(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学軸を有する第１光学結晶部材の被接着面と光学軸を有する第２光学結晶部材の被接着面とを、両者の光学軸を所定角度に合わせて、接着し、一体化した光学素子の製造方法であって、
前記第１光学結晶部材の被接着面の外形を、該第１光学結晶部材の光学軸に平行な方向の長さと前記第１光学結晶部材の光学軸に直交する方向の長さとが異なる形状とし、
前記第２光学結晶部材の被接着面の外形を、該第２光学結晶部材の光学軸と前記第１光学結晶部材の光学軸とを前記所定角度に合わせた向きにおいて前記第１光学結晶部材の被接着面の外形と合致する形状または該合致する形状を拡大または縮小した形状とし、
前記第１光学結晶部材の被接着面と前記第２光学結晶部材の被接着面とを、液滴を挟んで重ね合わせ、表面張力による自律的アライメントが行われた後、接着し、一体化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、前記第１光学結晶部材の被接着面の外形が長方形であり、前記長方形の長辺長と短辺長の比率が５：４〜５：３であることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学素子の製造方法において、前記第１光学結晶部材がレーザ結晶であり、第２光学結晶部材が波長変換結晶をダミー材で挟んだ部材であ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に関し、さらに詳しくは、一つの光学結晶部材の光学軸と別の光学結晶部材の光学軸を所定角度に合わせて両光学結晶部材を接着することを容易にした光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ結晶と、波長変換結晶をダミー材で挟んだ光学結晶部材とを、接着し、一体化した光学素子が知られている（特許文献１参照。）。
他方、光学素子の製造方法ではないが、液滴の表面張力を利用して、実装基板に対する半導体チップのアライメントを行う半導体装置の製造方法が知られている（特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２５７８６号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８７０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の光学素子の製造に際しては、レーザ結晶の光学軸と波長変換結晶の光学軸とが所定の角度になるように、作業者の目視によってレーザ結晶と光学結晶部材のアライメントを行ってから、両者を接着している。
しかし、この精密なアライメント作業は困難であり、作業者の熟練を要する問題点があった。
そこで、本発明の目的は、一つの光学結晶部材の光学軸と別の光学結晶部材の光学軸を所定角度に合わせて両光学結晶部材を接着することを容易にした光学素子の製造方法を提供することにある。
なお、上記従来の半導体装置の製造方法では、実装基板や半導体チップに親水性領域と撥水性領域とを設ける必要があり、そのままでは光学素子の製造に利用困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、光学軸を有する第１光学結晶部材の被接着面と光学軸を有する第２光学結晶部材の被接着面とを、両者の光学軸を所定角度に合わせて、接着し、一体化した光学素子の製造方法であって、前記第１光学結晶部材の被接着面の外形を、該第１光学結晶部材の光学軸に平行な方向の長さと前記第１光学結晶部材の光学軸に直交する方向の長さとが異なる形状とし、前記第２光学結晶部材の被接着面の外形を、該第２光学結晶部材の光学軸と前記第１光学結晶部材の光学軸とを前記所定角度に合わせた向きにおいて前記第１光学結晶部材の被接着面の外形と合致する形状または該合致する形状を拡大または縮小した形状とし、前記第１光学結晶部材の被接着面と前記第２光学結晶部材の被接着面とを、液滴を挟んで重ね合わせ、表面張力による自律的アライメントが行われた後、接着し、一体化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１の観点による光学素子の製造方法では、第１光学結晶部材の光学軸に対して平行な方向の長さと直交する方向の長さが異なる外形を第１光学結晶部材の被接着面が有し、その第１光学結晶部材の被接着面の外形と合同または相似の外形を第２光学結晶部材の被接着面が有するから、液滴の表面張力により、第１光学結晶部材の被接着面と第２光学結晶部材の被接着面の自律的アライメントが好適に行われる。そして、第１光学結晶部材の被接着面の外形は第１光学結晶部材の光学軸に対して規定された外形であり、第２光学結晶部材の被接着面の外形も第２光学結晶部材の光学軸に対して規定された外形であるから、自律的アライメントが行われた後は、第１光学結晶部材の光学軸と第２光学結晶部材の光学軸とは所定角度に合っている。かくして、一つの光学結晶部材の光学軸と別の光学結晶部材の光学軸を所定角度に合わせて両光学結晶部材を接着することが容易になる効果が得られる。
なお、上記外形の具体例としては、長方形や楕円形が挙げられる。
【０００６】
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、前記第１光学結晶部材の被接着面の外形が長方形であり、前記長方形の長辺長と短辺長の比率が５：４〜５：３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２の観点による光学素子の製造方法では、被接着面の外形が長方形であるため、成形しやすい（例えば楕円形よりも成形しやすい）。また、長方形の長辺長と短辺長の比率が５：４〜５：３であるため、自律的アライメントおよび放熱性が好適である。すなわち、５：４より比を小さくすると、９０°異なる向きでアライメントされてしまう可能性が増す。他方、５：３より比を大きくすると、放熱性が良くなく、出力レーザ光の効率が低下してしまう結果が得られている。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、前記第１または第２の観点による光学素子の製造方法において、前記第１光学結晶部材がレーザ結晶であり、第２光学結晶部材が波長変換結晶をダミー材で挟んだ部材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３の観点による光学素子の製造方法では、レーザ結晶と、波長変換結晶をダミー材で挟んだ部材とを、接着一体化した光学素子を好適に製造できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光学素子の製造方法によれば、一つの光学結晶部材の光学軸と別の光学結晶部材の光学軸を所定角度に合わせて両光学結晶部材を接着することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る光学素子の製造方法の手順を示すフロー図である。
【図２】レーザ結晶部材を示す斜視図である。
【図３】複合基板を示す斜視図である。
【図４】波長変換結晶部材を示す斜視図である。
【図５】レーザ結晶部材と波長変換結晶部材の接着工程を示す斜視図である。
【図６】自律的アライメントの説明図である。
【図７】製造された光学素子を示す斜視図である。
【図８】本発明方法により製造された光学素子の特性と従来方法により製造された光学素子の特性を比較したグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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】
【００１１】
−実施例１−
図１は、光学素子の製造方法の手順を示すフロー図である。
ステップＳ１では、レーザ結晶の光学軸に平行な方向の長辺と直交する方向の短辺とを有する長方形の板であるレーザ結晶基板を作成する。レーザ結晶は、例えばＮｄがドープされたＹＶＯ４結晶である。
ステップＳ２では、レーザ光の入射面または出射面になるレーザ結晶基板の２面に平行平面研磨を施す。
ステップＳ３では、レーザ光入射面となるレーザ結晶基板の面に基本波に対するＨＲ膜を成膜する。
ステップＳ４では、レーザ結晶基板を分割し、レーザ結晶の光学軸に平行な方向の長辺と直交する方向の短辺を有する長方形のレーザ結晶部材を複数同時に得る。
ステップＳ５では、各レーザ結晶部材のレーザ光出射面となる面に濡れ性を向上させる表面処理を行う。例えば酸素プラズマによるドライエッチングを行う。
【００１２】
図２に、ステップＳ１〜Ｓ５により得られたレーザ結晶部材１０を示す。
このレーザ結晶部材１０は、レーザ結晶１の光学軸１１に平行な方向の長辺と直交する方向の短辺を有する長方形の板である。長辺長ｚは例えば１ｍｍであり、短辺長ｇは例えば０．８ｍｍであり、厚さｈは例えば０．５ｍｍである。
【００１３】
ステップＳ１１では、波長変換結晶の光学軸に平行な方向の長辺と直交する方向の短辺とを有する長方形の板である波長変換結晶基板を作成する。波長変換結晶は、例えば周期的分極反転構造を形成して擬似位相整合結晶とした強誘電体結晶（ＬＮやＬＴ、ＭｇＯをドープしたＬＮやＬＴ）である。
ステップＳ１２では、波長変換結晶基板と同じ長方形の板であるダミー材基板を作成する。ダミー材は、熱膨張したときの悪影響を抑制するため、熱膨張係数がレーザ結晶１や波長変換結晶と同程度の材料とするのが好ましい。例えばＣＬＴ基板である。
ステップＳ１３では、図３に示すように、複数の波長変換結晶基板２０と複数のダミー材基板２２，２３とを交互に貼り合わせて複合基板２４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。複合基板２４の長辺長Ｚは例えば３ｍｍであり、短辺長Ｇは例えば２．４ｍｍであり、厚さＬは例えば１ｍｍである。厚さ方向が分極反転方向Ｄｒである。
ステップＳ１４では、レーザ光の入射面または出射面になる複合基板２４の２面に平行平面研磨を施す。
ステップＳ１５では、レーザ光出射面となる複合基板２４の面に基本波に対するＨＲ膜を成膜する。
ステップＳ１６では、図３に示す切断線Ｃで複合基板２４を分割し、波長変換結晶の光学軸に平行な方向の長辺と直交する方向の短辺を有する長方形の波長変換結晶部材を複数同時に得る。
ステップＳ１７では、各波長変換結晶部材のレーザ光入射面となる面に濡れ性を向上させる表面処理を行う。例えば酸素プラズマによるドライエッチングを行う。
【００１４】
図４に、ステップＳ１１〜Ｓ１７により得られた波長変換結晶部材２５を示す。
この波長変換結晶部材２５は、波長変換結晶２の光学軸２１に平行な方向の長辺と直交する方向の短辺を有する。長辺長ｚは例えば１ｍｍであり、短辺長ｇは例えば０．８ｍｍであり、厚さＬは例えば１ｍｍである。波長変換結晶２の光学軸２１に平行な方向の波長変換結晶２の長さｄは例えば０．４ｍｍである。波長変換結晶２の光学軸２１に平行な方向のダミー材３の長さは例えば０．２ｍｍである。
【００１５】
ステップＳ２１では、図５に示すように、レーザ光入射面となる波長変換結晶部材２５の面（被接着面）に超純水を塗布し、その液滴３０の上に、レーザ光出射面となるレーザ結晶部材１０の面（被接着面）を重ね、図６に示すごとき自律的アライメントを行わせる。
ステップＳ２２では、ベークしてレーザ結晶部材１０と波長変換結晶部材２５とを接着・一体化し、図７に示すごとき光学素子５０を得る。レーザ結晶部材１０と波長変換結晶部材２５の被接着面は、オプティカルコンタクトによって精密かつ堅牢に保持される。
【００１６】
図８に示す実線Ａは、本発明の方法で製造された光学素子５０の特性である。他方、破線Ｂは、熟練した作業者により目視でアライメントされて製造された光学素子の特性である。
本発明の方法で製造された光学素子５０は、熟練した作業者により目視でアライメントされて製造された光学素子と遜色のない特性を有している。
【００１７】
実施例１の光学素子の製造方法によれば、熟練した作業者を要さずに、レーザ結晶１の光学軸１１と波長変換結晶２の光学軸２１の方向を合わせることが出来るため、光学素子５０の生産性と歩留まりを著しく向上することが出来る。
【００１８】
−実施例２−
レーザ結晶部材１０の光学軸１１に平行な方向の辺の長さを例えば１ｍｍとし、光学軸１１に直交する方向の辺の長さを例えば０．６ｍｍとしてもよい。
【００１９】
−実施例３−
実施例１，２ではレーザ結晶部材１０の被接着面の外形と波長変換結晶部材２５の被接着面の外形とを同一としたが、寸法で２０％程度までなら一方の外形を拡大または縮小してもよい。それでも、実用上有効な精度で自律的アライメントが行われる。
【００２０】
−実施例４−
実施例１〜３ではレーザ結晶部材１０および波長変換結晶部材２５の被接着面の外形を長方形としたが、楕円率１．２〜１．５の楕円形としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の光学素子の製造方法は、一つの光学結晶部材の光学軸と別の光学結晶部材の光学軸を所定角度に合わせて両光学結晶部材を接着・一体化する光学素子の製造に利用できる。
【符号の説明】
【００２２】
１                          レーザ結晶
２                          波長変換結晶
３                          ダミー材
１０                        レーザ結晶部材
１１                        光学軸
２０                        波長変換結晶基板
２１                        光学軸
２４                        複合基板
２５                        波長変換結晶部材
３０                        液滴
５０                        光学素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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