成されると考えることができる。さらに、Ｌ２は、光源３１１から射出され、波長変換素子３１２の波長変換部３１２Ａによって第２の波長に変換されること無く射出され、ミラー多層膜３１２Ｃによって反射され、光源３１１に向かう過程において、波長変換部３１２Ａによって第２の波長に変換されて、選択性反射膜３１７へ入射する光を示している。図１では、Ｌ１、Ｏ１、Ｌ２を異なる位置に示しているが、これらは説明の便宜上、異なる位置に示されているだけであり、本来は同じ位置に存在しても良い。
【００６１】
最後に、第１のレーザ光ＬＳ１と第２のレーザ光ＬＳ２との間の距離と、波長変換素子３１２の幅との関係について、図１を参照しながら説明する。図１において、Ｗ１は、波長変換素子３１２の、第１のレーザ光ＬＳ１と第２のレーザ光ＬＳ２とに直交する線（図示せず）と平行な方向の幅を示している。Ｗ２は、第１のレーザ光ＬＳ１と第２のレーザ光ＬＳ２との間の距離を示している。本実施形態のレーザ光源装置３１は、Ｗ２＞Ｗ１の関係となるように構成されている。
【００６２】
本実施形態に係るレーザ光源装置３１は、以下の効果を奏する。
（１）光源３１１のミラー層３１１Ａと波長変換素子３１２のミラー多層膜３１２Ｃとの間に形成された共振構造（第１光路Ｏ１）中に波長変換素子３１２を設け、ミラー多層膜３１２Ｃによって反射されて光源３１１の方へ向かう過程で波長が変換された第２のレーザ光を、光路変換素子３１４によって第２光路Ｏ２に取り出して利用することにより、出力光のパワー低下を効率よく低減することが可能である。
また、第２のレーザ光ＬＳ２を、第１のレーザ光ＬＳ１の進行方向とほぼ同じ方向へ向けるだけで良いため、偏光方向がほぼ揃った出力光を得ることができる。よって、偏光制御型のデバイスと組み合わせて使用する場合であっても、光の利用効率を向上させることが可能である。さらに、出力光のパワーは、選択性反射膜３１７と反射面としての面３１６Ａの位置の変動によって影響され易いが、これらがプリズム３１５，３１６によって一体化されていることにより、選択性反射膜３１７と面３１６Ａとの位置合わせが不要であり、かつ、選択性反射膜３１７と面３１６Ａとの位置がずれることもないので、安定した出力を得ることも可能である。
すなわち、本実施形態によれば、出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率が高く、出力が安定したレーザ光源装置３１を得ることが可能となる。
【００６３】
（２）ミラー多層膜３１２Ｃは第１の波長の光を８０％以上反射し、第２の波長の光を８０％以上透過する特性を有することで、光源３１１の発振光を共振構造の内部に閉じ込めながら、波長変換部３１２Ａによって波長変換された第２の波長の光を効率良く取り出すことができる。また、バンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂが第２の波長に対して８０％以上の透過率を有し、上記のように高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌが交互に積層されて形成されることにより、第１の波長近傍でバンドパス特性を有し、光源３１１から射出された第１の波長の光を狭帯域化することができる。これにより、波長変換素子３１２における波長変換の変換効率が向上するとともに、使用環境の温度変化などによって光源３１１の発振波長に変動が生じたとしても、常に一定波長の光を、レーザ光源装置３１から射出することができる。
【００６４】
（３）さらに、バンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂおよびミラー多層膜３１２Ｃが、波長変換素子３１２の入射側の端面および出射側の端面に設けられているため、光路の長さが長くなったり、光学素子を通過する回数が増えてしまったりすることによる光の損失を低減するとともに、構成部品点数が低減し、レーザ光源装置３１の低コスト化および小型化に寄与することができる。
【００６５】
（４）プリズム３１５，３１６の面３１５Ａ，３１６Ｃを介して、光路変換素子３１４に光を入射させたり、光路変換素子３１４から光を射出させたりすることができるため、光路変換素子３１４に入射する光や、光路変換素子３１４から射出させる光の方向を制御し易い。
なお、本実施形態では、第１のプリズム３１５の面３１５Ａと、第２のプリズム３１６の面３１６Ｃとが平行であるが、これらは平行でなくても良い。しかし、本実施形態のように、第１のプリズム３１５の面３１５Ａと、第２のプリズム３１６の面３１６Ｃとを平行にすれば、光路変換素子３１４に入射する光と、光路変換素子３１４から射出される光の方向を同一にすることが可能であるため、光の方向の制御が極めて容易となる。
【００６６】
（５）第２のプリズム３１６の面３１６Ａが、入射光ＩＬに対して全反射条件を満足する角度に配置された平滑面であるため、反射面の反射効率をほぼ１００％にすることができ、光の利用効率をより向上させることが可能である。
なお、面３１６Ａに反射膜を設け、この反射膜によって第２のレーザ光ＬＳ２を第１のレーザ光ＬＳ１の進行方向とほぼ同じ方向へ向けるようにしてもよい。このような構成とした場合は、反射効率が多少低下する可能性はあるものの、面３１６Ａを、全反射条件を満足する角度に配置しなくても良いため、光路設計の自由度が増す。
【００６７】
（６）本実施形態に係るレーザ光源装置３１は、レンズ、フィルター、ミラー、回折格子、プリズム、光変調素子など、他の光学デバイスと組み合わせて利用される可能性が高いが、このような光学デバイスの多くは、入射光の角度に依存して特性が変化したり、出力結果が変化してしまったりする。しかし、本実施形態に係るレーザ光源装置３１では、第１のレーザ光ＬＳ１と第２のレーザ光とＬＳ２とがほぼ平行であるため、レーザ光源装置３１の後に配置される光学デバイスの設計や配置が容易となる。したがって、、本実施形態に係るレーザ光源装置３１を、画像表示装置などに応用した場合は、光学設計の自由度が非常に高まるという効果がある。
【００６８】
（７）Ｗ２＞Ｗ１であることにより、第１光路Ｏ１と選択性反射膜３１７との相対位置が多少ずれたとしても、第２光路Ｏ２が波長変換素子３１２によって遮られることが無い。よって、光路変換素子３１４の位置合わせが比較的容易となる。
【００６９】
（８）波長変換素子３１２が、擬似位相整合型の波長変換素子であり、他のタイプの波長変換素子よりも変換効率が高いため、（１）の効果をより高めることが可能である。
【００７０】
［第２実施形態］
図６は、第２実施形態に係るレーザ光源装置４１の概略構成を示す模式図である。
第２実施形態のレーザ光源装置４１は、波長変換素子４１２と光路変換素子４１４の構成だけが第１実施形態のレーザ光源装置３１と異なっており、それ以外は、前記第１実施形態と同様である。したがって、図６において、第１実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。また、レーザ光源装置４１から出力光が得られるまでの過程についても同様であり、その詳細な説明も省略または簡略化する。
【００７１】
図６に示すように、光路変換素子４１４は、上記第１実施形態における光路変換素子３１４の第２のプリズム３１６の面３１６Ｃ（第２の面）上に、バンドパスフィルタ手段としてのバンドパスフィルタ多層膜３１８が設けられている。このバンドパスフィルタ多層膜３１８は、同様に、上記第１実施形態における波長変換素子３１２の入射側端面に設けられたバンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂと同じ膜構成の多層膜よりなる。
すなわち、光路変換素子４１４は、面３１６Ｃ上にバンドパスフィルタ多層膜３１８が設けられた以外は、光路変換素子３１４と同様の構成、および同様の機能を有している。
【００７２】
この光路変換素子４１４は、面３１６Ｃ上に設けられたバンドパスフィルタ多層膜３１８が波長変換素子４１２の入射側端面に対向するように配置されている。また、バンドパスフィルタ多層膜３１８（面３１６Ｃ）は、第１光路Ｏ１に対して略直交するように配置されている。
なお、第２のプリズム３１６の面３１６Ｃ上に設けられるバンドパスフィルタ多層膜３１８は、図６に示すように、第２のプリズム３１６の面３１６Ｃの全面に設けられているが、少なくとも、対向する波長変換素子４１２の第１のレーザ光ＬＳ１と第２のレーザ光ＬＳ２とに直交する線と平行な方向の幅Ｗ１を含む領域に設けられていれば良い。
【００７３】
波長変換素子４１２は、例えば四角柱形状をなし、波長変換部４１２Ａと、波長変換部４１２Ａの入射側端面に設けられた反射防止（ＡＲ：anti-reflective）膜４１２Ｂと、波長変換部４１２Ａの射出側端面に設けられた多層膜ミラーとしてのミラー多層膜４１２Ｃとを備えている。
この波長変換素子４１２は、上記第１実施形態における波長変換素子３１２の入射側端面に設けられたバンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂに代えて、ＡＲ膜４１２Ｂが設けられた以外は、波長変換素子３１２と同様の構成、および同様の機能を有している。
【００７４】
レーザ光源装置４１は、こうした光路変換素子４１４と波長変換素子４１２とを備え、光源３１１と波長変換素子４１２の射出側端面に設けられたミラー多層膜４１２Ｃとの間に形成された第１光路Ｏ１上に配置されている。
【００７５】
次に、レーザ光源装置４１から出力光が得られるまでの過程について、図６を参照して説明する。
光源３１１から射出された第１の波長の光は、プリズム３１５の面３１５Ａから光路変換素子４１４に入射して、プリズム３１５の面３１５Ｃ、選択性反射膜３１７、プリズム３１６の面３１６Ｂ、面３１６Ｃをこの順に通過して、バンドパスフィルタ多層膜３１８に入射する。
【００７６】
バンドパスフィルタ多層膜３１８では、入射した第１の波長の光のうち波長幅が略０．５ｎｍ程度の光が透過され、それ以外の波長幅の光が反射される。すなわち、入射する第１の波長の光の狭帯域化が行われる。
そして、バンドパスフィルタ多層膜３１８を透過した第１の波長の光は、波長変換素子４１２に入射する。
【００７７】
波長変換素子４１２では、波長変換部４１２Ａにおいて、第１の波長の光のうち一部の光の波長が、半分の波長（第２の波長）に変換されてミラー多層膜４１２Ｃに入射する。ミラー多層膜４１２Ｃでは、波長変換部４１２Ａから入射した光のうち第２の波長に変換された光を透過し、第２の波長に変換されなかった光（第１波長の光）を反射する。
そして、ミラー多層膜４１２Ｃを透過した第２の波長の光は、第１のレーザ光ＬＳ１（出力光）として波長変換素子４１２から射出される。一方、ミラー多層膜４１２Ｃによって反射された第２の波長に変換されなかった光（第１の波長の光）は、光源３１１の方に向かう。
【００７８】
波長変換素子４１２のミラー多層膜４１２Ｃによって反射された第１の波長の光は、光源３１１の方へ向かう過程で再び波長変換部４１２Ａを通過する。その際、そのうち一部の光の波長が、第２の波長に変換されて、光路変換素子４１４に向かって射出される。
そして、光路変換素子４１４に向かって射出された光は、光路変換素子４１４に入射して、バンドパスフィルタ多層膜３１８、プリズム３１６の面３１６Ｃ、面３１６Ｂを透過して、選択性反射膜３１７に入射する。
【００７９】
選択性反射膜３１７では、入射した光のうち、第１の波長の光は、選択性反射膜３１７を透過する。そして、選択性反射膜３１７を透過した第１の波長の光は、光源３１１から射出されバンドパスフィルタ多層膜３１８によって反射された光とともに、プリズム３１５の面３１５Ａから光源３１１に向けて射出される。
さらに、この光は光源３１１に戻り、その内部に設けられたミラー層によって反射され、再び光源３１１から射出される。
【００８０】
一方、選択性反射膜３１７に入射した光のうち、波長変換素子４１２によって第２の波長に変換された光は、選択性反射膜３１７によって反射され、プリズム３１６の面３１６Ａによって反射されて、第１のレーザ光ＬＳ１の進行方向とほぼ平行な方向へ向けられ、第２のレーザ光ＬＳ２として射出される。
【００８１】
こうした第２実施形態のレーザ光源装置４１において、光路変換素子４１４を次のように構成することができる。
図７は、第２実施形態のレーザ光源装置における変形構成を示す模式図である。
【００８２】
図７に示す光路変換素子５１４は、透光性素子としての第１のプリズム３１５および第２のプリズム３１６と、これらの間に設けられた選択性反射膜３１７を備え、第１のプリズム３１５の面３１５Ａ（第１の面）上にバンドパスフィルタ多層膜３１９が設けられている。バンドパスフィルタ多層膜３１９は、前記レーザ光源装置４１におけるバンドパスフィルタ多層膜３１８と同じ膜構成の多層膜よりなる。
【００８３】
レーザ光源装置５１は、こうした光路変換素子５１４が、光源３１１と波長変換素子４１２の射出側端面に設けられたミラー多層膜４１２Ｃとの間に形成された第１光路Ｏ１上の、光源３１１と波長変換素子４１２との間に、バンドパスフィルタ多層膜３１９（面３１５Ａ）が光源３１１と対向するように配置されている。また、このバンドパスフィルタ多層膜３１９が設けられた面３１５Ａは、第１光路Ｏ１に対して略直交するように配置されている。
【００８４】
レーザ光源装置５１から出力光（第１のレーザ光ＬＳ１および第２のレーザ光ＬＳ２）が得られるまでの過程および動作については、光源３１１から射出された第１の波長の光のバンドパスフィルタ多層膜３１９を含む光路変換素子５１４での入射順序と、波長変換素子４１２のミラー多層膜４１２Ｃによって反射された第１の波長の光が光源３１１の方へ向かう過程でバンドパスフィルタ多層膜３１９を含む光路変換素子５１４での入射順序が異なるが、基本的には前記レーザ光源装置４１と同様である。
【００８５】
第２実施形態のレーザ光源装置４１およびレーザ光源装置５１によれば、第１実施形態の上記効果（１）、（２）および（４）〜（８）に加え、以下の効果を奏することができる。
光路変換素子４１４の第２のプリズム３１６の面３１６Ｃ（第２の面）上に、バンドパスフィルタ多層膜３１８が形成されている。または、光路変換素子５１４の第１のプリズム３１５の面３１５Ａ（第１の面）上に、バンドパスフィルタ多層膜３１９が形成されていることにより、光路の長さが長くなったり、光学素子を通過する回数が増えてしまったりすることによる光の損失を低減するとともに、構成部品点数が低減し、レーザ光源装置４１，５１の低コスト化および小型化に寄与することができる。
【００８６】
［第３実施形態］
図８は、第３実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。
第３実施形態のレーザ光源装置６１は、第１実施形態に示すレーザ光源装置３１の波長変換素子３１２の入射側端面に設けられたバンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂに代えて、バンドパスフィルタ３１３を配設した構成だけが第１実施形態のレーザ光源装置３１と異なっており、それ以外は前記第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。また、レーザ光源装置６１から出力光が得られるまでの過程についても同様であり、その詳細な説明も省略または簡略化する。
【００８７】
図８に示すレーザ光源装置６１は、光源３１１、光路変換素子３１４、バンドパスフィルタ３１３、波長変換素子４１２を備えている。
バンドパスフィルタ３１３は、図８に示すように、光源３１１と波長変換素子４１２の射出側端面に設けられた多層膜ミラーとしてのミラー多層膜４１２Ｃとの間に形成された第１光路Ｏ１上の、光路変換素子３１４と波長変換素子４１２との間に、光源３１１の光射出面（第１光路Ｏ１に略直交する面）に対する傾斜角度θが、例えば、略５°に配置されている。
【００８８】
バンドパスフィルタ３１３は、光源３１１から射出される第１の波長の光の波長近傍でバンドパス特性を有する。それは、光源３１１から射出される第１の波長の光のうち、設定された特定波長の光のみを選択的に透過し、それ以外の波長の光を反射する。すなわち、光源３１１より射出される光を狭帯域化する機能を有する。また、バンドパスフィルタ３１３は、光源３１１のレーザ光射出面に対する傾斜角度θが変位可能な構造（図示せず）を備え、傾斜角度θを変位することでバンドパスフィルタ３１３を透過する第１の波長の光の波長を調整することができる。この波長調整については後述する。
なお、バンドパスフィルタ３１３を選択的に透過する光の特定波長は、第１の波長における半値幅が略０．５ｎｍの光である。
【００８９】
このバンドパスフィルタ３１３は、ガラス基板３１３Ａの一方の面（入射面）にバンドパスフィルタ手段としてのバンドパスフィルタ多層膜３１３Ｂと、他方の面（射出面）に光の反射を防止するためのＡＲ膜３１３Ｃとを備え、バンドパスフィルタ多層膜３１３Ｂが形成された面を光路変換素子３１４側にして配置されている。このバンドパスフィルタ多層膜３１３Ｂによって、上述したバンドパスフィルタ３１３の機能がもたらされる。
【００９０】
なお、バンドパスフィルタ多層膜３１３Ｂの膜構成は、前述の第１実施形態における波長変換素子３１２の入射端面に形成されたバンドパスフィルタ多層膜３１２Ｂと同一の構成である。
また、バンドパスフィルタ３１３は、ＡＲ膜３１３Ｃが形成された面を光源３１１側に向けて配置する場合であってもよい。また、ＡＲ膜３１３Ｃは、バンドパスフィルタ３１３の機能を達成する上で必須の構成ではないため、省略することもできる。
【００９１】
次に、レーザ光源装置６１から出力光が得られるまでの過程について、図８を参照して説明する。
光源３１１は、第１の波長の光を射出する。光源３１１から射出された第１の波長の光は、プリズム３１５の面３１５Ａから光路変換素子３１４に入射して、プリズム３１５の面３１５Ｃ、選択性反射膜３１７、プリズム３１６の面３１６Ｂをこの順に通過して、プリズム３１６の面３１６Ｃからバンドパスフィルタ３１３に向けて射出される。
【００９２】
バンドパスフィルタ３１３では、バンドパスフィルタ多層膜３１３Ｂにおいて、第１の波長の光のうち波長幅が略０．５ｎｍ程度の光が透過されるとともに、それ以外の波長幅の光が反射される。すなわち、入射する第１の波長の光の狭帯域化が行われる。
バンドパスフィルタ多層膜３１３Ｂを透過した第１の波長の光は、波長変換素子４１２に向けて射出され、波長変換素子４１２に入射する。
【００９３】
波長変換素子４１２では、波長変換部４１２Ａにおいて、第１の波長の光のうち一部の光の波長が、半分の波長（第２の波長）に変換されてミラー多層膜４１２Ｃに入射する。ミラー多層膜４１２Ｃでは、波長変換部４１２Ａから入射した光のうち第２の波長に変換された光を透過し、第２の波長に変換されなかった光（第１波長の光）を反射する。
【００９４】
そして、ミラー多層膜４１２Ｃを透過した第２の波長の光は、第１のレーザ光ＬＳ１（出力光）として波長変換素子４１２から射出される。
一方、ミラー多層膜４１２Ｃによって反射された第２の波長に変換されなかった光（第１の波長の光）は、光源３１１の方に向かう。
【００９５】
波長変換素子４１２のミラー多層膜４１２Ｃによって反射され、光源３１１の方に向かう第１の波長の光は、光源３１１の方へ向かう過程で再び波長変換部４１２Ａを通過する。その際、そのうち一部の光の波長が、第２の波長に変換されて、バンドパスフィルタ３１３に向かって射出される。
そして、バンドパスフィルタ３１３に向かって射出された第１の波長の光は、バンドパスフィルタ３１３を通過して、光路変換素子３１４に入射する。
【００９６】
光路変換素子３１４では、光源３１１から射出されバンドパスフィルタ３１３のバンドパスフィルタ多層膜３１３Ｂによって反射された光とともに、プリズム３１６の面３１６Ｃから入射して、プリズム３１６の面３１６Ｂを通過し、選択性反射膜３１７に入射する。
選択性反射膜３１７に入射した光のうち、第１の波長の光は、選択性反射膜３１７を透過する。
【００９７】
そして、選択性反射膜３１７を透過した第１の波長の光は、プリズム３１５の面３１５Ｃを通過して、プリズム３１５の面３１５Ａから光源３１１に向けて射出される。
さらに、この光は光源３１１に戻り、ミラー層３１１Ａによって反射され、再び光源３１１から射出される。このように、第１の波長の光は、光源３１１と波長変換素子４１２のミラー多層膜４１２Ｃとの間に形成された第１光路Ｏ１を往復することにより、レーザ媒体３１１Ｂにて新たに発振される光と共振して増幅される。すなわち、レーザ光源装置６１は、光源３１１のミラー層３１１Ａと波長変換素子４１２のミラー多層膜４１２Ｃとの間に形成された共振構造を備えている。
【００９８】
一方、選択性反射膜３１７に入射した光のうち、波長変換素子４１２によって第２の波長に変換された光は、選択性反射膜３１７によって反射され、さらにプリズム３１６の面３１６Ａ（反射面）によって反射されて、第１のレーザ光ＬＳ１の進行方向とほぼ平行な方向へ向けられ、第２のレーザ光ＬＳ２として、プリズム３１６の面３１６Ｃから射出される。
【００９９】
次にバンドパスフィルタ３１３を透過する第１の波長の光の波長調整について説明する。
バンドパスフィルタ３１３を透過する第１の波長の光の波長調整は、バンドパスフィルタ３１３の光源３１１のレーザ光射出面に対する傾斜角度θを変位することで行われる。
【０１００】
一般に半導体レーザ（光源３１１）から発振される光は、利得帯域の中で複数の縦モードが発振し、温度の変動などの影響によりそれらの波長が変化する。また、波長変換素子４１２においても波長変換される光の波長は、温度の変動に対して、０．１ｎｍ／℃程度変化する。
バンドパスフィルタ３１３の傾斜角度θを変位する角度調節は、こうした温度の変動などに対応し、安定したレーザ光を得る目的で行われる。
【０１０１】
図９は、傾斜角度θの変位による透過波長のシフト特性を表すグラフである。グラフの横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸に透過率（％）を示す。なお、図９に示すシフト特性は、光源３１１から射出される光の設定波長が１０６４ｎｍの場合を示す。
図９中に示す曲線ａは、バンドパスフィルタ３１３の傾斜角度θが０°における透過率曲線であり、同様に曲線ｂは傾斜角度θが１°、曲線ｃは２°、曲線ｄは３°、曲線ｅは４°、曲線ｆは５°における透過率曲線である。
【０１０２】
図９において、バンドパスフィルタ３１３の傾斜角度θが０°から５°に向かって大きくなるに従って、バンドパスフィルタ３１３を透過する光のピーク波長が小さく（周波数を大きく）なる方向にシフト（移行）する。
【０１０３】
したがって、バンドパスフィルタ３１３は、光源３１１のレーザ光射出面に対して略５°傾いた傾斜角度θを、５°よりも大きく調節（変位）することで、バンドパスフィルタ３１３を透過する第１の波長の光の波長を小さく調整することができる。また、バンドパスフィルタ３１３が、予め傾いて配設されていることから、傾斜角度θが略０°〜略５°の範囲において、透過する第１の波長を大きくする調整も可能である。
なお、バンドパスフィルタ３１３の傾斜角度θの角度調節は、光源３１１のレーザ光射出面に対して右傾斜あるいは左傾斜のどちらの方向であってもよい。
【０１０４】
以上の第３実施形態のレーザ光源装置６１によれば、第１実施形態の上記効果に加え、以下の効果を奏することができる。
【０１０５】
第３実施形態のレーザ光源装置６１によれば、第１実施形態の上記効果（１）、（２）および（４）〜（８）に加え、以下の効果を奏することができる。
光源３１１のミラー層３１１Ａと波長変換素子４１２のミラー多層膜４１２Ｃとの間に形成された共振構造（第１光路Ｏ１）の内部に波長変換素子４１２を配置し、その波長変換素子４１２と光源３１１との間に、第１の波長近傍でバンドパス特性を有するバンドパスフィルタ多層膜３１３Ｂが設けられたバンドパスフィルタ３１３を備え、そのバンドパスフィルタ３１３が光源３１１のレーザ光射出面に対する傾斜角度θが変位可能に構成されることにより、光源３１１から射出される第１の波長の光の波長が狭帯域化されるとともに、傾斜角度θを変位して光源３１１から射出される光の発振波長（第１の波長）を変えることができる。これにより、温度変化などにより発振波長に変動が生じても、発振波長を調整することが可能となり、波長変換素子４１２での変換効率が向上し、光の利用効率を高めた出力光を得ることができる。
また、波長変換素子４１２とバンドパスフィルタ３１３とを個別に各種特性の調整をすることが可能となり、発振効率および歩留りの向上が期待できる。
【０１０６】
［実施形態の変形例］
本発明は前述の第１実施形態から第３実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。以下に変形例として挙げられているような形態であっても、前述の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１０７】
（１）光源３１１としては、面発光型半導体レーザ以外に、いわゆる端面発光型半導体レーザまたは半導体励起固体レーザを用いることができる。なお、端面発光型半導体レーザを用いる場合には、光源３１１と光路変換素子３１４，４１４との間に、光源３１１から射出された光を平行化するためのレンズを設けることが好ましい。
【０１０８】
（２）光源３１１は、アレイ化された複数の発光部を備えたものとすることができる。図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、いずれも発光部がアレイ化された光源を示す模式図である。図１０（Ａ）の光源３２１では、複数の発光部３２２が一列に並んでいる。また、図１０（Ｂ）の光源３２３では、複数の発光部３２２が２列に並んでいる。なお、発光部の数や、列の数は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したものには限らない。上述したレーザ光源装置３１，４１，５１，６１では、このように発光部がアレイ化された光源を用いたとしても、各構成素子（波長変換素子、光路変換素子やバンドパスフィルタ）の光入射面、光射出面および反射面の面積を、アレイに対応した面積に拡張すれば良いだけである。
【０１０９】
このように、上述したレーザ光源装置３１，４１，５１，６１では、光源がアレイ化されたとしても、装置の過度な大型化を招くことが無く、簡単な構成で対応することが可能である。よって、上述したレーザ光源装置３１，４１，５１，６１では、光源がアレイ化されたとしても、出力光のパワー低下を効率よく抑えて、光利用効率が高く、出力光の偏光方向が揃っており、かつ、出力が安定したレーザ光源装置を得ることが可能となる効果をそのまま保持しつつ、アレイ化による光量の増加を、効果的に出力光のパワーアップに繋げることが可能である。
【０１１０】
（３）波長変換素子３１２，４１２の射出側端面に、ミラー多層膜３１２Ｃ，４１２Ｃを設けた場合で説明したが、ミラー多層膜３１２Ｃ，４１２Ｃに代えて、波長変換素子３１２，４１２の射出側の第１光路Ｏ１上に、例えば、ガラス基板の一方の面にミラー多層膜３１２Ｃ，４１２Ｃを備えた多層膜ミラーを配置する構成であってもよい。この場合には、波長変換素子３１２，４１２と多層膜ミラーとを個別に各種特性の調整をすることが可能となり、発振効率および歩留りの向上が期待できる。
【０１１１】
（４）波長変換素子３１２，４１２を構成する非線形光学材料としては、先にＬＮ（ＬｉＮｂＯ3）や、ＬＴ（ＬｉＴａＯ3）を例示したが、これ以外にもＫＮｂＯ3、ＢＮＮ（Ｂａ2ＮａＮｂ5Ｏ15）、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4）、ＫＴＡ（ＫＴｉＯＡｓＯ4）、ＢＢＯ（β―ＢａＢ2Ｏ4）、ＬＢＯ（ＬｉＢ3Ｏ7）などの無機非線形光学材料を利用してもよい。また、メタニトロアニリン、２−メチル−４−ニトロアニリン、カルコン、ジシアノビニルアニソール、３，５−ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾール、Ｎ−メトキシメチル−４−ニトロアニリンなどの低分子有機材料や、ポールドポリマなどの有機非線形光学材料を用いてもよい。
【０１１２】
（５）波長変換素子３１２，４１２として、上述したＳＨＧ素子に変えて、第３次高調波発生素子を用いても良い。
【０１１３】
［レーザ光源装置の応用例］
以上に述べたようなレーザ光源装置３１，４１，５１，６１を画像表示装置に応用することにより、これらの装置における光の利用効率を向上させることが可能である。以下画像表示装置とモニター装置への応用例について説明する。
【０１１４】
［応用例１：プロジェクタ］
第１の実施形態に係るレーザ光源装置３１を応用した画像表示装置の一例として、プロジェクタ３の構成について説明する。図１１は、プロジェクタ３の光学系の概略を示す模式図である。
図１１において、プロジェクタ３は、レーザ光源装置３１、光変調装置としての液晶パネル３２、入射側偏光板３３１、射出側偏光板３３２、クロスダイクロイックプリズム３４、投射レンズ３５などを備えている。なお、液晶パネル３２と、その光入射側に設けられた入射側偏光板３３１および光射出側に設けられた射出側偏光板３３２によって液晶ライトバルブ３３が構成される。
【０１１５】
レーザ光源装置３１は、赤色レーザ光を射出する赤色光用光源装置３１Ｒと、青色レーザ光を射出する青色光用光源装置３１Ｂと、緑色レーザ光を射出する緑色光用光源装置３１Ｇを備えている。これらのレーザ光源装置３１（３１Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、それぞれクロスダイクロイックプリズム３４の側面三方にそれぞれ対向するように配置されている。図１２では、クロスダイクロイックプリズム３４を挟んで、赤色光用光源装置３１Ｒと青色光用光源装置３１Ｂとが互いに対向し、投射レンズ３５と緑色光用光源装置３１Ｇが互いに対向しているが、これらの位置は、適宜入れ替えることが可能である。
【０１１６】
液晶パネル３２は、例えば、ポリシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor）をスイッチング素子として用いたものである。レーザ光源装置３１（３１Ｒ，Ｇ，Ｂ）から射出された色光は、入射側偏光板３３１を介して液晶パネル３２に入射する。液晶パネル３２に入射した光は、画像情報に応じて変調されて、液晶パネル３２から射出される。液晶パネル３２によって変調された光のうち、特定の直線偏光だけが、射出側偏光板３３２を透過して、クロスダイクロイックプリズム３４に向かう。
【０１１７】
なお、レーザ光源装置３１から射出される光は、偏光方向が良く揃った光であるため、原理上は、入射側偏光板３３１を省略することも可能である。しかしながら、実際は、レーザ光源装置３１から射出された光をそのまま照明光として利用する場合は少なく、レーザ光源装置３１から射出された光を照明光に適した光に加工するための光学素子（例えば、回折格子、レンズ、ロッドインテグレータ等）が、レーザ光源装置３１と液晶パネル３２との間に設けられることが多い。そして、このような光学素子を通過することにより、偏光に多少の乱れが生じる可能性もある。偏光が乱れた光を液晶パネル３２にそのまま入射させると、投射画像のコントラストが低下したり、投射画像に色むらが生じたりする可能性もある。そこで、液晶パネル３２の入射側に入射側偏光板３３１を設けて、液晶パネル３２に入射する偏光の方向を揃えるようにすれば、投射画像のコントラストの低下や、色むらの発生を低減することができ、より質の高い画像を得ることが可能となる。
【０１１８】
クロスダイクロイックプリズム３４は、各液晶パネル３２によって変調された各色光を合成して、カラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム３４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなしている。そして、これら４つの直角プリズムの界面には、２種類の誘電体多層膜がＸ字状に設けられている。これら誘電体多層膜は、互いに対向する各液晶パネル３２から射出された各色光を反射し、投射レンズ３５に対向する液晶パネル３２から射出された色光を透過する。このようにして、各液晶パネル３２にて変調された各色光が合成されて、カラー画像が形成される。
【０１１９】
投射レンズ３５は、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成される。この投射レンズ３５は、カラー画像を拡大投射する。
【０１２０】
なお、この応用例では、第１実施形態に係るレーザ光源装置３１（３１Ｒ，Ｇ，Ｂ）を用いているが、これらのうち一部もしくは全部を、他の実施形態に係るレーザ光源装置４１，５１，６１に置き換えても良い。
さらに、レーザ光源装置３１（３１Ｒ，Ｇ，Ｂ）のうち、一部を、基本波レーザの波長をそのまま利用するレーザ光源装置に置き換えても良い。
【０１２１】
この応用例では、光変調素子を３つ用いたプロジェクタの例について説明したが、第１〜第３実施形態のレーザ光源装置３１，４１，５１，６１は、光変調装置を１つ、２つ、あるいは４つ以上用いたプロジェクタにも適用することができる。
また、この応用例では、透過型のプロジェクタについて説明したが、第１〜第３実施形態のレーザ光源装置３１，４１，５１，６１は、反射型プロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、光変調素子が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、光変調素子が光を反射するタイプであることを意味している。
【０１２２】
また、光変調素子は液晶パネル３２に限られず、例えばマイクロミラーを用いたデバイスであっても良い。
さらに、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行うフロントタイプと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行うリアタイプとがあるが、第１〜第３実施形態のレーザ光源装置３１，４１，５１，６１は、いずれのタイプにも適用可能である。
【０１２３】
さらにまた、この応用例では、レーザ光源装置３１を応用した画像表示装置の一例として、画像を拡大投射する投射レンズ３５を備えたプロジェクタを紹介しているが、第１〜第３実施形態のレーザ光源装置３１，４１，５１，６１は、投射レンズ３５を用いない画像表示装置にも応用可能である。
【０１２４】
［応用例２：モニター装置］
次に、第１の実施形態に係るレーザ光源装置３１を応用したモニター装置４０の構成例について説明する。図１２は、モニター装置の概略を示す模式図である。モニター装置４００は、装置本体４１０と、光伝送部４２０とを備える。装置本体４１０は、前述した第一実施形態のレーザ光源装置３１を備える。
【０１２５】
光伝送部４２０は、光を送る側と受ける側の２本のライトガイド４２１，４２２を備える。各ライトガイド４２１，４２２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４２１の入射側にはレーザ光源装置３１が配設され、その出射側には拡散板４２３が配設されている。レーザ光源装置３１から出射したレーザ光は、ライトガイド４２１を伝って光伝送部４２０の先端に設けられた拡散板４２３に送られ、拡散板４２３により拡散されて被写体を照射する。
【０１２６】
光伝送部４２０の先端には、結像レンズ４２４も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ４２４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４２２を伝って、装置本体４１０内に設けられた撮像手段としてのカメラ４１１に送られる。この結果、レーザ光源装置３１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４１１で撮像することができる。
【０１２７】
以上のように構成されたモニター装置４０によれば、高出力のレーザ光源装置３１により被写体を照射することができることから、カメラ４１１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。
【０１２８】
なお、この応用例では、第一実施形態に係るレーザ光源装置３１を用いているが、これを、他の実施形態に係るレーザ光源装置４１，５１，６１に置き換えても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】第１実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図。
【図２】光源の構造を模式的に示す断面図。
【図３】波長変換素子の構造を模式的に示す断面図。
【図４】バンドパスフィルタ多層膜の分光透過率特性の一例を示すグラフ。
【図５】光路変換素子の斜視図。
【図６】第２実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図。
【図７】第２実施形態のレーザ光源装置における変形構成を示す模式図。
【図８】第３実施形態に係るレーザ光源装置の概略構成を示す模式図。
【図９】バンドパスフィルタの傾斜角度の変位による透過波長のシフト特性を表すグラフ。
【図１０】発光部がアレイ化された光源を示す模式図。
【図１１】プロジェクタの光学系の概略を示す模式図。
【図１２】モニター装置の概略を示す模式図。
【符号の説明】
【０１３０】
３１，４１，５１，６１…レーザ光源装置、３１Ｂ…青色光用光源装置、３１Ｇ…緑色光用光源装置、３１Ｒ…赤色光用光源装置、３２…液晶パネル、３３…偏光板、３４…クロスダイクロイックプリズム、３５…投射レンズ、３１１…光源、３１１Ａ…ミラー層、３１１Ｂ…レーザ媒体、４００…基板、３１２，４１２…波長変換素子、３１２Ａ，４１２Ａ…波長変換部、３１２Ｂ，３１３Ｂ，３１８，３１９…バンドパスフィルタ多層膜、３１２Ｃ，４１２Ｃ…ミラー多層膜、３１３…バンドパスフィルタ、３１４，４１４，５１４…光路変換素子、３１５…第１のプリズム、３１６…第２のプリズム、３１７…選択性反射膜、ＬＳ１…第１のレーザ光、ＬＳ２…第２のレーザ光。
【図１】
2008129232.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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