WO2023080205A1

WO2023080205A1 - 光学素子、レーザ装置および光学素子の製造方法

Info

Publication number: WO2023080205A1
Application number: PCT/JP2022/041208
Authority: WO
Inventors: 拓範平等; アルヴィダスカウシャス; 光宏吉田
Original assignee: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構
Priority date: 2021-11-04
Filing date: 2022-11-04
Publication date: 2023-05-11

Abstract

一実施形態に係る光学素子は、レーザ媒質と、レーザ媒質上に設けられる第１中間層と、第１中間層に形成されるとともに、第４族元素または第６族元素を含む第１金属層と、第１金属層上に設けられており、金属を含むヒートシンクと、を備え、第１中間層は、レーザ媒質上に形成されるとともに、レーザ媒質によって生成または増幅されるレーザ光を全反射する誘電体多層膜を含み、第１中間層は、レーザ媒質側から入射される光の誘電体多層膜による反射によって生じるエバネッセント波の浸み出し長さより厚い。

Description

光学素子、レーザ装置および光学素子の製造方法

　本発明は、光学素子、レーザ装置および光学素子の製造方法に関する。

　レーザ媒質を含む光学素子およびそれを含むレーザ装置の技術として、特許文献１、特許文献２、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４および非特許文献５に記載の技術がある。

　たとえば、非特許文献２には、レーザ媒質にヒートシンクが一体化されているとともに、レーザ媒質とヒートシンクの間に全反射膜が設けられている光学素子が開示されている。

特許第６２４５５８７号特許第４２６５２８７号

Masaki Tsunekane and Takunori Taira, "300 W continuous-wave operation of a diode edge-pumped, hybrid composite Yb:YAG microchip laser," OPTICS LETTERS, July 1, 2006, Vol. 31, No. 13, pp.2003-2005. LIHE ZHENG, ARVYDAS KAUSAS, TAKUNORI TAIRA, "Drastic thermal effects reduction through distributed face cooling in a high power giantpulse tiny laser," OPTICAL MATERIALS EXPRESS, September 1, 2017, Vol. 7, No. 9, pp.3214-3221. 日暮栄治および須賀唯知、「高出力半導体素子における高放熱構造を実現するウェハ常温接合技術」、エレクトロニクス実装学会誌、２０１５年、Vol. 18 No. 7 、第４６３頁―第４６８頁。 Siva Sankar Nagisetty, Patricie Severova, Taisuke Miura,　Martin Smrz, Hitoe Kon, Miyuki Uomoto, Takehito Shimatsu, Masato Kawasaki, Takeshi Higashiguchi, Akira Endo and Tomas Mocek, "Lasing and thermal characteristics of Yb:YAG/YAG composite with atomic diffusion bonding," Laser Phys. Letters, 2017, Vol. 14, pp. 1-6. Masaki Tsunekane and Takunori Taira、"High-power operation of diode edge-pumped, composite all-ceramic　Yb:Y3Al5O12 microchip laser," APPLIED PHYSICS LETTERS, 2007, Vol. 90, pp. 121101-1 to 121101-3.

　非特許文献２のように、レーザ媒質とヒートシンクが一体化されている場合、レーザ媒質で生じる熱がヒートシンクを介して放熱される。金属は誘電体に比べて熱伝導率が高いことから、ヒートシンクとして使用される。非特許文献２では、レーザ媒質とヒートシンクの間に全反射膜が設けられている。そのため、レーザ媒質を用いて生成または増幅されたレーザ光は、全反射膜で全反射され、レーザ媒質からみてヒートシンクと反対側から出力される。上記全反射膜は、たとえば、光共振器の一部として機能し得る。非特許文献２のように、全反射膜とヒートシンクとが接しており、ヒートシンクが金属から形成されている場合、全反射膜と金属とが接する。このような構成では、レーザ光の出力が極端に高い場合、全反射膜に接する金属が損傷し、結果として、レーザ媒質、全反射膜および金属製ヒートシンクを含む光学素子を安定して使用できなくなる事があった。

　そこで、本発明は、高出力のレーザ光に対して安定して使用可能な光学素子、それを含むレーザ装置および光学素子の製造方法を提供することを目的とする。

　本願発明者らは、レーザ媒質、全反射膜および金属部材がこの順に積層されている構成において、レーザ媒質側から全反射膜に高出力のレーザ光が入射した場合に生じるエバネッセント波の影響で金属部材が損傷することを見いだし、本発明に至った。具体的には、本発明者らは、全反射膜によるレーザ光の全反射で生じるエバネッセント波が金属部材に浸み出し、金属部材がエバネッセント波を吸収する過程が生じ、金属部材が損傷することを見いだし、本発明に至った。

　本発明に係る光学素子は、レーザ媒質と、上記レーザ媒質上に設けられる第１中間層と、上記第１中間層に形成されるとともに、第４族元素または第６族元素を含む第１金属層と、上記第１金属層上に設けられており、金属を含むヒートシンクと、を備え、上記第１中間層は、上記レーザ媒質上に形成されるとともに、上記レーザ媒質によって生成または増幅されるレーザ光を全反射する誘電体多層膜を含み、上記第１中間層は、上記レーザ媒質側から入射される光の上記誘電体多層膜による反射によって生じるエバネッセント波の浸み出し長さより厚い。

　上記構成では、レーザ媒質とヒートシンクとの間に、レーザ媒質側から第１中間層および第１金属層が配置されている。上記第１中間層は、レーザ媒質上に形成されるとともに、上記レーザ媒質によって生成または増幅されるレーザ光を全反射する誘電体多層膜を含む。上記構成では、第１中間層が有する誘電体多層膜が全反射膜として機能する。上記第１中間層は、上記レーザ媒質側から入射される光の誘電体多層膜による反射によって生じるエバネッセント波の浸み出し長さより厚い。よって、誘電体多層膜で高出力のレーザ光が全反射しても、それによって生じるエバネッセント波が第１金属層およびヒートシンクで吸収されない。そのため、光学素子を、高出力のレーザ光に対しても安定して使用できる。

　一実施形態に係る光学素子は、上記第１金属層と上記ヒートシンクとの間に配置されるとともに第１０族元素を含む第２金属層を更に有してもよい。この場合、第１０族元素を含む第２金属層の線膨張係数は、第１金属層の線膨張係数とヒートシンクの線膨張係数の間の値である。そのため、レーザ媒質が発熱しても、第２金属層を有しない場合に比べて光学素子が損傷しにくい。

　上記第２金属層の材料の例は、ニッケルまたは白金である。

　一実施形態に係る光学素子は、上記第１金属層と上記第２金属層との間に配置される第２中間層を更に有してもよい。上記中間層の材料の例は、金または金合金である。

　上記第１金属層の材料の例は、クロムまたはチタンである。

　上記ヒートシンクの材料の例は、銅、銅タングステン、銅モリブデン、鉄、アルミニウムまたはアルミ-炭化ケイ素複合体であり得る。

　上記第１中間層は、上記誘電体多層膜と、上記誘電体多層膜と上記第１金属層の間に配置される非金属製伝熱層と、を有してもよい。

　上記非金属製伝熱層の材料の例は、ダイアモンド、シリコンカーバイドまたは窒化物であり得る。

　本発明の他の側面に係るレーザ装置は、上記光学素子を備える。このレーザ装置は、上記光学素子を備えることから、高出力のレーザ光を安定して出力することが可能である。

　本発明の他の側面に係る光学素子の製造方法は、レーザ媒質を含む第１部品、および、金属を含むヒートシンクを含む第２部品を準備する準備工程と、上記第１部品と上記第２部品を接合する接合工程と、を備え、上記準備工程は、上記レーザ媒質上に第１中間層を形成する工程と、上記第１中間層上に、第４族元素または第６族元素を含む第１金属層を形成する工程と、を有し、上記接合工程では、上記第１金属層を介して上記第１部品と上記第２部品とを接合し、上記第１中間層は、上記レーザ媒質上に形成されるとともに、上記レーザ媒質によって生成または増幅されるレーザ光を全反射する誘電体多層膜を含み、上記第１中間層を形成する工程では、上記第１中間層の厚さが、上記レーザ媒質側から入射される光の上記誘電体多層膜による反射によって生じるエバネッセント波の浸み出し長さより厚いように、上記第１中間層を形成する。

　この製造方法では、レーザ媒質とヒートシンクとの間に、レーザ媒質側から第１中間層および第１金属層が配置されている光学素子を製造可能である。第１金属層は、第４族元素または第６族元素を含む。上記構成の光学素子では、第１中間層が有する誘電体多層膜が全反射膜として機能する。上記第１中間層は、上記レーザ媒質側から入射される光の誘電体多層膜による反射によって生じるエバネッセント波の浸み出し長さより厚い。よって、誘電体多層膜で高出力のレーザ光が全反射しても、それによって生じるエバネッセント波が第１金属層およびヒートシンクで吸収されない。そのため、光学素子を、高出力のレーザ光に対しても安定して使用できる。したがって、上記製造方法では、高出力のレーザ光に対しても安定して使用可能な光学素子を製造できる。

　上記準備工程は、上記ヒートシンク上に、第１０族元素を含む第２金属層を形成する工程を有し、上記接合工程では、上記第１金属層および上記第２金属層を介して上記第１部品と上記第２部品とを接合してもよい。この場合、第１金属層とヒートシンクの間に第２金属層を有する光学素子を製造できる。第１０族元素を含む第２金属層の線膨張係数は、第１金属層の線膨張係数とヒートシンクの線膨張係数の間の値である。そのため、レーザ媒質が発熱しても、第２金属層を有しない場合に比べて光学素子が損傷しにくい。すなわち、第１０族元素を含む第２金属層を形成する工程を有する光学素子の製造方法では、高出力のレーザ光に対しても一層安定して使用可能な光学素子を製造できる。

　上記準備工程は、上記第１金属層および上記第２金属層の少なくとも一方上に、上記第１金属層および上記第２金属層の間に配置される第２中間層となるべき層を形成する工程を有してもよい。

　上記接合工程では、上記第１部品のうち上記第２部品との接合側の面および上記第２部品のうち上記第１部品との接合側の面を表面活性処理した後、上記表面活性処理された上記第１部品および上記第２部品を接合してもよい。この場合、第１部品と第２部品とを直接的に且つ強固に接合できる。

　一実施形態に係る光学素子の製造方法は、上記第１部品のうち上記第２部品との接合側の面および上記第２部品のうち上記第１部品との接合側の面を表面活性処理する工程を更に有し、上記準備工程は、上記第１金属層上に、第１０族元素を含む第２金属層を形成する工程を更に有し、上記第２部品は、上記ヒートシンクであり、上記接合工程では、上記第２金属層を介して上記第１部品と上記第２部品とを接合してもよい。

　この場合、第１金属層とヒートシンクの間に第２金属層を有する光学素子を製造できる。第１０族元素を含む第２金属層の線膨張係数は、第１金属層の線膨張係数とヒートシンクの線膨張係数の間の値である。そのため、レーザ媒質が発熱しても、第２金属層を有しない場合に比べて光学素子が損傷しにくい。すなわち、第１０族元素を含む第２金属層を形成する工程を有する光学素子の製造方法では、高出力のレーザ光に対しても一層安定して使用可能な光学素子を製造できる。上記第１部品のうち上記第２部品との接合側の面および上記第２部品のうち上記第１部品との接合側の面に表面活性処理を施し、第１部品および第２部品を接合するため、第１部品および第２部品を強固に直接的に且つ接合可能である。

　上記第１中間層を形成する工程は、上記レーザ媒質上に上記誘電体多層膜を形成する工程と、上記誘電体多層膜上に非金属製伝熱層を形成する工程と、を有してもよい。

　本発明によれば、高出力のレーザ光に対して安定して使用可能な光学素子、それを含むレーザ装置および光学素子の製造方法を提供できる。

図１は、第１実施形態に係る光学素子の概略構成を示す図面である。図２は、図１に示した光学素子の製造方法の一例を説明するための図面である。図３は、図１に示した光学素子の製造方法の他の例を説明するための図面である。図４は、第２実施形態に係る光学素子の概略構成を示す模式図である。図５は、図４に示した光学素子の製造方法の一例を説明するための図面である。図６は、図４に示した光学素子の製造方法の他の例を説明するための図面である。図７は、第３実施形態に係る光学素子の概略構成を示す模式図である。図８は、図７に示した光学素子の製造方法の一例を説明するための図面である。図９は、光学素子を用いたレーザ装置の一例の模式図である。図１０は、レーザ発振器であるレーザ装置の他の例を示す模式図である。図１１は、レーザ発振器であるレーザ装置の他の例を示す模式図である。図１２は、レーザ発振器であるレーザ装置の他の例を示す模式図である。図１３は、光学素子を用いたレーザ装置の他の例を示す模式図である。図１４は、レーザ増幅器としてのレーザ装置の他の例を示す模式図である。図１５は、光学素子を用いたレーザ装置の他の例の模式図である。図１６は、レーザ再生増幅器としてのレーザ装置の他の例を示す模式図である。図１７は、レーザ再生増幅器であるレーザ装置の他の例を示す模式図である。図１８は、レーザ再生増幅器であるレーザ装置の他の例を示す模式図である。図１９は、光学素子の他の例の概略構成を示す模式図である。図２０は、光学素子の他の例の概略構成を示す模式図である。図２１は、光学素子の他の例の概略構成を示す模式図である。

　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

（第１実施形態）
　図１は、一実施形態に係る光学素子１０の概略構成を示す図面である。図１に示した光学素子１０は、レーザ媒質１１、誘電体多層膜（第１中間層）１２、第１金属層１３およびヒートシンク１４を備える。光学素子１０は、誘電体多層膜１２による全反射機能を有するヒートシンク付きレーザ媒質である。光学素子１０は、レーザ発振器、レーザ増幅器などに適用される。光学素子１０は、中間層（第２中間層）１５を有してもよい。光学素子１０は、第２金属層１６を有してもよい。以下では、断らない限り、中間層１５および第２金属層１６を有する形態を説明する。

　レーザ媒質１１は、励起状態において増幅が損失を上回る反転分布を形成し、誘導放出を利用して光を増幅させる物質である。レーザ媒質１１は、レーザ光Ｌの発振または増幅のための光学部品である。レーザ媒質１１は、利得媒質とも称される。

　レーザ媒質１１の材料の例は、発光中心となる希土類イオンを添加した酸化物から形成される光利得材料、発光中心となる遷移金属イオンを添加した酸化物から形成される光利得材料、カラーセンターとなる酸化物から形成される光利得材料、半導体から形成される光利得材料等を含む。

　上記希土類イオンの例は、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂを含む。遷移金属イオンの例は、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕを含む。希土類イオン、遷移金属イオン等が添加される母体材料の例は、ＹＡＧ，ＹＳＡＧ，ＹＧＡＧ，ＹＳＧＧ，ＧＧＧ，ＧＳＧＧ，ＬｕＡＧなどのガーネット系材料、ＹＬＦ，ＬｉＳＡＦ，ＬｉＣＡＦ，ＭｇＦ_２，ＣａＦ_２などのフッ化系材料、ＹＶＯ_４，ＧｄＶＯ_４，ＬｕＶＯ_４などのバナデート系、ＦＡＰ，ｓＦＡＰ，ＶＡＰ，ｓＶＡＰなどのアパタイト系材料、Ａｌ_２Ｏ_３、ＢｅＡｌ_２Ｏ_３などのアルミナ系材料、Ｙ_２Ｏ_３，Ｓｃ_２Ｏ_３，Ｌｕ_２Ｏ_３などの二三酸化物系材料、ＫＧＷ，ＫＹＷなどのタングステート系材料を含む。レーザ媒質１１の状態は、単結晶、アモルファス（ガラスを含む）、又はセラミックスであればよい。母体材料は、非晶質の各種ガラスでもよい。半導体の例は、ＧａＡｓ，ＧａＡｌＡｓ，ＧａＡｌＰ，ＧａＰ，ＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＮ，ＧａＡｌＮなどが挙げられる。

　レーザ媒質１１の第１面１１ａには、誘電体多層膜１２が形成されている。誘電体多層膜１２は、レーザ媒質１１の誘導放出によって生成または増幅されるレーザ光Ｌを全反射する。一実施形態において、誘電体多層膜１２は、レーザ光Ｌに対してＨＲコート層として機能する。誘電体多層膜１２は、上記レーザ光Ｌの波長以外の波長の光を反射してもよい。誘電体多層膜１２は、複数の高屈率層と複数の低屈折率層（高屈折率層より小さい屈折率を有する層）とが交互に積層されることによって構成されている。誘電体多層膜１２では、高屈折率層および低屈折率層それぞれの屈折率および厚さを調整することによって、所望の反射特性が実現され得る。誘電体多層膜１２は、レーザ光Ｌが全反射する場合において生じるエバネッセント波ＥＷが第１金属層１３に達しない厚さを有する。換言すれば、誘電体多層膜１２の厚さｔは、上記エバネッセント波ＥＷの浸み出し長さｄより長い。誘電体多層膜１２は、たとえば、１０ｎｍ以上９０００ｎｍ以下（１００Å以上９００００Å以下）である複数の層で構成される多層膜である。よって、誘電体多層膜１２の厚さｔの例は、数μｍ程度である。誘電体多層膜１２で反射する光の波長によっては厚さｔが１０μｍ以上の場合もある。しかしながら、誘電体多層膜１２は、薄い方が好ましい。誘電体多層膜１２のうち最も第１金属層１３側の層の材料は、主として熱伝導率の高いＡｌ_２Ｏ_３が適しているがＳｉＯ_２でも良い。

　第１金属層１３は、誘電体多層膜１２の第１面１２ａ上に形成されている。第１面１２ａは、誘電体多層膜１２におけるレーザ媒質１１と反対の面である。第１金属層１３は、線膨張係数が異なるレーザ媒質１１およびヒートシンク１４を接合する場合における緩衝層として機能する。第１金属層１３は、レーザ媒質１１の線膨張係数に近い金属材料を含む。第１金属層１３は。第４族元素または第６族元素を含む。第４族元素の例は、チタン（Ｔｉ）であり、第６族元素の例は、クロム（Ｃｒ）である。第１金属層１３の厚さの例は、１ｎｍ以上９００ｎｍ以下（１０Å以上９０００Å以下）である。昇温処理が必要な際に危惧されるマイグレートを防ぐため、第１金属層１３に対して誘電体多層膜１２と反対側にＮｉ層またはＰｔ層を設けてもよい。上記Ｎｉ層またはＰｔ層の厚さの例は、１０ｎｍ以上９００ｎｍ以下（１００以上９０００Å以下）である。

　ヒートシンク１４は、レーザ媒質１１を冷却するための伝熱体であり、金属を含む。ヒートシンク１４は、たとえば、金属製ヒートシンクである。ヒートシンク１４の材料は、熱伝導率の高い材料である。ヒートシンク１４の材料の例は、銅、銅合金、アルミニウム、鉄、アルミ-炭化ケイ素複合体等である。銅合金の例は、銅タングステン、銅モリブデンなどである。

　中間層１５は、第１金属層１３の第１面１３ａ上に形成されている。第１面１３ａは、第１金属層１３における誘電体多層膜１２と反対の面である。中間層１５も緩衝層として機能する。中間層１５の材料は、金または金合金である。中間層１５の厚さの例は５ｎｍ以上１０μｍ以下である。

　第２金属層１６は、中間層１５の第１面１５ａ上に形成されている。第１面１５ａは、中間層１５において第１金属層１３と反対の面である。図１に示した配置では、第２金属層１６は、ヒートシンク１４の第１面１４ａ上に形成されている。第２金属層１６も緩衝層として機能する。第２金属層１６は、第１金属層１３の線膨張係数およびヒートシンク１４の線膨張係数に近い（或いはそれらの間の）線膨張係数を有する材料から形成される。第２金属層１６は、第１０族元素を含む。第２金属層１６の材料の例は、ニッケル（Ｎｉ）または白金（Ｐｔ）である。第２金属層１６の厚さはたとえば１０ｎｍ以上９００ｎｍ以下（１００Å以上９０００Å以下）である。昇温処理が必要な場合、第２金属層１６の厚さはたとえば０．１μｍ以上１０μｍ以下程度である。

　光学素子１０が有するレーザ媒質１１の第２面１１ｂには、レーザ光Ｌの反射を抑制するための誘電体多層膜１７が形成されていてもよい。誘電体多層膜１７は、レーザ光Ｌに対する反射防止膜（ＡＲコート）として機能する。

　図２を利用して、光学素子１０の製造方法の一例を説明する。図２は、図１に示した光学素子１０の製造方法の一例を説明するための図面である。図１に示したように、レーザ媒質１１とヒートシンク１４との間に、誘電体多層膜１２、第１金属層１３、中間層１５および第２金属層１６を有する光学素子１０を製造する場合を説明する。

　光学素子１０を製造する場合、レーザ媒質１１を備える第１部品２０およびヒートシンク１４を備える第２部品３０を準備する（準備工程）。

　準備工程は、第１部品２０を準備する工程と、第２部品３０を準備する工程を有する。第１部品２０および第２部品３０それぞれを準備する工程の順番は限定されない。

　第１部品２０を準備する工程では、レーザ媒質１１上に誘電体多層膜１２を形成する工程、誘電体多層膜１２上に第１金属層１３を形成する工程、第１金属層１３上に中間層１５１を形成する工程を順に実施する。誘電体多層膜１２、第１金属層１３および中間層１５１は、成膜技術、薄膜技術などによって形成され得る。

　誘電体多層膜１２および第１金属層１３が満たす条件等は前述したとおりであることから説明を省略する。中間層１５１は、後述する第２部品３０が有する中間層１５２と接合されることによって、図１に示した中間層１５を構成する層である。よって、中間層１５１の材料は、中間層１５と同様である。中間層１５１の厚さは、中間層１５１の厚さと中間層１５２の厚さとの和が中間層１５の厚さに対応する厚さである。

　光学素子１０が誘電体多層膜１７を有する場合、第１部品２０を準備する工程は、誘電体多層膜１７を形成する工程を有する。

　第２部品３０を準備する工程では、ヒートシンク１４上に第２金属層１６を形成する工程および第２金属層１６上に中間層１５２を形成する工程を順に実施する。第２金属層１６および中間層１５２は、成膜技術、薄膜技術等によって形成され得る。

　第２金属層１６が満たす条件等は前述したとおりであることから説明を省略する。中間層１５２は、前述した第１部品２０が有する中間層１５１と接合されることによって、図１に示した中間層１５を構成する層である。よって、中間層１５２の材料は、中間層１５と同様である。中間層１５２の厚さは、中間層１５２の厚さと中間層１５１の厚さとの和が中間層１５の厚さに対応する厚さである。

　上記第１部品２０および第２部品３０を準備した後、それらを接合する（接合工程）。接合方法の一例を具体的に説明する。本実施形態では、表面活性接合を利用して第１部品２０および第２部品３０を接合する。表面活性接合は、平坦で構成原子の露出した接合面同士を接合する手法であり、他の接合手法と比較して接合温度を大幅に下げることができる。

　具体的には、第１部品２０および第２部品３０を、チャンバー４０内に配置し、チャンバー４０内を略真空環境とする。略真空環境下において、第１部品２０の接合面２０ａおよび第２部品３０の接合面３０ａに、ビーム源４１から表面活性ビーム４２を照射する。

　接合面２０ａは、第１部品２０において第２部品３０と接合される面である。図２に示した形態では、接合面２０ａは、中間層１５１の第１面１５１ａである。接合面３０ａは、第２部品３０において第１部品２０と接合される面である。図２に示した形態では、接合面３０ａは、中間層１５２の第１面１５２ａである。

　表面活性ビーム４２の例は、アルゴン（Ａｒ）等のイオンビーム又はＦＡＢ（高速原子ビーム）である。これにより、表面活性ビーム４２が照射された表面（本実施形態では、接合面２０ａおよび接合面３０ａ）が活性化される。具体的には、上記表面に吸着していた酸素等が除去され、ダングリングボンドを含む新生面が形成される。当該略真空環境は、例えばバックグラウンド圧力が１×１０^－６Ｐａ以上、大気圧未満の真空又は減圧雰囲気である。

　イオンビーム又はＦＡＢとしては、アルゴンの他に、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ヘリウム（Ｈｅ）等の希ガス又は不活性ガスを用いたビームを採用することができる。希ガスは、化学反応を起こしにくいので、被照射面の化学的性質を大きく変化させることはない。ビーム源４１の例は、粒子ビーム源又はプラズマ発生装置である。粒子ビーム源又はプラズマ発生装置を用いてイオンビームの粒子を接合面２０ａおよび接合面３０ａに向けて加速することで、イオンビーム又はＦＡＢに所定の運動エネルギーを与えることができる。

　表面活性処理を接合面２０ａおよび接合面３０ａに施した後、接合面２０ａおよび接合面３０ａを対向させる。室温下において、第１部品２０及び第２部品３０の結合手が露出している新生面（表面活性処理された接合面２０ａおよび接合面３０ａ）同士を、略真空環境中で接触させる。これにより、原子間の相互作用による結合力が発生する。これによって、第１部品２０および第２部品３０が強固に結合し、光学素子１０が得られる。当該略真空環境は、例えばバックグラウンド圧力が１．５×１０^－６Ｐａ以下の真空又は減圧雰囲気である。接触させた第１部品２０及び第２部品３０に所定の圧力（１．５～２．０ＭＰａ）を加えてもよい。

　上記表面活性処理によって、接合面２０ａおよび接合面３０ａを非晶質化してもよい。この場合、非晶質層を介して第１部品２０および第２部品３０が接合される。非晶質（アモルファス）とは、結晶のような長距離秩序はないが、短距離秩序はある物質である。非晶質状態とは、結晶構造が崩れている状態である。非晶質層は、結晶性が一定レベルよりも低い層である。

　非晶質層は、ヒートシンク１４及びレーザ媒質１１を構成する物質以外の不純物として、イオンビーム又はＦＡＢを構成する元素（以下、「ビーム元素」と称す）、及び、イオンビーム又はＦＡＢのビーム筐体を構成する筐体材料を含む。ビーム元素は、例えば、例えばＡｒ（アルゴン）又はＮｅ（ネオン）である。筐体材料は、例えば、Ｆｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）又はＣｒ（クロム）である。非晶質層に含まれるビーム元素の量は、レーザ光Ｌの発振または増幅に影響が出ないほど微量である。

　非晶質層を介して第１部品２０および第２部品３０を接合した後、光学素子１０を加熱炉において加熱処理し、光学素子１０を所定温度まで昇温してもよい。これにより、光学素子１０がアニール処理され、光学素子１０の上記非晶質層がエピタキシャル成長して結晶化する。

　上記所定温度（結晶化温度又はエピ成長温度とも称する）は、ヒートシンク１４及びレーザ媒質１１の融点よりも低い温度である。上記所定温度は、１００℃以上で且つ非晶質層を構成する物質の融点より低い温度である。一実施形態において、上記所定温度は、ヒートシンク１４及びレーザ媒質１１の融点である約２０００℃の半分程度の約８６５℃である。上記所定温度は、たとえば、１９００℃以下である。上記所定温度は、誘電体多層膜１２に影響が出ない程度の低い温度であり、たとえば、２００℃又は３００℃等である。光学素子１０の加熱時間は、例えば数時間～数１０時間である。例えば長時間の昇温処理の場合には、上記所定温度が１００℃以下でもよい。

　ここでは、接合工程において、上記表面活性処理を施す場合を説明した。しかしながら、表面活性処理を省略してもよい。Ａｕは最も安定な材料であり、保存条件を調整することによって表面活性のままでの長期保存が可能である。よって、中間層１５がＡｕであり、表面活性のままで長期保存ができている場合には、表面活性処理を省略してもよい。

　光学素子１０では、誘電体多層膜１２が全反射膜として機能する。上記誘電体多層膜１２の厚さｔは、上記レーザ媒質１１側から入射されるレーザ光Ｌの反射によって生じるエバネッセント波ＥＷの浸み出し長さｄより厚い。このような構成では、誘電体多層膜１２で高出力のレーザ光Ｌが全反射しても、それによって生じるエバネッセント波ＥＷが第１金属層１３、ヒートシンク１４等によって吸収されない。そのため、光学素子１０を、高出力のレーザ光Ｌに対しても安定して使用できる。高出力のレーザ光Ｌとしては、平均出力が１ｋＷ以上（たとえば、メガワット以上）であるレーザ光である。

　第１金属層１３は、第４族元素（たとええば、Ｔｉ）または第６族元素（たとえば、Ｃｒ）を含む。このような第１金属層１３の線膨張係数は、誘電体（レーザ媒質１１、誘電体多層膜１２等）の線膨張係数と、ヒートシンク１４の線膨張係数との間である。よって、第１金属層１３を備えない場合より、光学素子１０内部において、レーザ媒質１１側からヒートシンク１４に向けて段階的に線膨張係数が変化する。すなわち、第１金属層１３を備えない場合より、レーザ媒質１１側からヒートシンク１４に向けての線膨張係数の変化率が小さい。よって、たとえば、高出力のレーザ光Ｌの影響でレーザ媒質１１に熱が生じても、光学素子１０が破損しにくい。

　第２金属層１６は、第１０元素（たとえば、Ｎｉ，Ｐｔ等）を含む。このような第２金属層１６の線膨張係数は、第１金属層１３の線膨張係数と、ヒートシンク１４の線膨張係数との間である。よって、第２金属層１６を備える形態では、第２金属層１６を備えない場合より、光学素子１０内部において、レーザ媒質１１側からヒートシンク１４に向けて段階的に線膨張係数が変化する。すなわち、第２金属層１６を備えない場合より、レーザ媒質１１側からヒートシンク１４に向けての線膨張係数の変化率が小さい。よって、第２金属層１６を備える形態では、たとえば、高出力のレーザ光Ｌの影響でレーザ媒質１１に熱が生じても、光学素子１０が一層破損しにくい。

　図２を利用して説明した光学素子の製造方法の一例では、光学素子１０を製造できる。すなわち、図２を利用して説明した光学素子の製造方法の一例では、高出力のレーザ光Ｌに対して安定して使用可能な光学素子１０を製造できる。

　光学素子１０を、図２に示したように、表面活性接合を用いて製造する場合、レーザ媒質１１を含む第１部品２０と、ヒートシンク１４を含む第２部品３０とを直接的に（具体的には、原子間の相互作用による結合力を用いて）接合できるので、それらを強固に接合できる。この場合、接着層などを介さないため、レーザ媒質１１で生じる熱の影響で、光学素子１０が破損しにくい。

　中間層１５を備える形態であって、中間層１５がＡｕまたはＡｕ合金から形成されている形態では、図２を用いて説明した製造方法の一例のように、中間層１５となるべき中間層１５１および中間層１５２を接合側に有する第１部品２０および第２部品３０を用いて光学素子１０を製造できる。Ａｕ等は酸化しにくいため、接合面２０ａおよび接合面３０ａを清浄に保ちやすい。その結果、より強固に第１部品２０および第２部品３０を接合できる。中間層１５がＡｕから形成されている場合、前述したように、表面活性処理を省略できる場合がある。その結果、簡易に光学素子１０を製造し易い。

　（変形例１）
　図２を用いて説明した光学素子１０の製造方法は、中間層１５を、中間層１５１と中間層１５２とに分けて第１部品２０および第２部品３０に配置した。しかしながら、図３に示したように、中間層１５２を有しない第２部品３０Ａと、中間層１５１の代わりに中間層１５を有する第１部品２０Ａとを用いて光学素子１０を製造してもよい。

　第１部品２０Ａは、中間層１５１の代わりに中間層１５を有する点以外は、第１部品２０と同じである。第１部品２０Ａでは、中間層１５の第１面１５ａが接合面２０ａである。第１部品２０Ａの準備方法も中間層１５１の代わりに中間層１５を形成する点以外は、第１部品２０の準備方法と同じである。

　第２部品３０Ａは、中間層１５２を有しない点以外は、第２部品３０と同じである。第２部品３０は、ヒートシンク１４と第２金属層１６の積層体であり、第２金属層１６の第１面１６ａが、接合面３０ａである。第１面１６ａは、第２金属層１６においてヒートシンク１４と反対の面である。第２部品３０Ａの準備方法も中間層１５２を形成しない点以外は、第２部品３０の準備方法と同じである。

　第１部品２０Ａおよび第２部品３０Ａを用いた場合の光学素子１０の製造方法は、第１部品２０および第２部品３０の代わりに第１部品２０Ａと第２部品３０Ａとを使用する点以外は、図２を用いて説明した場合と同様である。よって、変形例１の製造方法は、図２を利用して説明した製造方法と同様の作用効果を有する。

　第２部品３０Ａの接合面３０ａは、第２金属層１６の第１面１６ａである。第２金属層１６の第１面１６ａは酸化皮膜が形成されやすいことから、変形例１では、第１部品２０Ａと第２部品３０Ａとを接合する前に、図２を用いて説明した場合と同様に、表面活性ビーム４２によって、接合面３０ａの表面活性処理を実施する。表面活性処理の条件は、図２を用いて説明した場合と同様である。第２部品３０Ａに対して、表面活性処理を実施するため、通常、第１部品２０Ａに対しても表面活性処理を実施する。しかしながら、第１部品２０Ａは中間層１５を有する。よって、第１部品２０の場合と同様に、中間層１５がＡｕから形成されており、物質が安定であり且つ保存状態がよい場合には表面活性処理を省略してもよい。

　（第２実施形態）
　図４は、第２実施形態に係る光学素子１０Ａの概略構成を示す模式図である。光学素子１０は、中間層１５を有しない点で、光学素子１０と相違する。光学素子１０Ａでは、第１金属層１３と第２金属層１６とが接している。上記相違点以外の光学素子１０Ａの構成は光学素子１０と同様である。よって、光学素子１０Ａは、光学素子１０と同様の作用効果を有する。図４では、図示を省略しているが、光学素子１０Ａも反射防止膜として機能する誘電体多層膜１７を有してもよい。

　光学素子１０Ａの製造方法の一例を説明する。光学素子１０Ａの製造方法は、図５に示した第１部品２０Ｂおよび第２部品３０Ａを準備し、それら接合することで光学素子１０Ａを製造する点以外は、光学素子１０の製造方法と同様である。よって、光学素子１０Ａの製造方法は、光学素子１０の製造方法と同様の作用効果を有する。

　第１部品２０Ｂは、中間層１５１を有しない点で、第１部品２０と相違する。この相違点以外の第１部品２０Ｂの構成は、第１部品２０と同様である。第１部品２０Ｂの接合面２０ａは、第１金属層１３の第１面１３ａである。第１部品２０Ｂの準備方法は、中間層１５１を形成しない点以外は、第１部品２０の場合と同様である。

　第２部品３０Ａは、上記変形例１で説明した第２部品３０Ａと同じであるため、説明を省略する。第２部品３０Ａの接合面３０ａは、第２金属層１６の第１面１６ａである。

　第１部品２０Ｂの接合面２０ａは、第１金属層１３の第１面１３ａであり、第２部品３０Ａの接合面３０ａは、第２金属層１６の第１面１６ａである。上記第１面１３ａおよび第１面１６ａは、酸化皮膜が形成されやすい。よって、第１部品２０Ｂおよび第２部品３０Ａを表面活性接合する場合には、図２を用いて説明した場合と同様に、表面活性ビーム４２を用いて、接合面２０ａおよび接合面３０ａに対して表面活性処理を実施する。表面活性処理の条件は、図２を用いて説明した場合と同様である。

　（変形例２）
　図５を用いて説明した光学素子１０Ａの製造方法は、第２部品３０Ａが第２金属層１６を有していた。しかしながら、図６に示したように、第２金属層１６を有する第１部品２０Ｃと、第２金属層１６を有しない第２部品３０Ｂとを用いて光学素子１０Ａを製造してもよい。

　第１部品２０Ｃは、第１金属層１３上に第２金属層１６が形成されている点以外は、第１部品２０Ｂと同様である。第１部品２０Ｃの接合面２０ａは、第２金属層１６の第２面１６ｂである。第２面１６ｂは、第２金属層１６において、第１面１６ａと反対の面である。第１部品２０Ｃの準備方法は、第１金属層１３上に第２金属層１６を更に形成する点以外は、第１部品２０Ｂの準備方法と同じである。

　第２部品３０Ｂは、第２金属層１６を有しない点以外は第２部品３０Ａと同様である。よって、変形例２では、第２部品３０Ｂは、ヒートシンク１４であり、第２部品３０Ｂの接合面３０ａは、ヒートシンク１４の第１面１４ａである。

　第１部品２０Ｃおよび第２部品３０Ｂを用いた場合の光学素子１０Ａの製造方法は、第１部品２０Ｂおよび第２部品３０Ａの代わりに第１部品２０Ｃと第２部品３０Ｂとを使用する点以外は、図５を用いて説明した場合と同様である。接合面２０ａである第２金属層１６の第２面１６ｂおよび接合面３０ａであるヒートシンク１４の第１面１４ａは酸化皮膜が形成され易い。よって、変形例２でも、第１部品２０Ｃおよび第２部品３０Ｂを表面活性接合する場合には、図２を用いて説明した場合と同様に、表面活性ビーム４２を用いて、接合面２０ａおよび接合面３０ａに対して表面活性処理を実施する。表面活性処理の条件は、図２を用いて説明した場合と同様である。

　第１部品２０Ｂおよび第２部品３０Ａの代わりに第１部品２０Ｃおよび第２部品３０Ｂを用いる点以外は、変形例２の製造方法は、図５を用いて説明した光学素子１０Ａの製造方法と同様である。よって、変形例２の製造方法は、図５を用いて説明した光学素子１０Ａの製造方法と同様の作用効果を有する。

　（第３実施形態）
　図７は、第３実施形態に係る光学素子１０Ｂの概略構成を示す模式図である。光学素子１０Ｂは、中間層１５および第２金属層１６を有しない点で、光学素子１０と相違する。光学素子１０Ｂでは、第１金属層１３上にヒートシンク１４が配置されている。上記相違点以外の光学素子１０Ｂの構成は、光学素子１０と同様である。よって、光学素子１０Ｂは、光学素子１０と同様の作用効果を有する。

　光学素子１０Ｂの製造方法の一例を説明する。光学素子１０Ｂの製造方法は、図８に示した第１部品２０Ｂおよび第２部品３０Ｂを準備し、それら接合することで光学素子１０Ｂを製造する点以外は、光学素子１０の製造方法と同様である。よって、光学素子１０Ｂの製造方法は、光学素子１０の製造方法と同様の作用効果を有する。

　第１部品２０Ｂは、図５に示した第１部品２０Ｂと同じであるため、説明を省略する。第２部品３０Ｂは、図６に示した第２部品３０Ｂと同じであるため、説明を省略する。

　第１部品２０Ｂの接合面２０ａは、図５を用いて説明したように、第１金属層１３の第１面１３ａである。第２部品３０Ｂの接合面３０ａは、図６を用いて説明したように、ヒートシンク１４の第１面１４ａである。第１面１３ａおよび第１面１４ａは、酸化皮膜が形成されやすい。光学素子１０Ｂの製造において、第１部品２０Ｂおよび第２部品３０Ｂを表面活性接合する場合には、図２を用いて説明した場合と同様に、表面活性ビーム４２を用いて、接合面２０ａおよび接合面３０ａに対して表面活性処理を実施する。表面活性処理の条件は、図２を用いて説明した場合と同様である。

　次に、光学素子を利用したレーザ装置の種々の形態を説明する。以下では、光学素子１０を用いた形態を説明するが、光学素子１０の代わりに、光学素子１０Ａおよび光学素子１０Ｂが採用され得る。光学素子１０（光学素子１０Ａまたは光学素子１０Ｂ）を利用したレーザ装置は、計測、分析、ディスプレイ、加工、医療（診断、治療を含む）に適用可能であり、例示した分野における装置に組み込まれてもよい。

　（第４実施形態）
　図９は、光学素子を用いたレーザ装置の一例の模式図である。図９に示したレーザ装置１００は、レーザ発振器である。図９に示したように、レーザ装置１００は、光学素子１０と、出力鏡１１１とを有する。

　レーザ装置１００では、光学素子１０が有する誘電体多層膜１２がレーザ光Ｌに対して全反射鏡として機能する。レーザ装置１００では、誘電体多層膜１２と出力鏡１１１とによって光共振器１０１が構成されている。光学素子１０は、光共振器１０１内にレーザ媒質１１が位置するように配置されている。出力鏡１１１は、上記光共振器１０１における出力鏡１１１として機能する反射および透過特性を有すればよい。出力鏡１１１は、部分反射鏡であり得る。

　レーザ装置１００においてレーザ光Ｌを出力する場合、レーザ媒質１１に励起光１０２を照射する。これによりレーザ媒質１１内で誘導放出光が生じ、誘導放出光が光共振器１０１内を伝播する。その結果、レーザ発振が生じ、レーザ光Ｌが出力鏡１１１から出力される。

　レーザ装置１００は、励起光１０２を出力する光源部１０３を有してもよい。レーザ装置１００は、光共振器１０１内において、光学素子１０と出力鏡１１１の間に、Ｑスイッチ素子１０４を有してもよい。Ｑスイッチ素子１０４は、公知のＱスイッチ素子でよい。レーザ装置１００は、Ｑスイッチ素子１０４の代わりにモードロック素子を有してもよいし、波長変換素子を有してもよい。モードロック素子および波長変換素子も公知のモードロック素子および波長変換素子でよい。レーザ装置１００が、光学素子１０に対してレーザ装置１００の出力側に配置されている波長変換素子を備える場合、出力鏡１１１は、波長分離機能を有しても良い。

　レーザ装置１００は、光学素子１０を備える。光学素子１０は、第１実施形態において説明したように、高出力のレーザ光Ｌに対して損傷しにくいことから、結果として、レーザ装置１００を安定して使用可能である。よって、レーザ装置１００も高出力のレーザ光Ｌを安定して出力することが可能である。

　レーザ装置１００は、高出力のレーザ光Ｌに対して安定して使用可能な光学素子１０を備えることから、Ｑスイッチ素子１０４を用いて高出力の短パルスレーザ光を安定して出力し易い。よって、光学素子１０は、Ｑスイッチ素子１０４を有するレーザ装置に対してより有効に適用され得る。

　（変形例３）
　図１０は、レーザ発振器であるレーザ装置の他の例を示す模式図である。レーザ装置１００Ａは、第１全反射鏡１１２Ａを更に備え、光学素子１０の誘電体多層膜１２、出力鏡１１１および第１全反射鏡１１２Ａによって光共振器１０１Ａを構成している点で、主に、レーザ装置１００と相違する。レーザ装置１００Ａも光学素子１０を備えるため、レーザ装置１００と同様の作用効果を有する。

　レーザ装置１００Ａは、レーザ装置１００の場合と同様に、Ｑスイッチ素子１０４を備えてもよい。レーザ装置１００Ａは、Ｑスイッチ素子１０４の代わりにモードロック素子または波長変換素子を備えても良い。レーザ装置１００Ａが波長変換素子を備える場合において、出力鏡１１１が波長分離機能を有してもよいことは、レーザ装置１００の場合と同様である。

　レーザ装置１００Ａでは、誘電体多層膜１２、出力鏡１１１および第１全反射鏡１１２Ａによって光共振器１０１を構成していることから、第１全反射鏡１１２Ａから出力鏡１１１までのレーザ光Ｌの光路は、誘電体多層膜１２の位置で屈曲する。

　レーザ装置１００Ａも励起光１０２を出力する光源部１０３を備えてもよい。

（変形例４）
　図１１は、レーザ発振器であるレーザ装置の他の例を示す模式図である。レーザ装置１００Ｂは、第１全反射鏡１１２Ａと出力鏡１１１との間に複数の光学素子１０を備える点で主にレーザ装置１００Ａと相違する。レーザ装置１００Ｂは、多段媒質型のレーザ発振器である。

　レーザ装置１００Ｂも光学素子１０を備えるため、レーザ装置１００Ｂは、レーザ装置１００およびレーザ装置１００Ａと同様の作用効果を有する。レーザ装置１００Ｂは、複数の光学素子１０を備え、各光学素子１０でレーザ光Ｌが増幅される。よって、レーザ装置１００Ｂは、より高出力のレーザ光Ｌを出力可能である。このように、レーザ光Ｌの出力がより高い場合でも、光学素子１０を用いていることによって、レーザ装置１００Ｂは破損しにくく、結果として、安定して使用されやすい。したがって、光学素子１０は、レーザ装置１００Ｂのような多段媒質型のレーザ発振器に対してより有効に適用され得る。

　レーザ装置１００Ｂは、レーザ装置１００およびレーザ装置１００Ａの場合と同様に、Ｑスイッチ素子１０４を備えてもよい。レーザ装置１００Ｂは、Ｑスイッチ素子１０４の代わりにモードロック素子または波長変換素子を備えてもよい。レーザ装置１００Ｂが波長変換素子を備える場合において、出力鏡１１１が波長分離機能を有してもよいことは、レーザ装置１００およびレーザ装置１００Ａの場合と同様である。

　レーザ装置１００Ｂでは、複数の光学素子１０それぞれが有する誘電体多層膜１２と、出力鏡１１１と、第１全反射鏡１１２Ａによって光共振器１０１Ｂが構成されている。そのため、全反射鏡から出力鏡１１１までのレーザ光Ｌの光路は、各誘電体多層膜１２の位置で屈曲する。

　レーザ装置１００Ｂも励起光１０２を出力する光源部１０３を備えてもよい。

　（変形例５）
　図１２は、レーザ発振器であるレーザ装置の他の例を示す模式図である。レーザ装置１００Ｃは、多段媒質型のレーザ発振器の他の例である。

　レーザ装置１００Ｃでは、第１全反射鏡１１２Ａと、出力鏡１１１と、複数の素子セット１２０を備える。第１全反射鏡１１２Ａおよび出力鏡１１１は第１方向Ｘに沿って配置されている。

　複数の素子セット１２０それぞれは、第１光学素子１２１Ａと、第２光学素子１２１Ｂと、偏光ビームスプリッタ１２２と、第１波長板１２３Ａと、第２波長板１２３Ｂを備える。

　第１光学素子１２１Ａおよび第２光学素子１２１Ｂそれぞれは、光学素子１０と同じ素子である。第１光学素子１２１Ａおよび第２光学素子１２１Ｂは、第１方向Ｘを横切る方向（図１２では、第１方向Ｘに直交する方向）において離間するともに、第１光学素子１２１Ａおよび第２光学素子１２１Ｂが有するレーザ媒質１１が対向するように配置されている。

　偏光ビームスプリッタ１２２は、第１光学素子１２１Ａおよび第２光学素子１２１Ｂの間に配置されている。

　第１波長板１２３Ａは、第１光学素子１２１Ａと偏光ビームスプリッタ１２２との間に配置されている。第１波長板１２３Ａは、偏光ビームスプリッタ１２２によってレーザ光Ｌの光路が変わるように、偏光ビームスプリッタ１２２から第１光学素子１２１Ａにレーザ光Ｌが向かう場合と、第１光学素子１２１Ａから偏光ビームスプリッタ１２２にレーザ光Ｌが向かう場合におけるレーザ光Ｌの偏光状態を変えるための素子である。第１波長板１２３Ａの例は、λ／４板である。

　第２波長板１２３Ｂは、第２光学素子１２１Ｂと偏光ビームスプリッタ１２２との間に配置されている。第２波長板１２３Ｂは、偏光ビームスプリッタ１２２によってレーザ光Ｌの光路が変わるように、偏光ビームスプリッタ１２２から第２光学素子１２１Ｂにレーザ光Ｌが向かう場合と、第２光学素子１２１Ｂから偏光ビームスプリッタ１２２にレーザ光Ｌが向かう場合におけるレーザ光Ｌの偏光状態を変えるための素子である。第２波長板１２３Ｂの例は、λ／４板である。

　複数の素子セット１２０は、第１全反射鏡１１２Ａ、複数の偏光ビームスプリッタ１２２および出力鏡１１１が第１方向Ｘに沿って並ぶように配置されている。

　レーザ装置１００Ｃでは、第１光学素子１２１Ａおよび第２光学素子１２１Ｂが有する誘電体多層膜１２、第１全反射鏡１１２Ａおよび出力鏡１１１によって、光共振器１０１Ｃが構成されている。複数の偏光ビームスプリッタ１２２、複数の第１波長板１２３Ａおよび複数の第２波長板もレーザ光Ｌの光路に影響を与えるため、それらも光共振器１０１の一部であり得る。

　レーザ装置１００Ｃにおいて、第１光学素子１２１Ａおよび第２光学素子１２１Ｂは、光学素子１０である。よって、レーザ装置１００Ｃは、レーザ装置１００と同様の作用効果を有する。レーザ装置１００Ｃは、第１光学素子１２１Ａおよび第２光学素子１２１Ｂを備えることから複数の光学素子１０を備える。このようにレーザ装置１００Ｃが複数の光学素子１０を備えることに伴う作用効果は、レーザ装置１００Ｂの場合と同様である。

　レーザ装置１００Ｃは、レーザ装置１００、レーザ装置１００Ａおよびレーザ装置１００Ｂの場合と同様に、Ｑスイッチ素子１０４を備えてもよい。Ｑスイッチ素子１０４は、たとえば、出力鏡１１１の前段（出力鏡１１１に最も近い）に位置する偏光ビームスプリッタ１２２と出力鏡１１１との間に配置され得る。レーザ装置１００Ｃは、Ｑスイッチ素子１０４の代わりにモードロック素子または波長変換素子を備えても良い。レーザ装置１００Ｃが波長変換素子を備える場合において、出力鏡１１１が波長分離機能を有してもよいことは、レーザ装置１００等の場合と同様である。

　レーザ装置１００Ｃも励起光１０２を出力する光源部１０３を備えてもよい。

　（第５実施形態）
　図１３は、光学素子を用いたレーザ装置の他の例を示す模式図である。図１３に示したレーザ装置１００Ｄは、レーザ増幅器である。レーザ装置１００Ｄは、光学素子１０と、第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａと、ファラデー素子１０６とを有する。

　光学素子１０は、レーザ媒質１１が第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａと対向するように配置されている。

　ファラデー素子１０６は、光学素子１０と第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａとの間に配置されている。ファラデー素子１０６の例はファラデー回転子である。ファラデー素子１０６は、増幅されたレーザ光Ｌが第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａで反射され、レーザ装置１００Ｄから出力されるように、レーザ光Ｌの偏光状態を制御する。

　レーザ装置１００Ｄでレーザ光Ｌを増幅する場合、光学素子１０に励起光１０２を照射し、レーザ媒質１１を励起状態にする。この状態で、第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａにおいて光学素子１０と反対側から入力用のレーザ光Ｌを入射する。レーザ光Ｌは、第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａおよびファラデー素子１０６を通過し、光学素子１０に入射する。レーザ光Ｌの入射によって、レーザ媒質１１内で誘導放出が生じ、レーザ光Ｌが増幅される。増幅されたレーザ光Ｌは、誘電体多層膜１２で全反射され、ファラデー素子１０６を通過して第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａに入射する。レーザ光Ｌは、光学素子１０から第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａに向けてファラデー素子１０６を通過する際に偏光状態が変更される。これにより、増幅されたレーザ光Ｌは、第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａで反射され、レーザ装置１００Ｄから出力される。

　レーザ装置１００Ｄは、レーザ装置１００の場合と同様に、光源部１０３を備えてもよい。

　レーザ装置１００Ｄは光学素子１０を備える。そのため、レーザ装置１００Ｄは、入力されるレーザ光Ｌを増幅することによって高出力のレーザ光Ｌを生成しても破損し難い。よって、レーザ装置１００Ｄを安定して使用可能である。したがって、光学素子１０は、レーザ装置１００Ｄに対して有効に適用され得る。

　（変形例６）
　図１４は、レーザ増幅器としてのレーザ装置の他の例を示す模式図である。レーザ装置１００Ｅは、第１全反射鏡１１２Ａを有する点で、主にレーザ装置１００Ｄと相違する。

　第１全反射鏡１１２Ａは、光学素子１０に対して（より具体的には、レーザ媒質１１に対して）、第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａと同じ側に配置されている。第１全反射鏡１１２Ａは第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａと光学素子１０との間のレーザ光Ｌの光路と、光学素子１０と第１全反射鏡１１２Ａとの間のレーザ光Ｌの光路が異なるように、光学素子１０に対して配置されている。

　ファラデー素子１０６は、光学素子１０と第１全反射鏡１１２Ａとの間に配置されている。ファラデー素子１０６は、光学素子１０と第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａの間に配置されていてもよい。

　レーザ装置１００Ｅは、第１全反射鏡１１２Ａを設けることに伴うレーザ光Ｌの光路がレーザ装置１００Ｄの場合と異なる点以外は、レーザ装置１００Ｄと同じ構成を有する。よって、レーザ装置１００Ｅは、レーザ装置１００Ｄと同様の作用効果を有する。

　レーザ装置１００Ｅは、レーザ装置１００の場合と同様に、光源部１０３を備えてもよい。

　（第６実施形態）
　図１５は、光学素子を用いたレーザ装置の他の例の模式図である。図１５に示したレーザ装置１００Ｆは、レーザ再生増幅器である。レーザ装置１００Ｆは、光学素子１０と、第１全反射鏡１１２Ａと、第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａと、電気光学素子１０７と、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂとファラデー素子１０６とを有する。

　光学素子１０は、レーザ媒質１１が第１全反射鏡１１２Ａと対向するように配置されている。第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂと電気光学素子１０７は、第１全反射鏡１１２Ａと光学素子１０との間に配置されている。第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂと電気光学素子１０７は、この順に第１全反射鏡１１２Ａから光学素子１０に向けて配置されている。すなわち、光学素子１０、電気光学素子１０７、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂおよび第１全反射鏡１１２Ａは、この順に一方向に沿って配置されている。

　第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａおよびファラデー素子１０６は、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂに対して、ファラデー素子１０６および第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａの順に配置されている。すなわち、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂ、ファラデー素子１０６および第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａは、この順で一方向に沿って配置されている。

　光学素子１０、電気光学素子１０７、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂおよび第１全反射鏡１１２Ａが配置されている方向と、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂ、ファラデー素子１０６および第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａが配置されている方向とは異なる。

　レーザ装置１００Ｆの構成では、第１全反射鏡１１２Ａと、光学素子１０が有する誘電体多層膜１２とが光共振器１０１Ｄを構成している。光共振器１０１Ｄ内でレーザ光Ｌが伝搬を繰り返すことで、レーザ光Ｌが増幅される。

　電気光学素子１０７は、光共振器１０１Ｄ内を伝播しているレーザ光Ｌを、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂを介して、ファラデー素子１０６および第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａ側に取り出すための光スイッチとして機能する。電気光学素子１０７の例は、ポッケルスセルである。

　レーザ装置１００Ｆでは、光共振器１０１Ｄ内をレーザ光Ｌが複数回往復しながら増幅される。このように増幅されたレーザ光Ｌは、電気光学素子１０７を制御することで、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂ、ファラデー素子１０６および第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａを介してレーザ装置１００Ｆの外部に出力される。

　レーザ装置１００Ｆでは、光共振器１０１Ｄ内をレーザ光Ｌが複数回往復しながら増幅することから、一層高出力のレーザ光Ｌを出力できる。このような場合でも、光学素子１０が高出力のレーザ光Ｌに対して損傷しにくいことから、レーザ装置１００Ｆは、安定して高出力のレーザ光Ｌを出力できる。したがって、光学素子１０は、レーザ装置１００Ｆに対してより有効に適用され得る。

　レーザ装置１００Ｆは、図１５に示したように、電気光学素子１０７と、光学素子１０との間に、電気光学素子１０７とともに、光共振器１０１Ｄからのレーザ光Ｌの取り出しに寄与する波長板１２３を備えてもよい。波長板１２３の例は、λ／４板である。

　レーザ装置１００Ｆは、レーザ装置１００の場合と同様に、励起光１０２を出力する光源部１０３を備えてもよい。

　（変形例７）
　図１６は、レーザ再生増幅器としてのレーザ装置の他の例を示す模式図である。レーザ装置１００Ｇは、第２全反射鏡１１２Ｂを更に有する点で、主にレーザ装置１００Ｆと相違する。

　第２全反射鏡１１２Ｂは、光学素子１０に対して（より具体的には、レーザ媒質１１に対して）第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂと同じ側に配置されている。第２全反射鏡１１２Ｂは第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂと光学素子１０との間のレーザ光Ｌの光路と、光学素子１０と第２全反射鏡１１２Ｂとの間のレーザ光Ｌの光路が異なるように、光学素子１０に対して配置されている。

　レーザ装置１００Ｇでは、第１全反射鏡１１２Ａ、光学素子１０の誘電体多層膜１２および第２全反射鏡１１２Ｂによって光共振器１０１Ｅが形成されている。

　電気光学素子１０７は、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂと第２全反射鏡１１２Ｂとの間に配置されている。図１６に示した例では、電気光学素子１０７は、光学素子１０と第２全反射鏡１１２Ｂの間に配置されている。電気光学素子１０７は、光共振器１０１Ｅ内を伝播するレーザ光Ｌを、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂを介して、ファラデー素子１０６および第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａ側に取り出すための光スイッチとして機能する。

　レーザ装置１００Ｇは、第２全反射鏡１１２Ｂを設けることに伴うレーザ光Ｌの光路がレーザ装置１００Ｆの場合と異なる点以外は、レーザ装置１００Ｆと同じ構成を有する。よって、レーザ装置１００Ｇは、レーザ装置１００Ｆと同様の作用効果を有する。

　レーザ装置１００Ｇは、レーザ装置１００の場合と同様に、励起光１０２を出力する光源部１０３を備えてもよい。レーザ装置１００Ｇは、図１５に示したレーザ装置１００Ｆの場合と同様に、光共振器１０１Ｅからのレーザ光Ｌの取り出しに寄与する波長板１２３を備えてもよい。波長板１２３の例は、λ／４板である。波長板１２３は、電気光学素子１０７と第２全反射鏡１１２Ｂとの間に配置される。

（変形例８）
　図１７は、レーザ再生増幅器であるレーザ装置の他の例を示す模式図である。図１７に示したレーザ装置１００Ｈは、第１全反射鏡１１２Ａと第２全反射鏡１１２Ｂとの間に複数の光学素子１０を備える点で主にレーザ装置１００Ｇと相違する。レーザ装置１００Ｈは、多段型のレーザ再生増幅器である。

　レーザ装置１００Ｈでは、第１全反射鏡１１２Ａと第２全反射鏡１１２Ｂとの間の光路上に複数の光学素子１０が配置されていることから、第１全反射鏡１１２Ａと第２全反射鏡１１２Ｂとの間の光路は、複数回屈曲している。

　レーザ装置１００Ｈでは、第１全反射鏡１１２Ａ，複数の光学素子１０が有する誘電体多層膜１２および第２全反射鏡１１２Ｂが光共振器１０１Ｆを構成している。

　電気光学素子１０７は、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂと、第２全反射鏡１１２Ｂの間の光路上に配置されている。図１７に示した形態では、電気光学素子１０７は、第２全反射鏡１１２Ｂと、レーザ光Ｌの光路において第２全反射鏡１１２Ｂに最も近い光学素子１０との間に配置されている。電気光学素子１０７は、光共振器１０１Ｆ内を伝播するレーザ光Ｌを、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂを介して、ファラデー素子１０６および第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａ側に取り出すための光スイッチとして機能する。

　レーザ装置１００Ｈも光学素子１０を備えるため、レーザ装置１００Ｇと同様の作用効果を有する。レーザ装置１００Ｈは、複数の光学素子１０を備えることから、レーザ光Ｌを一層増幅できる。このような場合でも、光学素子１０が高出力のレーザ光Ｌに対して損傷しにくいことから、レーザ装置１００Ｈは、安定して高出力のレーザ光Ｌを出力できる。したがって、光学素子１０は、レーザ装置１００Ｈに対して一層有効に適用され得る。

　レーザ装置１００Ｈは、レーザ装置１００の場合と同様に、励起光１０２を出力する光源部１０３を備えてもよい。レーザ装置１００Ｈは、図１５に示したレーザ装置１００Ｆの場合と同様に、光共振器１０１Ｆからのレーザ光Ｌの取り出しに寄与する波長板１２３を備えてもよい。波長板１２３の例は、λ／４板である。波長板１２３は、電気光学素子１０７と第２全反射鏡１１２Ｂとの間に配置される。

　（変形例９）
　図１８は、レーザ再生増幅器であるレーザ装置の他の例を示す模式図である。レーザ装置１００Ｉは、第１全反射鏡１１２Ａと第２全反射鏡１１２Ｂとの間に複数の素子セット１２０を有する点で、レーザ装置１００Ｇと相違する。変形例９の説明においても、変形例５において設定した第１方向Ｘおよび第２方向Ｙを用いる。

　レーザ装置１００Ｉでは、第１全反射鏡１１２Ａ、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂ、複数の素子セット１２０および第２全反射鏡１１２Ｂは、第１方向Ｘに沿って配置されている。

　複数の素子セット１２０の構成は、図１２を用いて説明した素子セット１２０の構成と同様である。すなわち、素子セット１２０は、第１光学素子１２１Ａと、第２光学素子１２１Ｂと、偏光ビームスプリッタ１２２と、第１波長板１２３Ａと、第２波長板１２３Ｂを備える。

　第１光学素子１２１Ａおよび第２光学素子１２１Ｂそれぞれは、光学素子１０と同じ素子である。第１光学素子１２１Ａおよび第２光学素子１２１Ｂは、第１方向Ｘを横切る方向（図１８では、第１方向Ｘと直交する方向）において離間するとともに、第１光学素子１２１Ａおよび第２光学素子１２１Ｂが有するレーザ媒質１１が対向するように配置されている。

　複数の素子セット１２０は、第１全反射鏡１１２Ａ、複数の偏光ビームスプリッタ１２２および第２全反射鏡１１２Ｂが第１方向Ｘに沿って並ぶように配置されている。

　レーザ装置１００Ｉでは、第１全反射鏡１１２Ａ、第１光学素子１２１Ａおよび第２光学素子１２１Ｂが有する誘電体多層膜１２、第２全反射鏡１１２Ｂによって、光共振器１０１Ｇが構成されている。複数の偏光ビームスプリッタ１２２、複数の第１波長板１２３Ａおよび複数の第２波長板１２３Ｂもレーザ光Ｌの光路に影響を与えるため、それらも光共振器１０１Ｇの一部であり得る。

　電気光学素子１０７は、第１方向Ｘにおいて第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂと第２全反射鏡１１２Ｂとの間に配置されている。図１８に示した例では、電気光学素子１０７は、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂと、複数の素子セット１２０のうち第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂに最も近い素子セット１２０との間に配置されている。電気光学素子１０７は、光共振器１０１Ｇ内を伝播するレーザ光Ｌを、第２偏光ビームスプリッタ１０５Ｂを介して、ファラデー素子１０６および第１偏光ビームスプリッタ１０５Ａ側に取り出すための光スイッチとして機能する。

　レーザ装置１００Ｉは、光学素子１０である第１光学素子１２１Ａおよび第２光学素子１２１Ｂを備える。すなわち、レーザ装置１０１Ｉは、複数の光学素子１０を備える。よって、レーザ装置１００Ｉは、レーザ装置１００Ｈと同様の作用効果を有する。

　レーザ装置１００Ｉは、レーザ装置１００の場合と同様に、励起光１０２を出力する光源部１０３を備えてもよい。レーザ装置１００Ｉは、図１５に示したレーザ装置１００Ｆの場合と同様に、光共振器１０１Ｇからのレーザ光Ｌの取り出しに寄与する波長板１２３を備えてもよい。波長板１２３の例は、λ／４板である。波長板１２３は、電気光学素子１０７と第２全反射鏡１１２Ｂとの間で、素子セット１２０の外部に配置される。図１８では、波長板１２３は、複数の素子セット１２０のうち第２全反射鏡１１２Ｂに最も近い素子セット１２０が有する偏光ビームスプリッタ１２２と第２全反射鏡１１２Ｂの間に配置されている。

　本発明は例示した種々の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示される範囲が含まれるとともに、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　光学素子は、図１９に示す光学素子１０Ｃのように、レーザ媒質１１の第２面１１ｂに寄生発振防止部１８を有してもよい。光学素子１０Ｃは、光学素子１０と、光学素子１０上に設けられた寄生発振防止部１８とを備える素子に相当する。光学素子１０Ｃは、光学素子１０の代わりに光学素子１０Ａまたは光学素子１０Ｂを備えてもよい。寄生発振防止部１８は、レーザ光Ｌおよび励起光１０２に対して透明体である。寄生発振防止部１８の材料の例は、ノンドープのレーザ材料（たとえばＹＡＧ）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）等である。一実施形態において、レーザ媒質１１の材料は、ＹｂがドープされたＹＡＧ（Ｙｂ：ＹＡＧ）であり、寄生発振防止部１８の材料は、ＹＡＧまたはＡｌ_２Ｏ_３である。寄生発振防止部１８を設けることで、発生した寄生発振光は利得の無い寄生発振防止部１８の領域に抜けるため増幅を抑制でき、寄生発振を防止できる。寄生発振防止部１８の表面（レーザ媒質１１と反対の面）上には、寄生発振防止用の誘電体多層膜１７（図１参照）が形成されてもよい。

　光学素子は、図２０に示した光学素子１０Ｄのように、レーザ媒質１１の側面に、寄生発振防止用の吸収部１９を有してもよい。この場合、レーザ媒質１１および吸収部１９によって構成される層に対して誘電体多層膜１２等が配置される。吸収部１９の材料の例は、例えば波長１μｍのレーザ発振に対してはＣｒまたはＳｍがドープされたＹＡＧ（Ｃｒ：ＹＡＧまたはＳｍ：ＹＡＧ）もしくはＣｒやＳｍの添加されたガーネット系材料である。一実施形態において、レーザ媒質１１の材料はＹｂ：ＹＡＧであり、吸収部１９の材料はＣｒ：ＹＡＧである。吸収部１９の材料は、Ｎｄ：ＹＡＧであっても良く、または、ＹｂやＮｄの添加された他の材料で合っても良い。吸収部１９の材料としては、波長１．３μｍに対してはたとえば、バナジウムがドープされたＹＡＧ（Ｖ：ＹＡＧ）が挙げられ、波長１．５μｍに対しては、Ｃｏスピネルなどが挙げられる。吸収部１９を備える形態では、発生した寄生発振光は吸収部１９（たとえば、Ｃｒ：ＹＡＧ）で吸収される。このように吸収部１９によって寄生発振光を消失できるので、寄生発振を防止できる。レーザ媒質１１および吸収部１９によって構成される層における誘電体多層膜１２と反対側の面には、反射防止膜としての誘電体多層膜が形成されてもよい。

　これまでの説明では光学素子が有する第１中間層は、誘電体多層膜１２であった。しかしながら、第１中間層は、図２１に示した中間層５０であってもよい。図２１は、中間層５０を備える光学素子１０Ｅを示す模式図である。光学素子１０Ｅは、誘電体多層膜１２の代わりに中間層（第１中間層）５０を有する点で、光学素子１０と相違し、その他の構成は、光学素子１０と同様である。

　中間層５０は、レーザ媒質１１上に形成された誘電体多層膜５１と、誘電体多層膜５１上に形成された非金属製伝熱層５２とを有する。

　誘電体多層膜５１は、レーザ媒質１１の誘導放出によって生成または増幅されるレーザ光Ｌを全反射する。一実施形態において、誘電体多層膜５１は、レーザ光Ｌに対してＨＲコート層として機能する。誘電体多層膜５１の材料は、誘電体多層膜１２と同じでもよい。

　非金属製伝熱層５２の材料の例は、高熱伝導率を有する非金属製材料である。非金属製伝熱層５２は、たとえば、ダイアモンド、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）または窒化物によって形成され得る。上記窒化物の例は、アルミナイトライド（ＡｌＮ）である。非金属製伝熱層５２は、ヒートスプレッダーとして機能し得る。

　中間層５０は、レーザ媒質１１による生成または増幅されたレーザ光が誘電体多層膜５１によって全反射する場合において生じるエバネッセント波ＥＷ（図１参照）が第１金属層１３に達しない厚さを有する。換言すれば、中間層５０の厚さは、上記エバネッセント波ＥＷの浸み出し長さより長く、図１に示した誘電体多層膜１２と同様の厚さを有し得る。上記厚さを有する中間層５０は、誘電体多層膜５１と、非金属製伝熱層５２とを有することから、誘電体多層膜５１の厚さは、誘電体多層膜１２の厚さより薄くてよい。非金属製伝熱層５２は、中間層５０の厚さ調整のための層であり得る。中間層５０の厚さは、誘電体多層膜１２より厚くてもよい。

　光学素子１０Ｅは、第１部品２０における誘電体多層膜１２の代わりに中間層５０を有する第１部品を用いる点以外は、光学素子１０の製造方法と同様にして製造し得る。中間層５０を有する第１部品は、たとえば、レーザ媒質１１上に誘電体多層膜５１を形成する工程と、誘電体多層膜５１上に非金属製伝熱層５２とを形成する工程とを実施することで準備され得る。非金属製伝熱層５２は、例示したダイアモンドなどから形成される伝熱体が誘電体多層膜５１に接合されることによって誘電体多層膜５１上に設けられてもよい。

　中間層５０は、誘電体多層膜１２と同様に、前述したエバネッセント波ＥＷ（図１参照）が第１金属層１３に達しない厚さを有する。そのため、中間層５０およびそれを備える光学素子１０Ｅは、光学素子１０と同様の作用効果を有する。中間層５０が有する非金属製伝熱層５２は、ヒートスプレッダーとして機能し得る。そのため、レーザ媒質１１で生じた熱は、面内方向にも拡散されるため放熱されやすいとともに、局所的な温度上昇が生じにくいので、光学素子１０Ｅがより破損し難い。

　光学素子１０Ａ、光学素子１０Ｂ、光学素子１０Ｃおよび光学素子１０Ｄにおいても誘電体多層膜１２の代わりに中間層５０が採用され得る。

　図１３，図１４、図１５、図１６、図１７および図１８を用いて説明したレーザ装置では、レーザ光Ｌを取り出すための光路制御素子として、ファラデー素子１０６を用いたが、レーザ増幅器（レーザ再生増幅器を含む）で用いられており同様の機能を実現可能な公知の他の素子でもよい。たとえば、ファラデー素子の代わりに波長版（たとえば、λ／４板）が採用されてもよい。

　図１５、図１６、図１７および図１８を用いた説明したレーザ装置（レーザ再生増幅器）では、光共振器からレーザ光を取り出すための光スイッチ素子（或いは光路制御素子）として電気光学素子を用いた。しかしながら、レーザ再生増幅器で用いられており同様の機能を実現可能な他の公知の素子を用いてもよい。

　上記変形例４および変形例５における多段媒質型のレーザ発振器の段数は、図１１および図１２に示した段数に限定されない。多段媒質型のレーザ発振器における段数は、２以上であれば十分である。同様に、上記変形例８および変形例９における多段型のレーザ再生増幅器の段数は、図１７および図１８に示した段数に限定されない。多段型のレーザ再生増幅器における段数は、２以上であれば十分である。

　以上説明した種々の実施形態、変形例などは、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜組み合わされてもよい。

１０、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ…光学素子、１１…レーザ媒質、１１ａ…第１面、１１ｂ…第２面、１２…誘電体多層膜（第１中間層）、１２ａ…第１面、１３…第１金属層、１３ａ…第１面、１４…ヒートシンク、１４ａ…第１面、１５…中間層（第２中間層）、１５ａ…第１面、１６…第２金属層、１６ａ…第１面、１６ｂ…第２面、１７…誘電体多層膜、１８…寄生発振防止部、１９…吸収部、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…第１部品、２０ａ…接合面、３０，３０Ａ，３０Ｂ…第２部品、３０ａ…接合面、４０…チャンバー、４１…ビーム源、４２…表面活性ビーム、５０…中間層（第１中間層）、５１…誘電体多層膜、５２…非金属製伝熱層、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ，１００Ｉ…レーザ装置、１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｅ，１０１Ｆ，１０１Ｇ…光共振器、１０２…励起光、１０３…光源部、１０４…Ｑスイッチ素子、１０５Ａ…第１偏光ビームスプリッタ、１０５Ｂ…第２偏光ビームスプリッタ、１０６…ファラデー素子、１０７…電気光学素子、１１１…出力鏡、１１２Ａ…第１全反射鏡、１１２Ｂ…第２全反射鏡、１２０…素子セット、Ｘ…第１方向、１２１Ａ…第１光学素子、１２１Ｂ…第２光学素子、１２２…偏光ビームスプリッタ、１２３…波長板、１２３Ａ…第１波長板、１２３Ｂ…第２波長板、１５１…中間層、１５１ａ…第１面、１５２…中間層、１５２ａ…第１面、Ｌ…レーザ光、ＥＷ…エバネッセント波。

Claims

　レーザ媒質と、
　前記レーザ媒質上に設けられる第１中間層と、
　前記第１中間層に形成されるとともに、第４族元素または第６族元素を含む第１金属層と、
　前記第１金属層上に設けられており、金属を含むヒートシンクと、
を備え、
　前記第１中間層は、前記レーザ媒質上に形成されるとともに、前記レーザ媒質によって生成または増幅されるレーザ光を全反射する誘電体多層膜を含み、
　前記第１中間層は、前記レーザ媒質側から入射される光の前記誘電体多層膜による反射によって生じるエバネッセント波の浸み出し長さより厚い、
光学素子。
　前記第１金属層と前記ヒートシンクとの間に配置されるとともに、第１０族元素を含む第２金属層を更に有する、
請求項１に記載の光学素子。
　前記第２金属層の材料は、ニッケルまたは白金である、
請求項２に記載の光学素子。
　前記第１金属層と前記第２金属層との間に配置される第２中間層を更に有し、
　前記中間層の材料は、金または金合金である、
請求項２または３に記載の光学素子。
　前記第１金属層の材料は、クロムまたはチタンである、
請求項１～４の何れか一項にお記載の光学素子。
　前記ヒートシンクの材料は、銅、銅タングステン、銅モリブデン、鉄、アルミニウムまたはアルミ-炭化ケイ素複合体である、
請求項１～５の何れか一項に記載の光学素子。
　前記第１中間層は、
　前記誘電体多層膜と、
　前記誘電体多層膜と前記第１金属層の間に配置される非金属製伝熱層と、
を有する、
請求項１～６の何れか一項に記載の光学素子。
　前記非金属製伝熱層の材料は、ダイアモンド、シリコンカーバイドまたは窒化物である、
請求項７に記載の光学素子。
　請求項１～７の何れか一項に記載の光学素子を備える、
レーザ装置。
　レーザ媒質を含む第１部品、および、金属を含むヒートシンクを含む第２部品を準備する準備工程と、
　前記第１部品と前記第２部品を接合する接合工程と、
を備え、
　前記準備工程は、
　前記レーザ媒質上に第１中間層を形成する工程と、
　前記第１中間層上に、第４族元素または第６族元素を含む第１金属層を形成する工程と、
を有し、
　前記接合工程では、前記第１金属層を介して前記第１部品と前記第２部品とを接合し、
　前記第１中間層は、前記レーザ媒質上に形成されるとともに、前記レーザ媒質によって生成または増幅されるレーザ光を全反射する誘電体多層膜を含み、
　前記第１中間層を形成する工程では、前記第１中間層の厚さが、前記レーザ媒質側から入射される光の前記誘電体多層膜による反射によって生じるエバネッセント波の浸み出し長さより厚いように、前記第１中間層を形成する、
光学素子の製造方法。
　前記準備工程は、前記ヒートシンク上に、第１０族元素を含む第２金属層を形成する工程を有し、
　前記接合工程では、前記第１金属層および前記第２金属層を介して前記第１部品と前記第２部品とを接合する、
請求項１０に記載の光学素子の製造方法。
　前記準備工程は、前記第１金属層および前記第２金属層の少なくとも一方上に、前記第１金属層および前記第２金属層の間に配置される第２中間層となるべき層を形成する工程を有する、
請求項１１に記載の光学素子の製造方法。
　前記接合工程では、前記第１部品のうち前記第２部品との接合側の面および前記第２部品のうち前記第１部品との接合側の面を表面活性処理した後、前記表面活性処理された前記第１部品および前記第２部品を接合する、
請求項１０～１２の何れか一項に記載の光学素子の製造方法。
　前記第１部品のうち前記第２部品との接合側の面および前記第２部品のうち前記第１部品との接合側の面を表面活性処理する工程を更に有し、
　前記準備工程は、前記第１金属層上に、第１０族元素を含む第２金属層を形成する工程を更に有し、
　前記第２部品は、前記ヒートシンクであり、
　前記接合工程では、前記第２金属層を介して前記第１部品と前記第２部品とを接合する、
請求項１０に記載の光学素子の製造方法。
　前記第１中間層を形成する工程は、
　前記レーザ媒質上に前記誘電体多層膜を形成する工程と、
　前記誘電体多層膜上に非金属製伝熱層を形成する工程と、
を有する、請求項１０～１４の何れか一項に記載の光学素子の製造方法。