(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学材料を含む板状体の表面に正方形または略正方形の格子状、或いは複数の円形状に溝を入れる溝形成ステップと、弾力のある研磨パッドを用いて前記板状体の表面全体を研磨することにより、前記溝のエッジ部より面ダレを起こすように前記表面全体を研磨する研磨ステップと、前記溝で切断分離して複数の光学素子を得る分離ステップとを有することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子の製造方法において、前記光学材料が、ガラス、レーザ結晶または波長変換結晶であることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項３】
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）とする第１複合基板作製ステップと、前記第１複合基板（２１）の前記レーザ光入射面（１２ｉ）と反対側の表面に格子状、或いは複数の円形状に切込み（Ｋ）を入れる切込みステップと、弾力のある研磨パッドを用いて前記レーザ光入射面（１２ｉ）と反対側の表面全体を研磨することにより、前記切込み（Ｋ）のエッジ部で面ダレを起こすように前記表面全体を研磨する研磨ステップと、前記切込み（Ｋ）で切断分離して複数の光学素子（９）を得る分離ステップとを有することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項４】
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）とする第１複合基板作製ステップと、前記第１複合基板（２１）の前記レーザ光入射面（１２ｉ）と反対側の表面に格子状、或いは複数の円形状に切込み（Ｋ）を入れる切込みステップと、弾力のある研磨パッドを用いて前記レーザ光入射面（１２ｉ）と反対側の表面全体を研磨することにより、前記切込み（Ｋ）のエッジ部で面ダレを起こすように前記表面全体を研磨する研磨ステップと、前記第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）とする第２複合基板作製ステップと、前記切込み（Ｋ）で切断分離して複数の光学素子（１０）を得る分離ステップとを有することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項５】
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）とする第１複合基板作製ステップと、前記第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）とする第２複合基板作製ステップと、前記第２複合基板（２２）の前記レーザ結晶基板（１１）の貼付面と反対側の表面に格子状、或いは複数の円形状に切込み（Ｋ）を入れる切込みステップと、弾力のある研磨パッドを用いて前記レーザ結晶基板（１１）の貼付面と反対側の表面全体を研磨することにより、前記切込み（Ｋ）のエッジ部で面ダレを起こすように前記表面全体を研磨する研磨ステップと、前記切込み（Ｋ）で切断分離して複数の光学素子（１０）を得る分離ステップとを有することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５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（３）と前記レーザ結晶基板（１１）の間にスペーサ（５）を挟むと共に前記スペーサ（５）と同じか略同じ屈折率の接着剤により前記前記第１複合基板（３）と前記スペーサ（５）および前記スペーサ（５）と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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の製造方法および光学素子に関し、さらに詳しくは、端面が凸面の複数個の光学素子を一括して製造できる光学素子の製造方法および光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ結晶の大型基板に無反射コート膜およびミラー膜を形成した後、切断分離することにより、複数のＬＤ励起固体レーザ素子を製造する方法が知られている（特許文献１参照。）。
また、レーザ結晶のレーザ光入射面と反対側の面を凸面に形成した後、ミラー膜を形成したレーザ共鳴器が知られている（特許文献２、３参照。）。
【特許文献１】特公平６−５８９８２号公報
【特許文献２】特開平５−１７３００３号公報
【特許文献３】特開平６−２７５８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来のＬＤ励起固体レーザ素子の製造方法では、複数個の光学素子を一括して製造できるが、個々の光学素子は、その端面が平面になり、凸面にならない。また、複数に切断分離する場合、ミラー膜の施された面を傷つける可能性もある。
他方、上記従来のレーザ共鳴器では、光学素子の端面が凸面になるが、複数個の光学素子を一括して製造することは出来ない。
そこで、本発明の目的は、端面が凸面の複数個の光学素子を一括して製造できる光学素子の製造方法および光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点では、本発明は、光学材料を含む板状体の表面に溝を入れる溝形成ステップと、前記溝のエッジ部で面ダレを起こすように前記表面を研磨する研磨ステップと、前記溝で切断分離して複数の光学素子を得る分離ステップとを有することを特徴とする光学素子の製造方法を提供する。
一般的に面ダレとは、平面を研磨する場合に、被研磨物の中心部よりエッジ部で著しく平面度が悪化する現象を言う。この原因は、表面を研磨する場合に、エッジに近い部分の研磨量が、エッジから遠い部分の研磨量より多くなることや、研磨パッドを使用した場合に、エッジ部で研磨パットが復元するために発生する。
面ダレは、本来は避けるべき現象であるが、上記第１の観点による光学素子の製造方法ではこれを逆に利用する。すなわち、光学材料を含む板状体の表面を研磨する前に表面に溝を入れておく。このような溝があると、溝のエッジに近い部分の研磨量が遠い部分の研磨量より多くなる面ダレを起こすことが出来る。そして、面ダレにより、溝に囲まれた領域が凸面になる。よって、研磨後に溝で切断分離すれば、端面が凸面の複数個の光学素子を一括して得ることが出来る。この場合、予め溝形成がなされておるため、切断分離する場合に研磨表面を傷つけることを避ける事ができる。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による光学素子の製造方法において、前記溝形成ステップでは、正方形または略正方形の格子状、或いは複数の円形状に切込みを入れ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２の観点による光学素子の製造方法では、正方形または略正方形の格子状、或いは複数の円形状に切込みを入れるので、光軸付近では対称な凸面を形成することが出来る。
【０００６】
第３の観点では、本発明は、前記第１または前記第２の観点による光学素子の製造方法において、前記研磨ステップでは、弾力のある研磨パッドを用いて前記表面を研磨す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３の観点による光学素子の製造方法では、弾力のある研磨パッドを用いて表面を研磨することにより、好適に面ダレを起こすことが出来る。ここで言う、弾力のある研磨パッドは、表面に綿布や化学繊維、または発泡層を具備した研磨パッドを意味する。
【０００７】
第４の観点では、本発明は、前記第１から前記第３のいずれかの観点による光学素子の製造方法において、前記光学材料が、ガラス、レーザ結晶または波長変換結晶であ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４の観点による光学素子の製造方法では、端面が凸面のレンズ、固体レーザ素子、波長変換素子を得ることが出来る。
【０００８】
第５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（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）とする第１複合基板作製ステップと、前記第１複合基板（２１）の前記レーザ光入射面（１２ｉ）と反対側の表面に格子状、或いは複数の円形状に切込み（Ｋ）を入れる切込みステップと、前記切込み（Ｋ）のエッジ部で面ダレを起こすように前記表面を研磨する研磨ステップと、前記切込み（Ｋ）で切断分離して複数の光学素子（９）を得る分離ステップとを有す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５の観点による光学素子の製造方法では、第１複合基板（２１）の表面を研磨する前に表面に切込み（Ｋ）を入れておく。このような切込み（Ｋ）があると、切込み（Ｋ）のエッジに近い部分の研磨量が遠い部分の研磨量より多くなる等の理由により面ダレを起こすことが出来る。そして、面ダレにより、切込み（Ｋ）に囲まれた領域が凸面になる。よって、研磨後に切込み（Ｋ）で切断分離すれば、端面が凸面になった複数個の波長変換素子（９）を一括して得ることが出来る。
【０００９】
第６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（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）とする第１複合基板作製ステップと、前記第１複合基板（２１）の前記レーザ光入射面（１２ｉ）と反対側の表面に格子状、或いは複数の円形状に切込み（Ｋ）を入れる切込みステップと、前記切込み（Ｋ）のエッジ部で面ダレを起こすように前記表面を研磨する研磨ステップと、前記第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）とする第２複合基板作製ステップと、前記切込み（Ｋ）で切断分離して複数の光学素子（１０）を得る分離ステップとを有す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６の観点による光学素子の製造方法では、第１複合基板（２１）の表面を研磨する前に表面に切込み（Ｋ）を入れておく。このような切込み（Ｋ）があると、切込み（Ｋ）のエッジ部分より面ダレを起こすことが出来る。そして、面ダレにより、切込み（Ｋ）に囲まれた領域が凸面になる。よって、これをレーザ結晶基板（１１）に貼り付けてから切込み（Ｋ）で切断分離すれば、端面が凸面になった複数個の光学素子（１０）を一括して得ることが出来る。
【００１０】
第７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（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）とする第１複合基板作製ステップと、前記第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）とする第２複合基板作製ステップと、前記第２複合基板（２２）の前記レーザ結晶基板（１１）の貼付面と反対側の表面に格子状、或いは複数の円形状に切込み（Ｋ）を入れる切込みステップと、前記切込み（Ｋ）のエッジ部で面ダレを起こすように前記表面を研磨する研磨ステップと、前記切込み（Ｋ）で切断分離して複数の光学素子（１０）を得る分離ステップとを有す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７の観点による光学素子の製造方法では、第２複合基板（２２）の表面を研磨する前に表面に切込み（Ｋ）を入れておく。このような切込み（Ｋ）があると、切込み（Ｋ）のエッジ部分より面ダレを起こすことが出来る。そして、面ダレにより、切込み（Ｋ）に囲まれた領域が凸面になる。よって、切込み（Ｋ）で切断分離すれば、端面が凸面になった複数個の光学素子（１０）を一括して得ることが出来る。
【００１１】
第８の観点では、本発明は、前記第６または前記第７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（３）と前記レーザ結晶基板（１１）の間にスペーサ（５）を挟むと共に前記スペーサ（５）と同じか略同じ屈折率の接着剤により前記前記第１複合基板（３）と前記スペーサ（５）および前記スペーサ（５）と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。
接着剤だけで貼り付ければ、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８の観点による光学素子の製造方法では、スペーサ（５）を挟むことにより光路長を調整し、エタロン効果を制御できる。
【００１２】
第９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）のレーザ光出射面（２ｏ）が凸面であることを特徴とする光学素子（９）を提供する。
上記第９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）のレーザ光出射面（２ｏ）が凸面であるため、レーザ用コーティングを施すことにより、安定した単一共振器モードが得られるレーザ共振器を構成することが出来る。
【００１３】
第１０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、前記波長変換結晶（２）のレーザ光出射面（２ｏ）が凸面であることを特徴とする光学素子（１０）を提供する。
上記第１０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、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、波長変換結晶（２）のレーザ光出射面（２ｏ）が凸面であるため、光学素子（１０）の両面にレーザ用コーティングを施すことにより、安定した単一共振器モードが得られるレーザ共振器を素子単独で構成することが出来る。
【００１４】
第１１の観点では、本発明は、前記第１０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）を接着剤とほぼ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）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１１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、エタロン効果を制御する。
【００１５】
第１２の観点では、本発明は、前記第１０または前記第１１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１２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、接着剤層が無くなるためエタロン効果を生じなくなる。
【００１６】
第１３の観点では、本発明は、前記第９から前記第１２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）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１３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。
【００１７】
第１４の観点では、本発明は、前記第１３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１４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。
【００１８】
第１５の観点では、本発明は、前記第１４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１５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。
【００１９】
第１６の観点では、本発明は、前記第１４または前記第１５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１６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。
【００２０】
第１７の観点では、本発明は、前記第９から前記第１６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１７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。
【００２１】
第１８の観点では、本発明は、前記第９から前記第１７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（７）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１８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。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の光学素子の製造方法および光学素子によれば、端面が凸面の複数個の光学素子を一括して製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【実施例１】
【００２４】
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。
光学素子９の波長変換レーザ光Ｌｏのレーザ光出射面２oは、凸面になっている。
【００２５】
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。
【００２６】
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に示すごとき波長変換結晶大基板３２を作製する。
波長変換結晶大基板３２は、例えば特開２００５−２０８１９７号公報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。
【００２７】
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。
【００２８】
ステップＳ２では、分極反転方向Ｄｒの幅が所定の作用長Ｌになるように波長変換結晶大基板３２をダイシング装置で切断し、図５に示すごとき波長変換結晶基板１２を複数得る。例えば、波長変換結晶基板１２の作用長Ｌは２ｍｍ、厚さｄは０.４ｍｍ、分極方向Ｄｐおよび分極反転方向Ｄｒに交差する方向の長さＧは６ｍｍである。
そして、ステップＳ５へ進む。
【００２９】
一方、ステップＳ３では、厚さＷのダミー材大基板と厚さｗのダミー材大基板とを作製する。
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。
【００３０】
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基板である。
【００３１】
ステップＳ５では、図７に示すように波長変換結晶基板１２とダミー材基板１３−１とを交互に貼り合わせ、両端にはダミー材基板１３−２を貼り合わせ、第１複合基板２１を作製する。貼り合わせた方向の第１複合基板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。
【００３２】
ステップＳ６では、図８に示すように、第１複合基板２１の表面に正方形または略正方形の格子状に切込みＫを入れ、第１複合基板２１’とする。
ステップＳ７では、切込みＫのエッジ部より面ダレを起こすように、研磨剤と弾力のある研磨パッドを用いて第１複合基板２１’の表面を研磨する。これにより、図９に示すように、切込みＫで囲まれた各表面が凸面になる。これを第１複合基板２１”とする。
【００３３】
ステップＳ８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。
【００３４】
ステップＳ９では、図１０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。
【００３５】
実施例１によれば次の効果が得られる。
（１）端面が凸面の複数個の光学素子９を一括して製造できる。
（２）波長変換結晶基板１２とダミー材基板１３−１および波長変換結晶基板１２とダミー材基板１３−２の貼り合わせ面積が大きい（例えば２ｍｍ×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）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。
【実施例２】
【００３６】
図１１は、実施例２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。
光学素子１０の波長変換レーザ光Ｌｏのレーザ光出射面２oは、凸面になっている。
【００３７】
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。
【００３８】
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〜Ｓ８は、実施例１と同様である。ステップＳ８の後、ステップＳ１３へ進む。
【００３９】
一方、ステップＳ１０では、所定の厚さｈを持つレーザ結晶大基板を作製する。
ステップＳ１１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。
【００４０】
ステップＳ１２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Ｓ１３へ進む。
【００４１】
ステップＳ１３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”を作製する。
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。
【００４２】
ステップＳ１７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。
【００４３】
実施例２によれば、端面が凸面の複数個の光学素子１０を一括して製造できる。また、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。
【実施例３】
【００４４】
図１６は、実施例３に係る光学素子１０の製造手順を示すフロー図である。
ステップＳ１〜Ｓ６は実施例１と同様である。ステップＳ６の後、ステップＳ１３へ進む。
また、ステップＳ１０〜Ｓ１２は実施例２と同様である。ステップＳ１２の後、ステップＳ１３へ進む。
【００４５】
ステップＳ１３では、図１７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１８に示すような第２複合基板２２を作製する。
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。
【００４６】
ステップＳ１４では、図１９に示すように、第２複合基板２２の第１複合基板２１側の表面に正方形または略正方形の格子状に切込みＫを入れ、第２複合基板２２’とする。
ステップＳ１５では、切込みＫのエッジ部より面ダレを起こすように、研磨剤と弾力のある研磨パッド方を用いて第２複合基板２２’の表面を研磨する。これにより、図１５に示すように、切込みＫで囲まれた各表面が凸面になる。これを第２複合基板２２”とする。
【００４７】
ステップＳ１６では、分極反転方向Ｄｒに対向する第２複合基板２２”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。
【００４８】
ステップＳ１７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。
【００４９】
実施例３によれば、端面が凸面の複数個の光学素子１０を一括して製造できる。また、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。
【実施例４】
【００５０】
図２０および図２１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を挟んでもよい。
スペーサ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。
【００５１】
実施例４に係る光学素子１０によれば、スペーサ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制御することが出来る。
【実施例５】
【００５２】
図３および図１３の溝形成ステップＳ６や図１６の溝形成ステップＳ１４において、図２２に示すように、複数の円形状に切込みＫを入れてもよい。この場合、図３の切断ステップＳ９や図１３および図１６の切断ステップＳ１７において、図２３に示すように、切断線Ｃで切り離せばよい。
【実施例６】
【００５３】
（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。
【実施例７】
【００５４】
図２４に示すように、本発明の光学素子１０を、ベースＢに載せ、ストッパＳに当てて位置決めし、ベースＢに固定する。このとき、凸面の周りに切込みＫの底の平坦部Ｐｋが残っているため、この平坦部ＰｋがストッパＳの平面に当たることで好適に位置決めが出来る。
なお、凸面の周りに平坦部Ｐｋがないと、凸面がストッパＳに当たることになる。その場合、ストッパＳの当接面が平面だと、点接触になり、位置決めが難しくなる。他方、ストッパＳを凹面に加工すれば面接触なりうるが、そのような加工は難しい。
【実施例８】
【００５５】
レーザ結晶や光学ガラス等に溝加工を施して切込みを入れてから研磨し、面ダレを起こさせて、表面が凸面の光学素子を作製してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の光学素子の製造方法および光学素子は、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。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施例１に係る光学素子を示す斜視図である。
【図２】実施例１に係る光学素子を示す分解斜視図である。
【図３】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。
【図４】波長変換結晶大基板を示す斜視図である。
【図５】波長変換結晶基板を示す斜視図である。
【図６】ダミー材基板を示す斜視図である。
【図７】第１複合基板を示す斜視図である。
【図８】切込みを入れた第１複合基板を示す斜視図である。
【図９】面ダレを起こすように研磨した第１複合基板を示す斜視図である。
【図１０】第１複合基板の切断を示す斜視図である。
【図１１】実施例２に係る光学素子を示す斜視図である。
【図１２】実施例２に係る光学素子を示す分解斜視図である。
【図１３】実施例２に係る光学素子の製造手順を示すフロー図である。
【図１４】実施例２に係る第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。
【図１５】第２複合基板を示す斜視図である。
【図１６】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。
【図１７】実施例３に係る第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。
【図１８】実施例３に係る第２複合基板を示す斜視図である。
【図１９】切込みを入れた第２複合基板を示す斜視図である。
【図２０】実施例４に係る光学素子を示す斜視図である。
【図２１】実施例４に係る光学素子を示す分解斜視図である。
【図２２】実施例５に係る複数の円形状の切込みを示す上面図である。
【図２３】実施例５に係る切断線を示す上面図である。
【図２４】実施例７に係る光学素子の固定方法を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５８】
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            スペーサ
９，１０      光学素子
２１          第１複合基板
２２          第２複合基板
Ｋ            切込み
【図１】
0005428132.tif 000002
【図２】
0005428132.tif 000003
【図３】
0005428132.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005428132.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005428132.tif 000008
【図８】
0005428132.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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