JP2007225786A - 光学素子および光学素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】波長変換結晶(2)のレーザ光入射面(2i)以外の一面(12a)およびそれに対向する一面(12a)にダミー材基板(3)を貼り付けた後、レーザ結晶(1)のレーザ光出射面(1o)がある面に貼り付ける。
【効果】波長変換結晶(2)とダミー材(3)とを貼り合わせた物をレーザ結晶(1)に貼り合わせるが、波長変換結晶(2)とダミー材(3)とを合わせた貼り合わせ面積になるため、波長変換結晶(2)だけをレーザ結晶(1)に貼り合わせる作業に比べて、ずっと貼り合わせ作業が容易になる。よって、製造の作業効率を向上することが出来る。さらに、安定した品質で貼り合わせることが出来るため、貼り合わせた面内の場所によって特性が異なったり、光学素子間で特性がばらついたりする問題点がなくなり、安定した特性が得られる。
【選択図】図2
Description
他方、内部に周期的分極反転構造を有する強誘電体結晶の製造方法が知られている(特許文献2参照。)。
しかし、波長変換結晶のレーザ光入射面が狭い面積となる場合がある。例えば、結晶内に周期的分極反転構造を形成する必要がある波長変換結晶では、周期的分極反転構造の分極反転の周期と分極方向の結晶厚のアスペクト比の制約により、結晶厚を大きくできないため、レーザ光入射面が狭い面積となってしまう。このような場合は、レーザ結晶のレーザ光出射面と波長変換結晶のレーザ光入射面とを貼り合わせて一体化する作業が困難になり、作業効率が悪くなる問題点がある。また、安定した品質で貼り合わせることが困難になり、貼り合わせた面内の場所によって特性が異なったり、光学素子間で特性がばらついたりする問題点がある。
そこで、本発明の目的は、製造作業効率を向上できると共に安定した特性が得られる光学素子およびその製造方法を提供することにある。
上記第1の観点による光学素子(10)では、波長変換結晶(2)とダミー材(3)とを貼り合わせた後、レーザ結晶(1)に貼り付けるといった製造方法を採ることが出来る。ここで、周期的分極反転構造の分極反転の周期と分極方向の結晶厚のアスペクト比の制約がレーザ光入射面(2i)以外の一面(2a)にはないため、波長変換結晶(2)とダミー材(3)の貼り合わせ面積を大きくすることができ、この貼り合わせ作業は容易である。また、波長変換結晶(2)とダミー材(3)とを貼り合わせた物をレーザ結晶(1)に貼り合わせるが、波長変換結晶(2)とダミー材(3)とを合わせた貼り合わせ面積になるため、波長変換結晶(2)だけをレーザ結晶(1)に貼り合わせる作業に比べて、ずっと貼り合わせ作業が容易になる。よって、製造の作業効率を向上することが出来る。さらに、安定した品質で貼り合わせることが出来るため、貼り合わせた面内の場所によって特性が異なったり、光学素子間で特性がばらついたりする問題点がなくなり、安定した特性が得られる。
上記第2の観点による光学素子(10)では、内部に周期的分極反転構造を有する強誘電体結晶を波長変換結晶(2)とするので、周期的分極反転構造の分極反転の周期と分極方向の結晶厚のアスペクト比の制約を受ける。従って、本発明が特に有用になる。
上記第3の観点による光学素子(10)では、定比組成(ストイキオメトリ)または定比組成に近いタンタル酸リチウムを用いるので、周期的分極反転構造の形成が容易になる。
上記第4の観点による光学素子(10)では、モル分率Li2O/(Ta2O5+Li2O)が0.490以上0.500未満のタンタル酸リチウムを用いるので、周期的分極反転構造の形成が容易になる。
上記第5の観点による光学素子(10)では、周期的分極反転構造の形成が容易になる。
接着剤だけであれば、接着剤の厚さがほぼ決まってしまい、エタロン効果を生じることがある。
そこで、上記第6の観点による光学素子(10)では、スペーサ(5)を挟んで光路長を調整し、エタロン効果を抑制する。
上記第7の観点による光学素子(10)では、オプチカルコンタクト(7)を用いるため、エタロン効果を生じなくなる。
上記第8の観点による光学素子(10)では、接着剤を用いるため、オプチカルコンタクト(7)を用いる場合より、作業が容易になる。
上記第9の観点による光学素子の製造方法では、本発明による光学素子(10)を好適に製造できる。また、複数の光学素子(10)をまとめて製造できる。
上記第10の観点による光学素子の製造方法では、前記第6の観点による光学素子(10)を好適に製造できる。
この光学素子10は、半導体レーザからの励起レーザ光Liにより励起されて基本波レーザ光を出すレーザ結晶1と、基本波レーザ光の高調波である波長変換レーザ光Loを出す波長変換結晶2と、波長変換結晶2をサンドイッチ状に挟むダミー材3とを具備している。
板状体のレーザ結晶1のレーザ光出射面1o一部に、板状体の波長変換結晶2のレーザ光入射面2iが貼り付けられる。また、レーザ結晶1のレーザ光出射面1oの別の一部に、板状体のダミー材3の一面3dが貼り付けられ且つダミー材3の別の一面3eが波長変換結晶2のレーザ光入射面2i以外の一面2aに貼り付けられる。
ステップS1では、図4に示すごとき波長変換結晶大基板32を作成する。
波長変換結晶大基板32は、例えば特許文献2に記載の製造方法により製造できる。すなわち、所定サイズの強誘電体結晶大基板32aの対向面に周期電極32bとベタ電極32cを形成し、電極間に電圧を印加し、強誘電体結晶大基板32aの内部に周期的分極反転構造を形成する。電極の対向方向が分極方向Dpになり、周期電極32bの形状の周期パターン方向が分極反転方向Drになる。電極は、そのまま残しておいてもよいし、除去してもよい。ダミー材との接着にオプチカルコンタクトを利用する場合には除去する方が望ましい。
そして、ステップS5へ進む。
ステップS4では、波長変換結晶基板12の作用長Lと長さGに合わせたサイズにダミー材大基板を切断し、図6に示すごときダミー材基板13−1および13−2を複数得る。例えば、ダミー材基板13−1の厚さWは1mm、ダミー材基板13−2の厚さwは0.5mmである。
そして、ステップS5へ進む。
貼り合わせの方法は、接着剤を用いてもよいし、オプチカルコンタクトを用いてもよい。
そして、ステップS10へ進む。
ステップS8では、第1複合基板21の長さGと幅Zに合わせたサイズにレーザ結晶大基板を切断し、図8に示すごときレーザ結晶基板11を得る。例えば、レーザ結晶基板11の厚さhは1mmである。
レーザ結晶大基板は、例えばYAG結晶大基板である。
そして、ステップS10へ進む。
貼り合わせの方法は、接着剤を用いてもよいし、オプチカルコンタクトを用いてもよい。
スぺーサ5は、基本波レーザ光を通し且つレーザ結晶1と同程度の熱膨張率を持つ材料とするのが好ましい。
(2)ダミー材大基板として、波長変換結晶2と同じ材料(周期的分極反転構造は必要ない)や、石英ガラス、BK−7なども使用できる。
(3)ダミー基板3を波長変換結晶2の片面だけに貼り合わせてもよい。
1o レーザ光出射面
2 波長変換結晶
2i レーザ光入射面
3 ダミー材
5 スぺーサ
10 光学素子
21 第1複合基板
22 第2複合基板
Claims (10)
- 板状体であってその一面がレーザ光出射面(1o)であるレーザ結晶(1)と、板状体であってその一面がレーザ光入射面(2i)であり且つ該レーザ光入射面(2i)が前記レーザ光出射面(1o)の一部に貼り付けられた波長変換結晶(2)と、板状体であってその一面(3d)が前記レーザ光出射面(1o)の一部に貼り付けられ且つ別の一面(3e)が前記波長変換結晶(2)の前記レーザ光入射面(2i)以外の一面(2a)に貼り付けられたダミー材(3)とを具備したことを特徴とする光学素子(10)。
- 請求項1に記載の光学素子(10)において、前記波長変換結晶(2)が、内部に周期的分極反転構造を有する強誘電体結晶であることを特徴とする光学素子(10)。
- 請求項2に記載の光学素子(10)において、前記強誘電体結晶が、定比組成(ストイキオメトリ)または定比組成に近いタンタル酸リチウムであることを特徴とする光学素子(10)。
- 請求項3に記載の光学素子(10)において、前記タンタル酸リチウムのモル分率Li2O/(Ta2O5+Li2O)が0.490以上0.500未満であることを特徴とする光学素子(10)。
- 請求項4に記載の光学素子(10)において、前記タンタル酸リチウムが、Mg,Zn,Sc,Inの少なくとも一種類をドープされたものであることを特徴とする光学素子(10)。
- 請求項1から請求項5のいずれかに記載の光学素子(10)において、前記レーザ結晶(1)に前記波長変換結晶(2)および前記ダミー材(3)を接着剤と同じ屈折率のスペーサ(5)を挟んで前記接着剤により貼り付けたことを特徴とする光学素子(10)。
- 請求項1から請求項5のいずれかに記載の光学素子(10)において、前記レーザ結晶(1)に前記波長変換結晶(2)および前記ダミー材(3)をオプチカルコンタクトにより貼り付けたことを特徴とする光学素子(10)。
- 請求項1から請求項7のいずれかに記載の光学素子(10)において、前記波長変換結晶(2)と前記ダミー材(3)とを接着剤(7)により貼り付けたことを特徴とする光学素子(10)。
- 板状体であってその一面がレーザ光入射面(12i)である波長変換結晶基板(12)の前記レーザ光入射面(12i)以外の一面(12a)または該一面(12a)およびそれに対向する一面(12a)に板状体のダミー材基板(13)を貼り付けて第1複合基板(21)とし、該第1複合基板(21)の前記レーザ光入射面(12i)がある面と板状体であってその一面がレーザ光出射面(11o)であるレーザ結晶基板(11)の前記レーザ光出射面(11o)がある面とを貼り付けて第2複合基板(22)とし、該第2複合基板(22)を切断して複数の光学素子(10)を得ることを特徴とする光学素子の製造方法。
- 請求項9に記載の光学素子の製造方法において、前記波長変換結晶基板(12)と前記ダミー材基板(13)とを接着剤により貼り付けて第1複合基板(21)とすると共に、前記レーザ結晶基板(11)に前記第1複合基板(3)を接着剤と同じ屈折率のスペーサ(5)を挟んで前記接着剤により貼り付けたことを特徴とする光学素子の製造方法。
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