JP2006093586A - レーザ装置、レーザ光の合波方法、画像表示装置、結合素子及びその製造方法 - Google Patents
レーザ装置、レーザ光の合波方法、画像表示装置、結合素子及びその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】低コストで結合効率に優れ、高輝度のレーザ光を得ることが可能なレーザ装置、レーザ光の合波方法、画像表示装置、結合素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】光源から出射される2以上のレーザ光B1〜B5が、少なくとも1つの集光手段により集光され、レーザ光のうち1以上のレーザ光B2〜B4が、そのビームウエスト近傍において、少なくとも1つの結合素子2によって空間的に光軸が変位され、2以上のレーザ光B1〜B5がその光軸を近接して出射される。
【選択図】図1
【解決手段】光源から出射される2以上のレーザ光B1〜B5が、少なくとも1つの集光手段により集光され、レーザ光のうち1以上のレーザ光B2〜B4が、そのビームウエスト近傍において、少なくとも1つの結合素子2によって空間的に光軸が変位され、2以上のレーザ光B1〜B5がその光軸を近接して出射される。
【選択図】図1
Description
本発明は、特に複数の半導体レーザ等のレーザ光源から出射されたレーザ光を近接させて合波することにより、高い光密度(輝度)の光源を得るレーザ装置、レーザ光の合波方法、画像表示装置、結合素子及びその製造方法に関する。
半導体レーザ等のレーザ光源からの出射光を利用し、光源の出射位置や出射方向を自由に設置できる点で実用上非常に利用し易いファイバ出力励起光源の需要が増している。半導体レーザからの出射光を、ファイバを介して出射させるいわゆるピッグテールレーザ型のファイバ出力励起光源は、光通信分野を始め、半田付け溶接などの加工や検査用、ファイバレーザ励起等の産業用、更に医療用、印刷などの民生用などさまざまな分野での用途が挙げられ、その利用範囲が広がっている。
このようなファイバレーザ出力励起光源としては、出力や輝度が大きい程、また小型であればある程使用可能用途が拡大する。
また、出射方法にファイバを用いない場合でも、光源自体が小型で高輝度であれば、この光源を設置できる範囲、ひいては応用分野が広がる。
このようなファイバレーザ出力励起光源としては、出力や輝度が大きい程、また小型であればある程使用可能用途が拡大する。
また、出射方法にファイバを用いない場合でも、光源自体が小型で高輝度であれば、この光源を設置できる範囲、ひいては応用分野が広がる。
光源の出力及び輝度を増加させるためには、半導体レーザへの入力電流を増加させると信頼性を犠牲にしてしまうので、レーザ光を複数合波するのが簡便である。小型化するためには、光源装置の内部部品点数をできるだけ減らし、精密調整を可能な限り不要とすることが望ましい。
例えば、2つの半導体レーザ出射光のビーム合波には、偏光ビームスプリッタ(PBS)がよく用いられる(例えば特許文献1参照。)。
上記特許文献1には、レーザの出射方向を直交する方向に設置して、PBSにより偏波面を合わせて合波する装置が提案されている。
また、多数の半導体レーザダイオードが一体に配列されて成るアレイレーザ、バーレーザのように、レーザダイオード素子を近接配置した一体型のレーザ光源を用いる方法も提案されている(例えば特許文献2及び3参照。)。
上記特許文献1には、レーザの出射方向を直交する方向に設置して、PBSにより偏波面を合わせて合波する装置が提案されている。
また、多数の半導体レーザダイオードが一体に配列されて成るアレイレーザ、バーレーザのように、レーザダイオード素子を近接配置した一体型のレーザ光源を用いる方法も提案されている(例えば特許文献2及び3参照。)。
しかしながら、上記特許文献1に開示されているようにPBSを用いて合波する場合は、その合波効率を高めるためには、互いに直交する偏光の2つのビームについて、ビーム合波部分でのビーム方向とその重なりを十分に大きくしなければならず、また一般にPBSの入射角の許容角度が小さいため、精密な光学調整が必要となる。
更に、一般的な立方体型のPBSを用いる場合は入射方向が直交する方向となる。従って、電極や冷却素子が個別に配設されるレーザ素子を配置すると、装置の小型化を達成するためには、合波・結合手段として1箇所の使用が望ましい。上述した入射角度の許容範囲の問題もあり、2以上のレーザ光又はレーザ光群を1つのPBSのみによって合波することは難しい。
更に、一般的な立方体型のPBSを用いる場合は入射方向が直交する方向となる。従って、電極や冷却素子が個別に配設されるレーザ素子を配置すると、装置の小型化を達成するためには、合波・結合手段として1箇所の使用が望ましい。上述した入射角度の許容範囲の問題もあり、2以上のレーザ光又はレーザ光群を1つのPBSのみによって合波することは難しい。
また、上記特許文献2及び3に記載されているように、バーレーザ、アレイレーザを用いる場合は、高精度なマイクロレンズが必要であり、また高い組み立て精度も要求されることから、コスト高を招来するという問題がある。
本発明は上述の課題を解決して、低コストで結合効率に優れ、高輝度のレーザ光を得ることが可能なレーザ装置、レーザ光の合波方法、画像表示装置、結合素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明によるレーザ装置は、光源から出射される2以上のレーザ光が、少なくとも1つの集光手段により集光され、上記レーザ光のうち1以上のレーザ光が、そのビームウエスト近傍において、少なくとも1つの結合素子によって空間的に光軸が変位され、上記2以上のレーザ光がその光軸を近接して出射されることを特徴とする。
また、本発明は、上述のレーザ装置において、上記レーザ光が、そのビームウエストにおいて扁平なビーム形状に整形され、上記結合素子により上記ビーム形状の短軸方向に空間的に近接されて成ることを特徴とする。
更に、本発明は、上述のレーザ装置において、上記光源が半導体レーザより成り、該半導体レーザから出射されるレーザ光の集光位置において、少なくとも上記半導体レーザを配置する基台の表面に沿う方向に、上記レーザ光の短軸方向が配置されて成ることを特徴とする。
また、本発明は、上述のレーザ装置において、上記レーザ光が、そのビームウエストにおいて扁平なビーム形状に整形され、上記結合素子により上記ビーム形状の短軸方向に空間的に近接されて成ることを特徴とする。
更に、本発明は、上述のレーザ装置において、上記光源が半導体レーザより成り、該半導体レーザから出射されるレーザ光の集光位置において、少なくとも上記半導体レーザを配置する基台の表面に沿う方向に、上記レーザ光の短軸方向が配置されて成ることを特徴とする。
また、本発明は、上述の各レーザ装置において、上記集光手段が、集光レンズ、円筒レンズ、ボールレンズ、屈折率分布型レンズ、曲面ミラー、シリンドリカルレンズのうち少なくとも1つ或いはその組み合わせより構成されることを特徴とする。
更に、本発明は、上述の各レーザ装置において、上記結合素子が、略階段状の内反射面又は外反射面を有する部材より成ることを特徴とする。
また、本発明は、上述の各レーザ装置において、上記結合素子が、エッジミラーより成ることを特徴とする。
更に、本発明は、上述のレーザ装置において、空間的に光軸が近接されて合波されたレーザ光が、光ファイバに結合されて成ることを特徴とする。
更に、本発明は、上述の各レーザ装置において、上記結合素子が、略階段状の内反射面又は外反射面を有する部材より成ることを特徴とする。
また、本発明は、上述の各レーザ装置において、上記結合素子が、エッジミラーより成ることを特徴とする。
更に、本発明は、上述のレーザ装置において、空間的に光軸が近接されて合波されたレーザ光が、光ファイバに結合されて成ることを特徴とする。
また、本発明によるレーザ光の合波方法は、光源から出射される2以上のレーザ光を、少なくとも1つの集光手段により集光して、上記レーザ光のうち1以上のレーザ光を、そのビームウエスト近傍において、少なくとも1つの結合素子によって空間的に光軸を変位させ、上記2以上のレーザ光をその光軸を近接して出射することを特徴とする。
更に、本発明による画像表示装置は、光変調素子に変調された光がスクリーン上に結像されて投影される画像表示装置であって、上記光変調素子に照射される光は、レーザ装置を有する光源装置から出射されて成り、該レーザ装置において、光源から出射される2以上のレーザ光が、少なくとも1つの集光手段により集光され、上記レーザ光のうち1以上のレーザ光が、そのビームウエスト近傍において、少なくとも1つの結合素子によって空間的に光軸が変位され、上記2以上のレーザ光がその光軸を近接して出射されることを特徴とする。
また、本発明による結合素子は、レーザ光を反射する内反射面又は外反射面が複数設けられて成り、上記内反射面又は外反射面において、各レーザ光が略平行な方向に反射され、上記内反射面又は外反射面に入射されるレーザ光の間隔に比して、上記内反射面又は外反射面により反射されるレーザ光の間隔が小とされて、複数のレーザ光がその光軸を近接させて合波されることを特徴とする。
更に、本発明による結合素子の製造方法は、少なくとも1つの内反射面又は外反射面を有する複数の部材を、上記内反射面又は外反射面から反射される光の出射方向を略平行にすると共に、上記内反射面又は外反射面を、上記出射方向にずらして配置して接合することを特徴とする。
上述したように、本発明によるレーザ装置においては、光源から出射される2以上のレーザ光のうち1以上のレーザ光を、そのビームウエスト近傍において、少なくとも1つの結合素子によって空間的に光軸を変位させ、2以上のレーザ光をその光軸を近接して出射することによって、所望の数のレーザ光を目的とする面積範囲内に集光することができ、高価な光学部品を使用することなく、高輝度光を容易に得ることが可能となる。
以上説明したように、本発明のレーザ装置によれば、比較的低コストで、所望の数のレーザ光を目的とする面積範囲内に集光することができ、従来得られなかった高輝度レーザ光を得ることができるという効果がある。
また、本発明のレーザ装置において、レーザ光をそのビームウエストにおいて扁平なビーム形状に整形し、結合素子によりビーム形状の短軸方向に空間的に近接させることによって、より多くのレーザ光を集光して、より高輝度のレーザ光を得ることができる。
更に、本発明レーザ装置において、光源を半導体レーザとして、この半導体レーザから出射されるレーザ光の集光位置において、少なくとも半導体レーザを配置する基台の表面に沿う方向に、レーザ光の短軸方向を配置することによって、同様に、より多くのレーザ光を集光することができて、高輝度のレーザ光を得ることができる。
また、本発明のレーザ装置において、レーザ光をそのビームウエストにおいて扁平なビーム形状に整形し、結合素子によりビーム形状の短軸方向に空間的に近接させることによって、より多くのレーザ光を集光して、より高輝度のレーザ光を得ることができる。
更に、本発明レーザ装置において、光源を半導体レーザとして、この半導体レーザから出射されるレーザ光の集光位置において、少なくとも半導体レーザを配置する基台の表面に沿う方向に、レーザ光の短軸方向を配置することによって、同様に、より多くのレーザ光を集光することができて、高輝度のレーザ光を得ることができる。
また、本発明レーザ装置において、集光手段を、集光レンズ、円筒レンズ、ボールレンズ、屈折率分布型レンズ、曲面ミラー、シリンドリカルレンズのうち少なくとも1つ或いはその組み合わせより構成することによって、光源から結合素子までの距離を調整し、光学部品の組み立て精度を緩和してコストの低減化、生産性の向上を図ることができる。
更に、本発明レーザ装置において、結合素子が、略階段状の内反射面又は外反射面を有する部材より構成することによって、結合素子の数を抑制することができ、少ない光学部品点数での組み立てを可能とし、光学調整、組み立て作業の簡易化、装置の小型化を図ることができる。
また、本発明レーザ装置において、結合素子を、エッジミラーすなわち端部まで反射率及び平面度を確保したミラーより構成することによって、コスト高を抑制し、また組み立て後の再調整を可能とし、歩留まりの低下を抑制することができる。
更に、本発明レーザ装置において、空間的に光軸が近接されて合波されたレーザ光を、光ファイバに結合して構成することによって、ファイバ出力励起光源を含む各種光学装置において高輝度光源を得ることによって、出力の向上を図ることができる。
更に、本発明レーザ装置において、結合素子が、略階段状の内反射面又は外反射面を有する部材より構成することによって、結合素子の数を抑制することができ、少ない光学部品点数での組み立てを可能とし、光学調整、組み立て作業の簡易化、装置の小型化を図ることができる。
また、本発明レーザ装置において、結合素子を、エッジミラーすなわち端部まで反射率及び平面度を確保したミラーより構成することによって、コスト高を抑制し、また組み立て後の再調整を可能とし、歩留まりの低下を抑制することができる。
更に、本発明レーザ装置において、空間的に光軸が近接されて合波されたレーザ光を、光ファイバに結合して構成することによって、ファイバ出力励起光源を含む各種光学装置において高輝度光源を得ることによって、出力の向上を図ることができる。
また、本発明のレーザ光の合波方法によれば、比較的低コストで高輝度レーザ光を得ることができる。
更に、本発明の画像表示装置によれば、光源の出力を向上させることによって、高輝度の画像表示が可能な画像表示装置を提供することができる。
更に、本発明の画像表示装置によれば、光源の出力を向上させることによって、高輝度の画像表示が可能な画像表示装置を提供することができる。
また、本発明による結合素子によれば、レーザ光を反射する内反射面又は外反射面を複数設け、これら反射面において各レーザ光を略平行な方向に反射して、且つこれらの反射面に入射されるレーザ光の間隔に比して、反射されるレーザ光の間隔を小とすることにより、複数のレーザ光をその光軸を近接させて合波させることができ、所望の数のレーザ光を目的とする面積範囲内に集光し、高輝度のレーザ光を得ることができる。
更に、本発明の結合素子の製造方法によれば、上述の高輝度レーザ光を容易に結合することが可能な結合素子を、反射面の角度調整を精度良く容易に製造することができる。
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
図1においては、本発明によるレーザ装置10の一例の概略構成を示す。この例においては、5つのレーザ光を結合素子によって各光軸を近接させて合波する例を示す。第1〜第5の光源部11〜15から、集光手段(図示せず)により集光されたレーザ光B1〜B5が出射される。そして、これらのうち1以上のビーム、図示の例においては、第2〜第5のビームB2〜B5が、そのビームウエスト近傍においてそれぞれ例えばエッジミラーより成る結合素子2によって、例えば略90°進行方向を曲げられて光軸が変位され、第1〜第5のビームB1〜B5が光軸を近接させて出射される。そしてこの例においては、集光レンズ4により集光されて、例えば外部の光導波機構であるファイバ5等に結合されて、出射される。
図1においては、本発明によるレーザ装置10の一例の概略構成を示す。この例においては、5つのレーザ光を結合素子によって各光軸を近接させて合波する例を示す。第1〜第5の光源部11〜15から、集光手段(図示せず)により集光されたレーザ光B1〜B5が出射される。そして、これらのうち1以上のビーム、図示の例においては、第2〜第5のビームB2〜B5が、そのビームウエスト近傍においてそれぞれ例えばエッジミラーより成る結合素子2によって、例えば略90°進行方向を曲げられて光軸が変位され、第1〜第5のビームB1〜B5が光軸を近接させて出射される。そしてこの例においては、集光レンズ4により集光されて、例えば外部の光導波機構であるファイバ5等に結合されて、出射される。
図2A及びBにこのように結合素子を用いてビームの出射方向を変換して光軸を変位させる本発明によるレーザ光の合波方法の一例の概略構成図を示す。図2Aにおいては、2つのビームB1及びB2をそのビームウエスト位置が略隣接するように出射させ、一方のビームB1は直進させて、他のビームB2のビームウエスト近傍において、エッジミラーより成る結合素子2に反射させることによって、その光軸を近接させている。この場合のビームウエスト近傍を拡大した概略構成を図2Bに示すように、例えばビーム径φ1が例えば100〜400μm程度のビームを、ビームウエスト近傍のビーム間隔dを例えば100μm以下に近接させることによって、後述するように、高い結合効率が達成できる。
このようにして光軸を近接された光は、そのビームウエストにおいて扁平なビーム形状に整形して、結合素子2によってその短軸方向に空間的に近接させることによって、例えば図3に模式的にビーム形状の平面図を示すように、扁平な形状のビームB1〜B5を例えば略円形の領域S内において無駄なくビームスポットを配置することができる。
またビームの整形方法としては、図4に模式的な概略構成図を示すように、例えば光源として半導体レーザ51を用いてその進行方向を90°変換することによって、上述したような扁平形状に整形することができる。図4に示すように、例えば半導体レーザ73を基台71上に、排熱作用を有する冷却手段72等を介して出射端面を上側に向けて配置する。半導体レーザから出射されるビームは横方向に広がりをもち、例えば図4において矢印xで示す横方向に長軸、矢印zで示す(紙面と直交する)方向に短軸をもつ略楕円形スポット形状となる。
そしてこのレーザ光を、矢印xで示す長軸方向から、基台71の表面と垂直な方向(矢印yで示す)に向かって略45°傾斜するミラー74を用いて出射方向を変換すると、レーザ光の長軸方向が基台53の表面に垂直な矢印yで示す方向となる(短軸方向は変わらない)。したがって、このビームをその短軸方向に近接して配置する場合、基台53の表面に沿う方向にビームを近接させて集光することができ、基台53の表面に垂直な方向に配列する場合と比較すると、多数のビームを、容易に光軸位置を調整して集光することができるという利点を有する。
そしてこのレーザ光を、矢印xで示す長軸方向から、基台71の表面と垂直な方向(矢印yで示す)に向かって略45°傾斜するミラー74を用いて出射方向を変換すると、レーザ光の長軸方向が基台53の表面に垂直な矢印yで示す方向となる(短軸方向は変わらない)。したがって、このビームをその短軸方向に近接して配置する場合、基台53の表面に沿う方向にビームを近接させて集光することができ、基台53の表面に垂直な方向に配列する場合と比較すると、多数のビームを、容易に光軸位置を調整して集光することができるという利点を有する。
図5に本発明によるレーザ装置10の一例のより具体的な概略構成図を示す。この例においては、第1〜第5の光源部11〜15において、半導体レーザ等の光源1から出射されたレーザ光を、それぞれボールレンズ31、ファイバレンズ等より成る円筒レンズ32、集光レンズ33より構成される集光手段3によって、ビームウエスト位置までの距離を調整した状態で出射される構成とした場合を示す。このような集光手段3としては、その他屈折率分布型レンズ(いわゆるGRIN:Graded Indexレンズ)、曲面ミラー、シリンドリカルレンズ等を用いて同様の調整を行うことが可能である。
そして、図5に示すように、第1〜第5の光源部11〜15から上述の構成による集光手段3により集光され、レーザ光B1〜B5が出射されて、この場合においても、1以上のビーム、この場合第2〜第5のビームB2〜B5が、そのビームウエスト近傍においてそれぞれ例えばエッジミラーより成る結合素子2によって、例えば略90°進行方向を曲げられて光軸が変位され、第1〜第5のビームB1〜B5が光軸を近接されて出射される。この例においても、結合された5本のビームは、集光レンズ4により集光されて、例えば外部の光導波機構のファイバ5等に結合されて出射される。
このように、エッジミラーより成る結合素子2を複数用いて各ビームの光軸を変位させて結合する場合は、各エッジミラーの配置位置を調整する必要があるが、出射されたビーム形状、出力を元に、各結合素子2の配置位置を容易に再調整することができるという利点を有する。
このように、エッジミラーより成る結合素子2を複数用いて各ビームの光軸を変位させて結合する場合は、各エッジミラーの配置位置を調整する必要があるが、出射されたビーム形状、出力を元に、各結合素子2の配置位置を容易に再調整することができるという利点を有する。
なお、半導体レーザより成る光源1を用いた場合において、ビームウエスト位置からの距離に対する1/e2 強度のビーム径の変化を測定した結果を図6に示す。図6から、ビーム径がビームウエスト位置の略√2倍程度となるレイリー長(Rayleigh range)は略±10mmとなることがわかる。この範囲では略平面波として近似することができるので、空間的な位相分布を無視することができ、例えば反射ミラーによって光の進行方向を曲げても問題がない。
例えば図5に示す例においては、エッジミラーによる結合素子2の位置をそれぞれ±10mmの余裕度をもってビームウエスト位置からずらした位置に配置することが可能となる。
なお、図示の例においては、各結合素子2の間隔を、反射後のビームの光軸方向に沿って略15mmの間隔に配置することができる。また、第1の光源部11における集光手段3の集光レンズ33と、各ビームB1〜B5を集光する集光レンズ4との間隔を、略80mmとすることができる。
なお、図示の例においては、各結合素子2の間隔を、反射後のビームの光軸方向に沿って略15mmの間隔に配置することができる。また、第1の光源部11における集光手段3の集光レンズ33と、各ビームB1〜B5を集光する集光レンズ4との間隔を、略80mmとすることができる。
図7においては、本発明による半導体レーザ装置10の他の例の概略構成図を示す。この例においては、第1〜第5の光源部11〜15から出射されるレーザ光B1〜B5をそれぞれエッジミラー等より成る結合素子2により反射させてその進行方向を略90°曲げることによって、光軸を変位させて結合した例を示す。図7において、図5と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
このように、各光源部を、結合後の光軸方向に対して同じ側に配置構成することも可能である。
図7の例においては、各結合素子2の反射後の光軸に沿う方向の間隔をそれぞれ略15mm、また集光レンズ3とこれに最も近接する結合素子2との間隔を略15mm、更に、結合素子から第1、第3及び第5の光源部11、13及び15の集光レンズ33までの距離を略30mm、第2及び第4の光源部12及び14の集光レンズ3までの距離を略80mmとして構成することができる。
このように、各光源部を、結合後の光軸方向に対して同じ側に配置構成することも可能である。
図7の例においては、各結合素子2の反射後の光軸に沿う方向の間隔をそれぞれ略15mm、また集光レンズ3とこれに最も近接する結合素子2との間隔を略15mm、更に、結合素子から第1、第3及び第5の光源部11、13及び15の集光レンズ33までの距離を略30mm、第2及び第4の光源部12及び14の集光レンズ3までの距離を略80mmとして構成することができる。
また結合素子2として、図5に示すように、各ビームに対応してエッジミラーを複数設ける構成の他、図8に示すように、例えば略階段状の内反射面又は外反射面を有する部材より成る結合素子を用いることもできる。ここで内反射面とは、硝材等より成る結合素子中の内部において光が反射される面とし、外反射面とは、結合素子の外部の表面で光が反射される面とする。
図8の例においては、例えば入射するレーザ光B1〜B3の入射方向に対し、それぞれ略45°を成す3つの内反射面2Riが、略階段状に設けられた例を示す。各内反射面2Riは、例えば反射光の光軸に沿う方向にそれぞれ高さhずらして設けられ、これにより入射光の間隔d1に対し、反射されて光軸が変位された出射光の間隔d2を小とすることができる。
なお、この場合内反射面を設ける例を示すが、結合素子2を逆に用いて外反射面を用いる構成とし得ることはいうまでもない。外反射面を用いる場合は、表面に使用するレーザ光の波長帯域において高反射率を示す反射膜を被着することが望ましい。
図8の例においては、例えば入射するレーザ光B1〜B3の入射方向に対し、それぞれ略45°を成す3つの内反射面2Riが、略階段状に設けられた例を示す。各内反射面2Riは、例えば反射光の光軸に沿う方向にそれぞれ高さhずらして設けられ、これにより入射光の間隔d1に対し、反射されて光軸が変位された出射光の間隔d2を小とすることができる。
なお、この場合内反射面を設ける例を示すが、結合素子2を逆に用いて外反射面を用いる構成とし得ることはいうまでもない。外反射面を用いる場合は、表面に使用するレーザ光の波長帯域において高反射率を示す反射膜を被着することが望ましい。
一方、例えば結合素子2を屈折率nの材料より構成する場合、この屈折率nの領域(すなわち結合素子内部)から外部の例えば空気へ出射される光は、スネルの法則より、arcsin(1/n)となる角度を超えると全反射される。代表的な硝材では、屈折率nは石英ガラスで1.45、光学ガラスBK7では1.52、光学ガラスSF11では1.73であり、それぞれ43.6°、41.1°、35.3°を超える角度で内反射面に入射する光は全反射される。したがって、多くの硝材において45°の入射角度で全反射する。例えば、コーナーキューブや内角全反射プリズムでは同様の作用が利用されている。
すなわち、結合素子として内反射面を利用することによって、多層の誘電体膜を積層した高反射膜などを設ける必要なく、高反射率で光の進行方向を変換する結合素子を容易に得ることができるという利点を有する。
すなわち、結合素子として内反射面を利用することによって、多層の誘電体膜を積層した高反射膜などを設ける必要なく、高反射率で光の進行方向を変換する結合素子を容易に得ることができるという利点を有する。
また、このような階段状の結合素子は、例えば複数の硝材等より成る部材を組み合わせることによって、容易に製造することができる。
図9に本発明による結合素子の製造方法の一例の一工程の概略構成を示す。この場合、それぞれ入射面2Aまたはこれと平行面に対し略45°を成す内反射面2Ri(外反射面2Roでもよい。)を有する第1〜第3の部材21〜23を用意する。
そして、各反射面2Riが略平行となり、また反射後の光の進行方向に沿って略等間隔にずれるように配置して接合、ないしは融着することによって、光の入射面2Aに対し、複数の内反射面2Riが、略45°をなし、かつその出射面Bに向かう出射方向に関して、平行に各内反射面2Riがずれて設けられて成る結合素子2を、容易に製造することができる。接合後に、出射面2Bに研磨等を施すことにより、その平面度を向上させることも可能である。
このように複数の部材を接合して結合素子を製造することによって、コスト高を抑制することができ、また1つの結合素子により複数のレーザ光の結合を容易に行うことができて、組み立て作業の簡易化を図り、また装置の小型化を図ることができる。
図9に本発明による結合素子の製造方法の一例の一工程の概略構成を示す。この場合、それぞれ入射面2Aまたはこれと平行面に対し略45°を成す内反射面2Ri(外反射面2Roでもよい。)を有する第1〜第3の部材21〜23を用意する。
そして、各反射面2Riが略平行となり、また反射後の光の進行方向に沿って略等間隔にずれるように配置して接合、ないしは融着することによって、光の入射面2Aに対し、複数の内反射面2Riが、略45°をなし、かつその出射面Bに向かう出射方向に関して、平行に各内反射面2Riがずれて設けられて成る結合素子2を、容易に製造することができる。接合後に、出射面2Bに研磨等を施すことにより、その平面度を向上させることも可能である。
このように複数の部材を接合して結合素子を製造することによって、コスト高を抑制することができ、また1つの結合素子により複数のレーザ光の結合を容易に行うことができて、組み立て作業の簡易化を図り、また装置の小型化を図ることができる。
図10においては、本発明によるレーザ装置10の他の例の概略構成を示す。この例においては、第1〜第5の光源部11〜15から出射されるレーザ光B1〜B5を、2つの多面体ミラーより成る結合素子24及び25を用いて光軸を変位させて結合した例を示す。図10において、図5及び図7と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この場合は、第3の光源部13から出射されたレーザ光B3は結合素子24を透過させ、第2及び第4の光源部12及び14から出射されたビームB2及びB4を、レーザ光B1の左右からそれぞれ結合素子24の外反射面で反射させ、また、第1及び第5の光源部11及び15から出射されたビームB1及びB5を他の結合素子25の外反射面で反射して、それぞれ第3のビームB3に光軸を近接させて出射させた例を示している。このように、各光源部を、結合後の光軸方向に対して左右対称な位置に配置構成することもできる。
この場合、第1及び第5の光源部11及び15の集光レンズ33と結合素子25の外反射面との間隔をそれぞれ略50mm、第2及び第4の光源部12及び14の集光レンズ33と結合素子24の外反射面との間隔を略35mm、第3の光源部13の集光レンズ33と結合素子24との間隔を略35mm、各結合素子24及び25の間隔を略15mm、結合素子25と集光レンズ3との間隔を略30mmとして構成することができる。
この場合は、第3の光源部13から出射されたレーザ光B3は結合素子24を透過させ、第2及び第4の光源部12及び14から出射されたビームB2及びB4を、レーザ光B1の左右からそれぞれ結合素子24の外反射面で反射させ、また、第1及び第5の光源部11及び15から出射されたビームB1及びB5を他の結合素子25の外反射面で反射して、それぞれ第3のビームB3に光軸を近接させて出射させた例を示している。このように、各光源部を、結合後の光軸方向に対して左右対称な位置に配置構成することもできる。
この場合、第1及び第5の光源部11及び15の集光レンズ33と結合素子25の外反射面との間隔をそれぞれ略50mm、第2及び第4の光源部12及び14の集光レンズ33と結合素子24の外反射面との間隔を略35mm、第3の光源部13の集光レンズ33と結合素子24との間隔を略35mm、各結合素子24及び25の間隔を略15mm、結合素子25と集光レンズ3との間隔を略30mmとして構成することができる。
次に、上述したように複数のレーザ光ビームを多重に結合する場合の間隔許容範囲について検討した結果について説明する。
図10は、半導体レーザより成る光源41からの光を矢印Xで示す光軸と直交する方向に変位(シフト)した場合の光出力を測定する光学装置の概略構成図を示す。図11に示すように、光源41から出射されたレーザ光は、ファイバレンズ42、コリメータレンズ23によりビーム形状を調整されて、フォーカシングレンズ44により集光されてファイバ5に結合される。ファイバ5から出射されたレーザ光を集光レンズ45により集光し、NA制限アパーチャ46によって、開口数NAを調整し、更にクラッドモード制限アパーチャ46を介してパワーメータ48に入力する。
このような装置を用いて、コリメータレンズ43とフォーカシングレンズ44との間隔Lを150mmとした場合のビームのシフト量に対する光出力の変化を測定した結果を図12に示す。図12から明らかなように、開口数NAが0.22〜0.3の条件下において、ビームシフト量が±1mmの範囲において、出力の変化量が略85%以上となり、85%程度以上の光を結合することができることがわかる。
図10は、半導体レーザより成る光源41からの光を矢印Xで示す光軸と直交する方向に変位(シフト)した場合の光出力を測定する光学装置の概略構成図を示す。図11に示すように、光源41から出射されたレーザ光は、ファイバレンズ42、コリメータレンズ23によりビーム形状を調整されて、フォーカシングレンズ44により集光されてファイバ5に結合される。ファイバ5から出射されたレーザ光を集光レンズ45により集光し、NA制限アパーチャ46によって、開口数NAを調整し、更にクラッドモード制限アパーチャ46を介してパワーメータ48に入力する。
このような装置を用いて、コリメータレンズ43とフォーカシングレンズ44との間隔Lを150mmとした場合のビームのシフト量に対する光出力の変化を測定した結果を図12に示す。図12から明らかなように、開口数NAが0.22〜0.3の条件下において、ビームシフト量が±1mmの範囲において、出力の変化量が略85%以上となり、85%程度以上の光を結合することができることがわかる。
例えば前述の図1、図5、図7及び図10の例に示すように、5本のレーザ光を結合する場合のスポットサイズについて検討した結果、中心位置のビームに対し、例えば左右に±1mmの範囲において、ビームスポットを配置することができる。この場合の短軸方向のビーム径の一例の模式的な概略配置構成を図13A〜Dに示す。
図13Aは、例えば図5において、第2の光源部12からのレーザ光B2が結合素子2において反射された直後の第1及び第2のレーザ光B1及びB2のスポット形状を模式的に示し、例えばこれらレーザ光B1及びB2の短軸方向のビーム径をそれぞれ0.25mm、0.10mmとして、スポット間隔d、この場合光軸間距離dを0.5mmとし得る。
また、図13Bは、図5において、第3の光源部13からのレーザ光B3が結合素子2において反射された直後の第1〜第3のレーザ光B1〜B3の各スポット形状を示し、これらレーザ光B1〜B3の短軸方向のビーム径をそれぞれ0.13mm、0.15mm、0.10mmとして、各スポット間隔dを0.5mmとし得る。
更に、図13Cは、図5において、第4の光源部14からのレーザ光B4が結合素子2において反射された直後の第1〜第4のレーザ光B1〜B4の各スポット形状を示し、これらレーザ光B1〜B4の短軸方向のビーム径をそれぞれ0.13mm、0.30mm、0.15mm、0.10mmとして、各スポット間隔dを0.5mmとし得る。
図13Dは、図5において、第5の光源部15からのレーザ光B5が結合素子2において反射された直後の第1〜第5のレーザ光B1〜B5の各スポット形状を示し、これらレーザ光B1〜B5の短軸方向のビーム径をそれぞれ0.25mm、0.40mm、0.30mm、0.15mm、0.10mmとして、各スポット間隔dを0.5mmとし得る。
図13Aは、例えば図5において、第2の光源部12からのレーザ光B2が結合素子2において反射された直後の第1及び第2のレーザ光B1及びB2のスポット形状を模式的に示し、例えばこれらレーザ光B1及びB2の短軸方向のビーム径をそれぞれ0.25mm、0.10mmとして、スポット間隔d、この場合光軸間距離dを0.5mmとし得る。
また、図13Bは、図5において、第3の光源部13からのレーザ光B3が結合素子2において反射された直後の第1〜第3のレーザ光B1〜B3の各スポット形状を示し、これらレーザ光B1〜B3の短軸方向のビーム径をそれぞれ0.13mm、0.15mm、0.10mmとして、各スポット間隔dを0.5mmとし得る。
更に、図13Cは、図5において、第4の光源部14からのレーザ光B4が結合素子2において反射された直後の第1〜第4のレーザ光B1〜B4の各スポット形状を示し、これらレーザ光B1〜B4の短軸方向のビーム径をそれぞれ0.13mm、0.30mm、0.15mm、0.10mmとして、各スポット間隔dを0.5mmとし得る。
図13Dは、図5において、第5の光源部15からのレーザ光B5が結合素子2において反射された直後の第1〜第5のレーザ光B1〜B5の各スポット形状を示し、これらレーザ光B1〜B5の短軸方向のビーム径をそれぞれ0.25mm、0.40mm、0.30mm、0.15mm、0.10mmとして、各スポット間隔dを0.5mmとし得る。
このようなスポット径に設定してビームウエスト径、ビームウエスト位置から各光源、結合素子までの距離を調整することによって、得られる出力光のうち最も外側のビームスポットのビームシフト量を±1mmの範囲とすることができて、出力の低下を85%程度に抑制し、内側のビームを合わせた平均出力として90%程度のエネルギー効率をもってレーザ光を結合することができる。これにより、高い出力すなわち高輝度のレーザ光を提供することができる。
なお、上述の各例においては、レーザ光を5本結合する例について説明したが、その他2以上であればいくつでもよい。
また、例えば図14A及びBにそれぞれ上面及び側面から見た概略構成を示すように、基台35の上に、上下に結合素子を積層して配置して、レーザ光を結合することも可能である。
この例においては、基台35の上に、第1及び第2の光源部11及び12を並列して配置し、結合素子24及び25により例えばレーザ光B1及びB2の進行方向を90°曲げて光軸を変位させて出射させる。更に、基台35の上に載置台36を介して、第1及び第2の光源部11とは結合素子24を介して反対側に第3及び第4の光源部13及び14を並列して配置する。
そして、載置台36と同程度の高さに調整された載置台37の上に結合素子26及び27を配置して、それぞれ第3及び第4の光源部13及び14から出射されたレーザ光B3及びB4を、第1及び第2のレーザ光B1及びB2の出射方向に沿う方向に光軸を変位させて出射させる構成とする。
また、例えば図14A及びBにそれぞれ上面及び側面から見た概略構成を示すように、基台35の上に、上下に結合素子を積層して配置して、レーザ光を結合することも可能である。
この例においては、基台35の上に、第1及び第2の光源部11及び12を並列して配置し、結合素子24及び25により例えばレーザ光B1及びB2の進行方向を90°曲げて光軸を変位させて出射させる。更に、基台35の上に載置台36を介して、第1及び第2の光源部11とは結合素子24を介して反対側に第3及び第4の光源部13及び14を並列して配置する。
そして、載置台36と同程度の高さに調整された載置台37の上に結合素子26及び27を配置して、それぞれ第3及び第4の光源部13及び14から出射されたレーザ光B3及びB4を、第1及び第2のレーザ光B1及びB2の出射方向に沿う方向に光軸を変位させて出射させる構成とする。
この場合は、例えばビームスポット形状が扁平である場合、短軸方向に2本、長軸方向に2本のレーザ光を配列して結合することができる。上下に3本ずつ以上のレーザ光を積層することも可能であることはいうまでもない。
更に、本発明によるレーザ装置において、偏光ビームスプリッタを利用した結合方法を併用してレーザ光を結合することも可能である。図15及び図16に、この場合の各例の概略構成図をそれぞれ示す。
図15においては、5本ずつのレーザ光がそれぞれ結合素子2により光軸を近接して結合され、更に、偏光ビームスプリッタ53により5本のレーザ光の各光軸を略合致させて結合し、いわば5多重2系列の結合を行った例を示す。
この場合、例えば一方の第1〜第5の光源部11A〜15Aから出射されたレーザ光B1a〜B5aを、ミラー54及び55を介して偏光ビームスプリッタ53により反射して集光レンズ3に集光して、光ファイバ5に出射する。他方の光源部11B〜15Bから出射されたレーザ光B1b〜B5bは、例えばミラー51により反射して1/2波長板52を介して偏光ビームスプリッタ53に入射して透過させ、5本ずつのレーザ光を、各光軸を合致させて結合し、合計10本のレーザ光を結合する構成とすることができる。この場合は、複数のレーザ光を結合するとともに、更に2系列のレーザ光を結合することから、より高輝度のレーザ光を得ることができる。
図15においては、5本ずつのレーザ光がそれぞれ結合素子2により光軸を近接して結合され、更に、偏光ビームスプリッタ53により5本のレーザ光の各光軸を略合致させて結合し、いわば5多重2系列の結合を行った例を示す。
この場合、例えば一方の第1〜第5の光源部11A〜15Aから出射されたレーザ光B1a〜B5aを、ミラー54及び55を介して偏光ビームスプリッタ53により反射して集光レンズ3に集光して、光ファイバ5に出射する。他方の光源部11B〜15Bから出射されたレーザ光B1b〜B5bは、例えばミラー51により反射して1/2波長板52を介して偏光ビームスプリッタ53に入射して透過させ、5本ずつのレーザ光を、各光軸を合致させて結合し、合計10本のレーザ光を結合する構成とすることができる。この場合は、複数のレーザ光を結合するとともに、更に2系列のレーザ光を結合することから、より高輝度のレーザ光を得ることができる。
また、5本に限定されることなく、6本以上でもこのような2系列構成が可能であり、図16に示すように、例えば8本のレーザ光を2系列結合することも可能である。図16に図において、図15と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この場合は、第1〜第8の2系列の光源部11A〜18A、11B〜18Bからの各レーザ光B1a〜B8a、B1b〜B8bを同様に結合素子、ミラー51,54及び55、1/2波長板52及び偏光ビームスプリッタ53を用いて結合することができる。図16において、図15と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
このように、結合するレーザ光の本数は奇数でも偶数でも可能である。
レーザ光が奇数の場合は、例えば中心に位置するレーザ光のみを、結合素子を介することなく配置して、他の例えば左右のビームを、この中心位置のレーザ光を基準としてそれぞれ配置することができ、組み立て調整が容易となる利点を有する。
一方、偶数のレーザ光を結合する場合においても、特定のレーザ光を基準として組み立て調整することが可能である。また、結合素子は全てのレーザ光に用いてもよく、上述したように、複数のレーザ光のうち1のレーザ光を、結合素子を介することなく配置することもできる。
レーザ光が奇数の場合は、例えば中心に位置するレーザ光のみを、結合素子を介することなく配置して、他の例えば左右のビームを、この中心位置のレーザ光を基準としてそれぞれ配置することができ、組み立て調整が容易となる利点を有する。
一方、偶数のレーザ光を結合する場合においても、特定のレーザ光を基準として組み立て調整することが可能である。また、結合素子は全てのレーザ光に用いてもよく、上述したように、複数のレーザ光のうち1のレーザ光を、結合素子を介することなく配置することもできる。
以上説明したように、本発明のレーザ装置によれば、簡単な構成で所望の数のレーザ光を容易に結合して、従来にない高輝度のレーザ光を得ることができ、これをファイバ出力励起装置等に利用することによって、より高い出力の光源を提供することができる。
一例として、このようにして高輝度高出力化した光源を、画像表示装置の光源として用いる場合について説明する。
一例として、このようにして高輝度高出力化した光源を、画像表示装置の光源として用いる場合について説明する。
図17は、本発明構成のレーザ装置を光源装置として用いた画像表示装置の一例の概略構成図を示す。図17において、60R、60G及び60Bはそれぞれ赤、緑及び青色レーザ等の光源であり、ここから出射されたレーザビームは、それぞれ集光レンズ62R、62G及び62Bを介して例えば回折格子型の光変調素子63R、63G及び63Bに入射される。
ここで、各光変調素子63R、63G及び63Bは、集光レンズ62R、62G及び62Bにより集光されるビームウエスト位置からずれた位置に配置してもよい。
ここで、各光変調素子63R、63G及び63Bは、集光レンズ62R、62G及び62Bにより集光されるビームウエスト位置からずれた位置に配置してもよい。
そして、各光変調素子63R、63G及び63Bからの回折光は、例えばハーフミラー64、65を介して1本の光束に集束され、空間フィルター66を介して投影レンズ67により結像されて、スキャナー68により矢印gで示すように、スクリーン69の横方向に走査される。
ここで光変調素子としては、例えば米国シリコン・ライト・マシン(SLM)社が開発したGLV(Grating Light Valve)等の光変調素子を用いることができる。すなわち、第1面及び第2面の相対的移動によって回折格子を構成し、具体的には、例えば3本ずつの可動リボンと固定リボンが交互に配置されたGLV素子を1次元アレイ上に配置した構成とすることができる。このGLV素子では、交互に配置されたリボンのうち可動リボンに対して電圧印加等によってリボンを移動させることにより、隣接するリボンの反射面を相対的に移動させて回折格子を構成し、光変調を行う。
上述のGLV素子の代表的な構成例では、3本ずつの固定リボンと可動リボンとが交互に配置されるものであるが、光変調素子として、リボンの幅方向にGLV素子を画素数分、例えば1088個配置して構成することができる。
この1次元状の光変調素子に対し、円筒レンズを用いてその表面にリボン長方向には所定のスポットサイズに集光され、リボン幅方向には所定の幅にコリメートされたコリメート光を照射し、各GLV素子へ画像信号に対応した電圧を印加することにより、光変調素子から回折される回折光は、1次元状の所定の画素サイズ(長さ及び幅)を有し、画像信号に対応して変調されたビームとなる。これに対し、空間フィルター66を例えばフーリエ面に配置することによって、像はこの1次元の延長方向と直交する方向に延在する1次元状となり、スクリーン69上においては、矢印gと直交する方向に延在する像として表示され、スキャナー69の矢印gで示す方向の走査によって、2次元画像として表示される。
この1次元状の光変調素子に対し、円筒レンズを用いてその表面にリボン長方向には所定のスポットサイズに集光され、リボン幅方向には所定の幅にコリメートされたコリメート光を照射し、各GLV素子へ画像信号に対応した電圧を印加することにより、光変調素子から回折される回折光は、1次元状の所定の画素サイズ(長さ及び幅)を有し、画像信号に対応して変調されたビームとなる。これに対し、空間フィルター66を例えばフーリエ面に配置することによって、像はこの1次元の延長方向と直交する方向に延在する1次元状となり、スクリーン69上においては、矢印gと直交する方向に延在する像として表示され、スキャナー69の矢印gで示す方向の走査によって、2次元画像として表示される。
このような画像表示装置において、本発明構成のレーザ装置をその光源に用いることによって、従来得られなかった高輝度の3原色の光源による画像表示を提供することが可能となる。
なお、このような画像表示装置に限定されることなく、その他の種々の高出力レーザ光源の適用が可能なレーザプリンタ装置、光通信装置等に適用することができる。
なお、このような画像表示装置に限定されることなく、その他の種々の高出力レーザ光源の適用が可能なレーザプリンタ装置、光通信装置等に適用することができる。
また、本発明は、以上説明したレーザ装置の各例、レーザ光の合波方法の各例に限定されることなく、本発明構成を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもなく、レーザ光の本数、結合素子の配置態様、光源の種類等において、種々の変更が可能である。
1.光源、2.結合素子、3.集光手段、4.集光レンズ、5.光ファイバ、10.レーザ装置、11.第1の光源部、12.第2の光源部、13.第3の光源部、14.第4の光源部、15.第5の光源部、16.第6の光源部、21.第1の部材、22.第2の部材、23.第3の部材、2A.入射面、2B.出射面、2Ri.内反射面、2Ro.外反射面、31.ボールレンズ、32.円筒レンズ、33.集光レンズ、35.基台、36.載置台、37.載置台、41.レーザダイオード、42.ファイバレンズ、43.コリメータレンズ、44.フォーカシングレンズ、45.集光レンズ、46.NA制限アパーチャ、47.クラッドモード制限アパーチャ、48.パワーメータ、51.ミラー、52.1/2波長板、53.偏光ビームスプリッタ、54.ミラー、55.ミラー、60R.光源、60G.光源、60B.光源、61R.ミラー、61G.ミラー、61B.ミラー、62R.集光レンズ、62G.集光レンズ、62B.集光レンズ、63R.光変調素子、63G.光変調素子、63B.光変調素子、64.ミラー、65.ミラー、66.空間フィルター、67.投影レンズ、68.スキャナー、69.スクリーン、71.基台、72.冷却手段、73.半導体レーザ、74.ミラー
Claims (23)
- 光源から出射される2以上のレーザ光が、少なくとも1つの集光手段により集光され、上記レーザ光のうち1以上のレーザ光が、そのビームウエスト近傍において、少なくとも1つの結合素子によって空間的に光軸が変位され、上記2以上のレーザ光がその光軸を近接して出射される
ことを特徴とするレーザ装置。 - 上記レーザ光が、そのビームウエストにおいて扁平なビーム形状に整形され、上記結合素子により上記ビーム形状の短軸方向に空間的に近接されて成る
ことを特徴とする請求項1記載のレーザ装置。 - 上記光源が半導体レーザより成り、該半導体レーザから出射されるレーザ光の集光位置において、少なくとも上記半導体レーザを配置する基台の表面に沿う方向に、上記レーザ光の短軸方向が配置されて成る
ことを特徴とする請求項2記載のレーザ装置。 - 上記集光手段が、集光レンズ、円筒レンズ、ボールレンズ、屈折率分布型レンズ、曲面ミラー、シリンドリカルレンズのうち少なくとも1つ或いはその組み合わせより構成される
ことを特徴とする請求項1記載のレーザ装置。 - 上記集光手段が、集光レンズ、円筒レンズ、ボールレンズ、屈折率分布型レンズ、曲面ミラー、シリンドリカルレンズのうち少なくとも1つ或いはその組み合わせより構成される
ことを特徴とする請求項2記載のレーザ装置。 - 上記集光手段が、集光レンズ、円筒レンズ、ボールレンズ、屈折率分布型レンズ、曲面ミラー、シリンドリカルレンズのうち少なくとも1つ或いはその組み合わせより構成される
ことを特徴とする請求項3記載のレーザ装置。 - 上記結合素子が、略階段状の内反射面又は外反射面を有する部材より成る
ことを特徴とする請求項1記載のレーザ装置。 - 上記結合素子が、略階段状の内反射面又は外反射面を有する部材より成る
ことを特徴とする請求項2記載のレーザ装置。 - 上記結合素子が、略階段状の内反射面又は外反射面を有する部材より成る
ことを特徴とする請求項3記載のレーザ装置。 - 上記結合素子が、略階段状の内反射面又は外反射面を有する部材より成る
ことを特徴とする請求項4記載のレーザ装置。 - 上記結合素子が、略階段状の内反射面又は外反射面を有する部材より成る
ことを特徴とする請求項5記載のレーザ装置。 - 上記結合素子が、略階段状の内反射面又は外反射面を有する部材より成る
ことを特徴とする請求項6記載のレーザ装置。 - 上記結合素子が、エッジミラーより成る
ことを特徴とする請求項1記載のレーザ装置。 - 上記結合素子が、エッジミラーより成る
ことを特徴とする請求項2記載のレーザ装置。 - 上記結合素子が、エッジミラーより成る
ことを特徴とする請求項3記載のレーザ装置。 - 上記結合素子が、エッジミラーより成る
ことを特徴とする請求項4記載のレーザ装置。 - 上記結合素子が、エッジミラーより成る
ことを特徴とする請求項5記載のレーザ装置。 - 上記結合素子が、エッジミラーより成る
ことを特徴とする請求項6記載のレーザ装置。 - 上記空間的に光軸が近接されたレーザ光が、光ファイバに結合されて成る
ことを特徴とする請求項1記載のレーザ装置。 - 光源から出射される2以上のレーザ光を、少なくとも1つの集光手段により集光して、上記レーザ光のうち1以上のレーザ光を、そのビームウエスト近傍において、少なくとも1つの結合素子によって空間的に光軸を変位させ、上記2以上のレーザ光をその光軸を近接して出射する
ことを特徴とするレーザ光の合波方法。 - 光変調素子に変調された光がスクリーン上に結像されて投影される画像表示装置であって、
上記光変調素子に照射される光は、レーザ装置を有する光源装置から出射されて成り、
該レーザ装置において、光源から出射される2以上のレーザ光が、少なくとも1つの集光手段により集光され、上記レーザ光のうち1以上のレーザ光が、そのビームウエスト近傍において、少なくとも1つの結合素子によって空間的に光軸が変位され、上記2以上のレーザ光がその光軸を近接して出射される
ことを特徴とする画像表示装置。 - レーザ光を反射する内反射面又は外反射面が複数設けられて成り、
上記内反射面又は外反射面において、各レーザ光が略平行な方向に反射され、
上記内反射面又は外反射面に入射されるレーザ光の間隔に比して、上記内反射面又は外反射面により反射されるレーザ光の間隔が小とされて、複数のレーザ光がその光軸を近接させて合波される
ことを特徴とする結合素子。 - 少なくとも1つの内反射面又は外反射面を有する複数の部材を、上記内反射面又は外反射面から反射される光の出射方向を略平行にすると共に、上記内反射面又は外反射面を、上記出射方向にずらして配置して接合する
ことを特徴とする結合素子の製造方法。
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