JP2008224972A - 光学素子および光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の製造作業効率を向上すると共に安定した特性を得る。
【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（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】レーザ結晶（１）に対する貼り合わせ面積が、波長変換結晶（２）とダミー材（３）とを合わせた面積になるため、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り、製造の作業効率を向上することが出来る。安定した品質で貼り合わせることが出来るため、ばらつきがなくなり、安定した特性が得られる。
【選択図】図１２

Description

本発明は、光学素子および光学素子の製造方法に関し、さらに詳しくは、全体を小型化でき、製造作業効率を向上でき、安定した特性が得られる光学素子およびその製造方法に関する。

冷却フィンを有するヒートシンクで波長変換素子の周囲を囲んだレーザ波長変換装置が知られている（特許文献１参照。）。
また、レーザ結晶と波長変換結晶とを一体化した構造の光学素子およびその製造方法が知られている（特許文献２参照。）。
さらに、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３参照。）。
特開２００１−３０５５９２号公報 特開２００５−５７０４３号公報 特開２００５−２０８１９７号公報

冷却フィンを有するヒートシンクで波長変換素子の周囲を囲む構造では、全体が大型になってしまう問題点がある。

他方、レーザ結晶と波長変換結晶とを一体化した構造の光学素子では、製造に際して、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必要になる。ここで、レーザ結晶のレーザ光出射面および波長変換結晶のレーザ光入射面の両方とも広い面積とすることが出来れば、貼り合わせる作業に困難はない。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、全体を小型化でき、製造作業効率を向上でき、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。

第１の観点では、本発明は、板状体であってその一面がレーザ光入射面（２ｉ）である波長変換結晶（２）と、板状体であってその一面（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、前記波長変換結晶（２）のレーザ光入射面（２ｉ）と前記ダミー材（３）の一面（３ｄ）とが同一平面上にあることを特徴とする光学素子（９）を提供する。
上記第１の観点による光学素子（９）では、ダミー材（３）を波長変換結晶（２）に貼り付ける構造であるため、ダミー材（３）の放熱機能を利用することが出来ると共に全体を小型化できる。また、波長変換結晶（２）のレーザ光入射面（２ｉ）とダミー材（３）の一面（３ｄ）とが同一平面上にあるため、この面にレーザ結晶（１）のレーザ光出射面（１ｏ）を好適に貼り付けることが出来る。

第２の観点では、本発明は、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）を提供する。
上記第２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。

第３の観点では、本発明は、前記第２の観点による光学素子（１０）において、前記レーザ結晶（１）にスペーサ（５）を挟んで該スペーサ（５）と同じ屈折率の接着剤により前記波長変換結晶（２）および前記ダミー材（３）を貼り付けたことを特徴とする光学素子（１０）を提供する。
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３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。

第４の観点では、本発明は、前記第２または第３の観点による光学素子（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（７）により貼り付けたことを特徴とする光学素子（１０）を提供する。
上記第４の観点による光学素子（１０）では、オプチカルコンタクトを用いるため、エタロン効果を生じなくなる。

第５の観点では、本発明は、前記第１から第４のいずれかの観点による光学素子（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（９，１０）を提供する。
上記第５の観点による光学素子（９，１０）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。

第６の観点では、本発明は、前記第５の観点による光学素子（９，１０）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（９，１０）を提供する。
上記第６の観点による光学素子（９，１０）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。

第７の観点では、本発明は、前記第６の観点による光学素子（９，１０）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（９，１０）を提供する。
上記第７の観点による光学素子（９，１０）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。

第８の観点では、本発明は、前記第６または第７の観点による光学素子（９，１０）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（９，１０）を提供する。
上記第８の観点による光学素子（９，１０）では、周期的分極反転構造の形成が容易になる。

第９の観点では、本発明は、前記第１から第８のいずれかの観点による光学素子（９，１０）において、前記ダミー材（３）の熱伝導率が、ガラスの熱伝導率よりも大きいことを特徴とする光学素子（９，１０）を提供する。
上記第９の観点による光学素子（９，１０）では、ダミー材（３）がヒートシンクとして好適に機能する。

第１０の観点では、本発明は、前記第１から前記第９のいずれかの観点による光学素子（９，１０）において、前記波長変換結晶（２）と前記ダミー材（３）とを接着剤により貼り付けたことを特徴とする光学素子（９，１０）を提供する。
上記第１０の観点による光学素子（９，１０）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。

第１１の観点では、本発明は、光軸方向辺と幅方向辺と厚さ方向辺とを有する板状体である波長変換結晶大基板（３２）の前記光軸方向辺および前記幅方向辺で区画された少なくとも１面に板状体のダミー材大基板（１３）を貼り付けて第１複合大基板（２１’）とし、該第１複合大基板（２１’）の前記光軸方向辺について作用長（Ｌ）で切断して複数の第１複合基板（２１）を作成し、該第１複合基板（２１）をさらに切断して複数の光学素子（９）を得ることを特徴とする光学素子の製造方法を提供する。
上記第１１の観点による光学素子の製造方法では、大面積の波長変換結晶大基板（３２）とダミー材大基板（１３）とを貼り合わせるため、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。また、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。さらに、第１複合大基板（２１’）の光軸方向辺について作用長（Ｌ）で切断するので、光軸に対するアライメントがばらつかず、安定した特性が得られる。また、複数の光学素子（９）をまとめて製造できる。

第１２の観点では、本発明は、作用長（Ｌ）の長さの光軸方向辺と幅方向辺と厚さ方向辺とを有する板状体である波長変換結晶基板の前記光軸方向辺および前記幅方向辺で区画された少なくとも１面に板状体のダミー材基板を貼り付けて第１複合基板（２１）とし、該第１複合基板（２１）を切断して複数の光学素子（９）を得ることを特徴とする光学素子の製造方法を提供する。
上記第１２の観点による光学素子の製造方法では、大面積の波長変換結晶基板とダミー材基板とを貼り合わせるため、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。また、複数の光学素子（９）をまとめて製造できる。

第１３の観点では、本発明は、光軸方向辺と幅方向辺と厚さ方向辺とを有する板状体である波長変換結晶大基板（３２）の前記光軸方向辺および前記幅方向辺で区画された少なくとも１面に板状体のダミー材大基板（１３）を貼り付けて第１複合大基板（２１’）とし、該第１複合大基板（２１’）の前記光軸方向辺について作用長（Ｌ）で切断して複数の第１複合基板（２１）を作成し、該第１複合基板（２１）の前記幅方向辺と厚さ方向辺とで区画されたレーザ光入射面（１２ｉ）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を提供する。
上記第１３の観点による光学素子の製造方法では、大面積の波長変換結晶大基板（３２）とダミー材大基板（１３）とを貼り合わせるため、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。また、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。さらに、第１複合大基板（２１’）の光軸方向辺について作用長（Ｌ）で切断するので、光軸に対するアライメントがばらつかず、安定した特性が得られる。また、複数の光学素子（１０）をまとめて製造できる。

第１４の観点では、本発明は、作用長（Ｌ）の長さの光軸方向辺と幅方向辺と厚さ方向辺とを有する板状体である波長変換結晶基板の前記光軸方向辺および前記幅方向辺で区画された少なくとも１面に板状体のダミー材基板を貼り付けて第１複合基板（２１）とし、該第１複合基板（２１）の前記幅方向辺と厚さ方向辺とで区画されたレーザ光入射面（１２ｉ）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を提供する。
上記第１４の観点による光学素子の製造方法では、大面積の波長変換結晶基板とダミー材基板とを貼り合わせるため、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。また、複数の光学素子（１０）をまとめて製造できる。

第１５の観点では、本発明は、前記第１３または前記第１４の観点による光学素子の製造方法において、前記第１複合基板（２１）にスペーサ基板を挟んで該スペーサ基板と同じ屈折率の接着剤により前記レーザ結晶基板（１１）を貼り付けることを特徴とする光学素子の製造方法を提供する。
上記第１５の観点による光学素子の製造方法では、前記第３の観点による光学素子（１０）を好適に製造できる。

本発明の光学素子（９，１０）およびその製造方法によれば、全体を小型化でき、製造作業効率を向上でき、安定した特性が得られる。

以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１に係る光学素子９を示す斜視図である。
この光学素子９は、基本波レーザ光Ｌｍの高調波である波長変換レーザ光Ｌｏ（ＳＨＧ光）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ように波長変換結晶２に貼り付けられたダミー材３とを具備しており、波長変換結晶２のレーザ光入射面２ｉとダミー材３の一面３ｄとは同一平面上にある。

図２は、光学素子９の分解斜視図である。
板状体の波長変換結晶２のレーザ光入射面２ｉでない面２ａに、板状体のダミー材３の面３ｅが貼り付けられる。

図３は、光学素子９の製造手順を示すフロー図である。
ステップＳ１では、図４に示すように、分極反転方向Ｄｒの光軸方向辺の長さＬ’、分極反転方向Ｄｒおよび分極方向Ｄｐに交差する幅方向の幅Ｇ、分極方向Ｄｐの厚さ方向の厚さｄの板状体である波長変換結晶大基板３２を作成する。長さＬ’は例えば６ｍｍ、幅Ｇは例えば６ｍｍ、厚さｄは例えば０.４ｍｍである。そして、ステップＳ３へ進む。
波長変換結晶大基板３２は、例えば特許文献３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。

強誘電体結晶大基板３２ａは、例えば、ＭｇＯをドープした、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基板（ＭｇＯドープ定比組成タンタル酸リチウムｊ基板）であり、そのモル分率Ｌｉ2Ｏ／（Ｔａ2Ｏ5＋Ｌｉ2Ｏ）は０.４９以上０.５未満である。

ステップＳ２では、図５の（ａ）に示すように、長さＬ’、幅Ｇ、厚さＷの板状体であるダミー材大基板１３−１を作成する。また、図５の（ｂ）に示すように、長さＬ’、幅Ｇ、厚さｗの板状体であるダミー材大基板１３−２を作成する。厚さＷは例えば１ｍｍ、厚さｗは例えば０.５ｍｍである。そして、ステップＳ３へ進む。

ダミー材は、ヒートシンクとして好適に機能するように、ガラスの熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する材料製とすることが好ましい。また、熱膨張した時の悪影響を抑制するため、熱膨張係数がレーザ結晶１や波長変換結晶２と同程度の材料とするのが好ましい。例えばＬＴ基板、ＣＬＴ基板、Ｃｕ基板である。

ステップＳ３では、図６に示すように波長変換結晶大基板３２とダミー材大基板１３−１とを交互に貼り合わせ、両端にはダミー材大基板１３−２を貼り合わせ、第１複合大基板２１’を作成する。貼り合わせた方向の第１複合大基板２１’の幅Ｚは例えば７ｍｍである。
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。

ステップＳ４では、図７に示すように分極反転方向Ｄｒ（＝光軸方向）について所定の作用長Ｌごとに波長変換結晶大基板３２をダイシング装置で切断し、図８に示すごとき第１複合基板２１を複数得る。Ｃ’は切断線である。作用長Ｌは例えば２ｍｍである。

ステップＳ５では、分極反転方向Ｄｒに対向する第１複合基板２１の２面に光学研磨を施し、必要なＡＲ膜あるいはＨＲ膜を成膜する。例えば、２面の一方に基本波に対するＡＲ膜を成膜し、他方にＨＲ膜を成膜する。

ステップＳ６では、図９に示すように切断線Ｃで第１複合基板２１を切断し、複数の光学素子９を得る。

図１０は、ダミー材３にＬＴ基板、Ｃｕ基板を用いた場合および比較例としてガラス基板を用いた場合における光学素子９のＳＨＧ光出力ピーク温度シフト量をそれぞれ示すグラフである。
図１０から判るように、ヒートシンクとして好適に機能させるためには、ガラスの熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する材料を用いるのが好ましい。

実施例１によれば次の効果が得られる。
（１）光学素子９を小型化できる（例えば１.４ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍ）。
（２）波長変換結晶大基板３２とダミー材大基板１３−１，１３−２の貼り合わせ面積が大きい（例えば６ｍｍ×７ｍｍ）ので、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。また、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。
（３）第１複合大基板２１’の光軸方向辺について作用長Ｌで切断するので、光軸に対するアライメントがばらつかず、安定した特性が得られる。
（４）ダミー材３として、ガラスより熱伝導のよい材料を用いれば、ヒートシンクとして好適に機能する。
（５）複数の光学素子９をまとめて製造できる。

波長変換結晶大基板３２の長さＬ’＝作用長Ｌとし、ダミー材大基板１３−１，１３−２の長さＬ’＝作用長Ｌとした後で、これらを貼り合わせてもよい。

図１１は、実施例３に係る光学素子１０を示す斜視図である。
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。

図１２は、光学素子１０の分解斜視図である。
板状体のレーザ結晶１のレーザ光出射面１ｏの一部に、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。

図１３は、光学素子１０の製造手順を示すフロー図である。
ステップＳ１〜Ｓ５は、実施例１と同様である。
ステップＳ５の後、ステップＳ１１へ進む。

一方、ステップＳ８では、所定の厚さｈを持つレーザ結晶大基板を作成する。
ステップＳ９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１４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。

ステップＳ１０では、レーザ光が入射または出射するレーザ結晶基板１１の２面に光学研磨を施し、必要なＡＲ膜あるいはＨＲ膜を成膜する。例えば、２面の一方に基本波に対するＡＲ膜を成膜し、他方にＨＲ膜を成膜する。
そして、ステップＳ１１へ進む。

ステップＳ１１では、図１４に示すように第１複合基板２１のＡＲ膜を成膜した面１２ｉとレーザ結晶基板１１のＡＲ膜を成膜した面すなわちレーザ光出射面１１ｏとを貼り合わせて図１５に示すような第２複合基板２２を作成する。
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。

※第２複合基板２２を作成する手法の追加
レーザ結晶基板１１と第１複合基板２１に研磨を施し、貼り合せ面に必要なAR膜を成膜した後、レーザ結晶基板１１と第１複合基板２１を貼り合せて（仮）第２複合基板２２を作成する。その後、（仮）第２複合基板２２のレーザ入射面とレーザ出射面の２面に光学研磨を施し、HR膜を成膜して第２複合基板２２を作成する。（貼り合せ後に第２複合基板のHR面を作成することで、さらに平行平面精度が良い光学素子を得られる）

ステップＳ１２では、図１５に示すように切断線Ｃで第２複合基板２２を切断し、複数の光学素子１０を得る。

実施例３によれば、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ので、レーザ結晶１への貼り合わせ面積が波長変換結晶２とダミー材３とを合わせた面積になる。このため、貼り合わせ作業が容易になり、製造の作業効率を向上することが出来る。また、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。また、ダミー材３として、レーザ結晶１や波長変換結晶２よりも熱伝導のよい材料を用いれば、ダミー材３がない場合より温度制御がしやすくなる。さらに、複数の光学素子１０をまとめて製造できる。

図１６および図１７に示すように、レーザ結晶１のレーザ出射面１ｏと、波長変換結晶２のレーザ光入射面２ｉおよびダミー材３の面３ｄとの間に、スペーサ５を挟み、スぺーサ５と同じ屈折率の接着剤により貼り合わせてもよい。
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。

実施例４に係る光学素子１０によれば、スぺーサ５の厚さを適切にすることで、接着剤によるエタロン効果を緩和することが出来る。

（１）波長変換結晶大基板３２として、内部に周期的分極構造を有したＬＴ基板やＬＮ基板、ＭｇＯをドープしたＬＴ基板やＬＮ基板、ＫＴＰ基板も使用できる。
（２）ダミー材大基板１３−１，１３−２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。

本発明の光学素子およびその製造方法は、例えばＳＨＧ波長変換技術を用いた半導体励起固体レーザ等に利用できる。

実施例１に係る光学素子を示す斜視図である。 実施例１に係る光学素子を示す分解斜視図である。 実施例１に係る光学素子の製造手順を示すフロー図である。 波長変換結晶大基板を示す斜視図である。 ダミー材大基板を示す斜視図である。 第１複合大基板を示す斜視図である。 第１複合大基板の切断を示す斜視図である。 第１複合基板を示す斜視図である。 第１複合基板の切断を示す斜視図である。 ダミー基板の材料によるピーク温度シフト量を示すグラフである。 実施例３に係る光学素子を示す斜視図である。 実施例３に係る光学素子を示す分解斜視図である。 実施例３に係る光学素子の製造手順を示すフロー図である。 第１複合基板とレーザ結晶基板の貼り合わせ工程を示す斜視図である。 第２複合基板を示す斜視図である。 実施例４に係る光学素子を示す斜視図である。 実施例４に係る光学素子を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ レーザ結晶 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 ９，１０ 光学素子
１３−１，１３−２ ダミー材大基板
２１ 第１複合基板
２１’ 第１複合大基板
２２ 第２複合基板
３２ 波長変換結晶大基板
Ｃ，Ｃ’ 切断線

Claims (15)

1. 板状体であってその一面がレーザ光入射面（２ｉ）である波長変換結晶（２）と、板状体であってその一面（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、前記波長変換結晶（２）のレーザ光入射面（２ｉ）と前記ダミー材（３）の一面（３ｄ）とが同一平面上にあることを特徴とする光学素子（９）。
   
2. 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）。
3. 請求項２に記載の光学素子（１０）において、前記レーザ結晶（１）にスペーサ（５）を挟んで該スペーサ（５）と同じ屈折率の接着剤により前記波長変換結晶（２）および前記ダミー材（３）を貼り付けたことを特徴とする光学素子（１０）。
4. 請求項２または請求項３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）。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学素子（９，１０）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（９，１０）。
6. 請求項５に記載の光学素子（９，１０）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（９，１０）。
7. 請求項６に記載の光学素子（９，１０）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（９，１０）。
8. 請求項６または請求項７に記載の光学素子（９，１０）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（９，１０）。
   
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の光学素子（９，１０）において、前記ダミー材（３）の熱伝導率が、ガラスの熱伝導率よりも大きいことを特徴とする光学素子（９，１０）。
   
10. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の光学素子（９，１０）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（９，１０）。
    
11. 光軸方向辺と幅方向辺と厚さ方向辺とを有する板状体である波長変換結晶大基板（３２）の前記光軸方向辺および前記幅方向辺で区画された少なくとも１面に板状体のダミー材大基板（１３）を貼り付けて第１複合大基板（２１’）とし、該第１複合大基板（２１’）の前記光軸方向辺について作用長（Ｌ）で切断して複数の第１複合基板（２１）を作成し、該第１複合基板（２１）をさらに切断して複数の光学素子（９）を得ることを特徴とする光学素子の製造方法。
12. 作用長（Ｌ）の長さの光軸方向辺と幅方向辺と厚さ方向辺とを有する板状体である波長変換結晶基板の前記光軸方向辺および前記幅方向辺で区画された少なくとも１面に板状体のダミー材基板を貼り付けて第１複合基板（２１）とし、該第１複合基板（２１）を切断して複数の光学素子（９）を得ることを特徴とする光学素子の製造方法。
13. 光軸方向辺と幅方向辺と厚さ方向辺とを有する板状体である波長変換結晶大基板（３２）の前記光軸方向辺および前記幅方向辺で区画された少なくとも１面に板状体のダミー材大基板（１３）を貼り付けて第１複合大基板（２１’）とし、該第１複合大基板（２１’）の前記光軸方向辺について作用長（Ｌ）で切断して複数の第１複合基板（２１）を作成し、該第１複合基板（２１）の前記幅方向辺と厚さ方向辺とで区画されたレーザ光入射面（１２ｉ）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。
14. 作用長（Ｌ）の長さの光軸方向辺と幅方向辺と厚さ方向辺とを有する板状体である波長変換結晶基板の前記光軸方向辺および前記幅方向辺で区画された少なくとも１面に板状体のダミー材基板を貼り付けて第１複合基板（２１）とし、該第１複合基板（２１）の前記幅方向辺と厚さ方向辺とで区画されたレーザ光入射面（１２ｉ）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。
15. 請求項１３または請求項１４に記載の光学素子の製造方法において、前記第１複合基板（２１）にスペーサ基板を挟んで該スペーサ基板と同じ屈折率の接着剤により前記レーザ結晶基板（１１）を貼り付けることを特徴とする光学素子の製造方法。

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