[發明專利]光波導路型光合波器、光波導路型合波光源光學裝置以及圖像投射裝置

在審

• 申請號: 202080004290.0
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN112514184A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 勝山俊夫;山田祥治
• 申請（專利權）人: 國立大學法人福井大學
• 主分類號: H01S5/40
• 分類號: H01S5/40;G02B6/12;G02B6/125;G02B6/32;G02B6/42;G02B26/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 于靖帥;楊俊波

涉及光波導路型光合波器、光波導路型合波光源光學裝置以及圖像投射裝置，在不設置附加的光衰減要素的情況下將來自光源的光束強度衰減至期望的值。射出在光合波器部分進行分配和合波后的光的多個光出射側光波導路中的除了在驅動了多個光源的情況下能夠在全部的波長分別獲得最大的輸出光功率的光出射側光波導路以外的光出射側光波導路之一作為光出射用光波導路。

技術領域

本發明涉及光波導路型光合波器、光波導路型合波光源光學裝置以及圖像投射裝置，例如，涉及用于在不設置附加的光衰減要素的情況下將來自光源的光束強度衰減至期望的值的結構等。

背景技術

以往，作為對多個激光束等光束進行合波并作為一個光束而放射的裝置，公知有各種類型的光束合波光源裝置。其中，組合半導體激光器和光波導路型合波器而得到的光束合波光源裝置具有能夠使裝置小型化、低電力化的優點，應用于激光束掃描型彩色圖像投射裝置(例如，參照專利文獻1至專利文獻3)。

作為現有的組合半導體激光器和光波導路型光合波器而得到的光束合波光源，例如，具有專利文獻3所示那樣的對三原色的激光束進行合波的光束合波光源。

圖28是本發明人的現有的光波導路型光合波器的概念的結構圖(參照專利文獻2)。具有由芯部層和包覆層構成的光入射用光波導路23～25、光合波部30以及光出射側光波導路28，光入射用光波導路23在光合波部30的光耦合器31、32中與光入射用光波導路24進行光耦合。光入射用光波導路25在光合波部30的光耦合器33中與光入射用光波導路24進行光耦合。

藍色半導體激光器芯片41、綠色半導體激光器芯片42、紅色半導體激光器芯片43設置于與各色對應的光入射用光波導路23～25的入射端。這里，光束在光入射用光波導路23～25的芯部層中傳播，在光波導路型光合波器30中進行合波，之后從作為光入射用光波導路24的延長部的光出射側光波導路28的出射端作為合波光而射出。

圖29是本發明人提出的二維光掃描裝置的概略立體圖(參照專利文獻6)，只要在形成有可動反射鏡部84的基板85上設置光波導路型光合波器30，并使藍色半導體激光器芯片41、綠色半導體激光器芯片42以及紅色半導體激光器芯片43與該光波導路型光合波器30耦合即可。由于可動反射鏡部84被小型化，因此即使在與產生光束的光源一體化的情況下，一體化后的整體尺寸也能夠變小。尤其是，在光束從半導體激光器芯片或光波導路型光合波器射出的光源的情況下，該半導體激光器芯片或光波導路型光合波器只要形成在Si基板或金屬板基板之上即可，因此通過在該基板上形成光源和二維光掃描反射鏡裝置，具有一體化后的整體尺寸也能夠變小的效果。

圖30是本發明人提出的圖像投射裝置的概略的立體圖(參照專利文獻6)，組合了上述的二維掃描裝置、對電磁線圈86施加二維光掃描信號而使從光源射出的出射光進行二維掃描的二維掃描控制部以及將進行掃描的出射光投射到被投射面的圖像形成部。這里，作為眼鏡型視網膜掃描顯示器而進行說明。

在該圖像形成裝置中，控制單元90具有控制部91、操作部92、外部接口(I/F)93、R激光器驅動器94、G激光器驅動器95、B激光器驅動器96以及二維掃描驅動器97。控制部91例如由包含CPU、ROM、RAM的微型計算機等構成。控制部91根據從PC等外部設備經由外部I/F93提供的圖像數據，產生作為用于對圖像進行合成的要素的R信號、G信號、B信號、水平信號以及垂直信號?？刂撇?1將R信號發送給R激光器驅動器94，將G信號發送給G激光器驅動器95，將B信號發送給B激光器驅動器96。此外，控制部91將水平信號和垂直信號發送給二維掃描驅動器97，對施加于電磁線圈86的電流進行控制而對可動反射鏡部84的動作進行控制。

R激光器驅動器94對紅色半導體激光器芯片43進行驅動，使得產生與來自控制部91的R信號相應的光量的紅色激光。G激光器驅動器95對綠色半導體激光器芯片42進行驅動，使得產生與來自控制部91的G信號相應的光量的綠色激光。B激光器驅動器96對藍色半導體激光器芯片41進行驅動，使得產生與來自控制部91的B信號相應的光量的藍色激光。通過調整各色激光的強度比，能夠合成具有期望顏色的激光。