(57)【要約】【課題】均一な周期構造の分極反転結晶を容易に作成可能とし、高い波長変換効率の波長変換素子を量産するための波長変換素子及びその製造方法、レーザ光源装置、照明装置、モニタ装置並びに画像表示装置を提供する。【解決手段】波長変換素子の製造方法は、分極反転構造による波長変換素子の製造方法であって、光学結晶基板に分極反転構造１６を形成する第１の工程と、光学結晶基板３２の分極反転構造１６をエッチングにより露出させ確認する第２の工程と、を含み、第１の工程は、分極反転構造１６のうち少なくとも一部はダイシングマーク３４として同時に形成され、第２の工程は、ダイシングマーク３４を露出させることを含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分極反転構造による波長変換素子の製造方法であって、
光学結晶基板に分極反転構造を形成する第１の工程と、
前記光学結晶基板の前記分極反転構造をエッチングにより露出させ確認する第２の工程と、
を含み、
前記第１の工程は、前記分極反転構造のうち少なくとも一部はダイシングマークとして同時に形成され、
前記第２の工程は、前記ダイシングマークを露出させることを含むことを特徴とする波長変換素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の波長変換素子の製造方法において、
前記分極反転構造の、前記光学結晶基板の前記ダイシングマークが形成される面側の、端部領域は、前記光学結晶基板の前記ダイシングマークが形成される面とは反対の面側の端部領域より狭いことを特徴とする波長変換素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の波長変換素子の製造方法において、
前記ダイシングマークが形成される前記光学結晶基板の結晶面は、＋Ｚ面であることを特徴とする波長変換素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする波長変換素子。
【請求項５】
請求項４に記載の波長変換素子を備えるレーザ光源装置。
【請求項６】
請求項５に記載のレーザ光源装置を備える照明装置。
【請求項７】
請求項５に記載のレーザ光源装置と、
前記レーザ光源装置により照射された被写体を撮像する撮像手段と、
を備えるモニタ装置。
【請求項８】
請求項５に記載のレーザ光源装置と、
前記レーザ光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調手段と、
前記光変調手段により形成された画像を投写する投写手段と、
を備える画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換素子及びその製造方法、レーザ光源装置、照明装置、モニタ装置並びに画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、波長変換の技術として、入射光の半波長の光を発生させる第２高調波発生（Second Harmonic Generation：ＳＨＧ）の技術がよく知られている。このＳＨＧの技術を半導体レーザの技術と組み合わせることにより、遠赤外域で発振する入手容易な半導体レーザを用いて可視領域内の波長のレーザ光を実現することができる。
【０００３】
上記組み合わせた技術の一例として、下記の特許文献１がある。これによれば、周期的ドメイン反転構造の光導波路中の部分に電界を加えることができるので、この電界によりこの部分ではポッケルス効果が生じることになる。
【０００４】
また、高い効率での波長変換を可能とするために、従来、擬似位相整合（Quasi Phase Matching：ＱＰＭ）を用いる波長変換デバイスが開発されている。ＱＰＭ波長変換デバイスには、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）の分極反転結晶（Periodically Poled  Lithium Niobate：ＰＰＬＮ）を用いることができる。ＱＰＭ波長変換デバイスを製造するための技術としては、例えば、下記方法が知られている。
【０００５】
図１１は、従来の波長変換素子の製造方法を示す図である。まず、図１１（Ａ）では、光学結晶であるニオブ酸リチウム（ＬＮ）基板１００に導電箔１０２を形成する。次に、図１１（Ｂ）では、導電箔１０２をパターニングしダイシングマーク１０４を形成する。次に、図１１（Ｃ）では、ＬＮ基板１００とダイシングマーク１０４とにレジスト層１０６を形成する。次に、図１１（Ｄ）では、レジスト層１０６をパターニングし、分極パターンを形成する。次に、図１１（Ｅ）では、ＬＮ基板１００に周期的な分極反転構造を形成する。分極反転構造は、エッチング処理を施し可視化して確認する。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１２７２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の構成では、電圧印加による効率向上を図る構成であり、コストの増大が見込まれる。
【０００８】
また、分極反転構造は、絶縁体の微細なパターンを結晶基板上に形成し、基板へ高電圧を印加することで作成できる。従来の技術では、絶縁体のパターンの形成には、フォトマスクを介したフォトレジストの露光等、フォトリソグラフィ技術が用いられている。高い波長変換効率を実現するには、分極反転結晶の周期構造は均一であり、入射レーザ光線と分極反転周期構造が垂直である事が望ましく、また、波長変換素子の入射面、または出射面と分極反転構造が所定の角度で形成されている事が必要である。しかし、ダイシング用アライメントマークと分極反転パターンを別々のフォトリソグラフィ技術により形成する場合、断面形状が細密になるに従い、相対的角度誤差に起因する、分極反転パターンを斜光として入射する成分により、所定の設計分極反転ピッチと異なる光路となることで、波長変換効率が著しく低下する事が問題となっている。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、均一な周期構造の分極反転結晶を容易に作成可能とし、高い波長変換効率の波長変換素子を量産するための波長変換素子及びその製造方法、レーザ光源装置、照明装置、モニタ装置並びに画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係る波長変換素子の製造方法は、分極反転構造による波長変換素子の製造方法であって、光学結晶基板に分極反転構造を形成する第１の工程と、前記光学結晶基板の前記分極反転構造をエッチングにより露出させ確認する第２の工程と、を含み、前記第１の工程は、前記分極反転構造のうち少なくとも一部はダイシングマークとして同時に形成され、前記第２の工程は、前記ダイシングマークを露出させることを含む。
【００１１】
本発明によれば、分極反転構造を作りこむことで、同時にダイシングマークが作りこまれるので、工程を減らすことが可能となると同時に、アライメントマーク作成時のアライメントずれによるマーク作成時に起因するダイシングずれを抑制でき、ダイシングマークと分極反転構造を高精度に合わせる本来の設計形状の作りこみと、製造誤差の軽減による精度向上を図り、均一な周期構造の分極反転結晶を容易に作成可能とし、高精度の反転パターンとの波長変換素子端面を高精度で形成でき高波長変換効率の波長変換素子を量産するための波長変換素子の製造方法を提供する。
【００１２】
（２）この波長変換素子の製造方法において、前記分極反転構造の、前記光学結晶基板の前記ダイシングマークが形成される面側の、端部領域は、前記光学結晶基板の前記ダイシングマークが形成される面とは反対の面側の端部領域より狭くてもよい。
【００１３】
（３）この波長変換素子の製造方法において、前記ダイシングマークが形成される前記光学結晶基板の結晶面は、＋Ｚ面であってもよい。
【００１４】
（４）本発明に係る波長変換素子は、上記（１）から（３）のいずれか一項に記載の製造方法で製造された。
【００１５】
本発明によれば、分極反転構造を作りこむことで、同時にダイシングマークが作りこまれるので、工程を減らすことが可能となると同時に、ダイシングずれを抑制でき、ダイシングマークと分極反転構造を高精度に合わせる本来の設計形状の作りこみと、製造誤差の軽減による精度向上を図り、均一な周期構造の分極反転結晶を容易に作成可能とし、高い波長変換効率の波長変換素子を量産するための波長変換素子の製造方法で製造された波長変換素子を提供する。
【００１６】
（５）本発明に係るレーザ光源装置は、上記（４）に記載の波長変換素子を備える。
【００１７】
本発明によれば、分極反転構造を作りこむことで、同時にダイシングマークが作りこまれるので、工程を減らすことが可能となると同時に、ダイシングずれを抑制でき、ダイシングマークと分極反転構造を高精度に合わせる本来の設計形状の作りこみと、製造誤差の軽減による精度向上を図り、均一な周期構造の分極反転結晶を容易に作成可能とし、高い波長変換効率の波長変換素子を量産するための波長変換素子の製造方法で製造された波長変換素子を備えるレーザ光源装置を提供する。
【００１８】
（６）本発明に係る照明装置は、上記（５）に記載のレーザ光源装置を備える。
【００１９】
本発明によれば、分極反転構造を作りこむことで、同時にダイシングマークが作りこまれるので、工程を減らすことが可能となると同時に、アライメントマーク作成時のアライメントずれによるマーク作成時に起因するダイシングずれを抑制でき、ダイシングマークと分極反転構造を高精度に合わせる本来の設計形状の作りこみと、製造誤差の軽減による精度向上を図り、均一な周期構造の分極反転結晶を容易に作成可能とし、高い波長変換効率の波長変換素子を量産するための波長変換素子の製造方法で製造された波長変換素子を備えるレーザ光源装置を備える照明装置を提供する。
【００２０】
（７）本発明に係るモニタ装置は、上記（５）に記載のレーザ光源装置と、前記レーザ光源装置により照射された被写体を撮像する撮像手段と、を備える。
【００２１】
本発明によれば、分極反転構造を作りこむことで、同時にダイシングマークが作りこまれるので、工程を減らすことが可能となると同時に、ダイシングずれを抑制でき、ダイシングマークと分極反転構造を高精度に合わせる本来の設計形状の作りこみと、製造誤差の軽減による精度向上を図り、周期構造の分極反転結晶を容易に作成可能とし、高い波長変換効率の波長変換素子を量産するための波長変換素子の製造方法で製造された波長変換素子を備えるレーザ光源装置を備えるモニタ装置を提供する。
【００２２】
（８）本発明に係る画像表示装置は、上記（５）に記載のレーザ光源装置と、前記レーザ光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調手段と、前記光変調手段により形成された画像を投写する投写手段と、を備える。
【００２３】
本発明によれば、分極反転構造を作りこむことで、同時にダイシングマークが作りこまれるので、工程を減らすことが可能となると同時に、ダイシングずれを抑制でき、ダイシングマークと分極反転構造を高精度に合わせる本来の設計形状の作りこみと、製造誤差の軽減による精度向上を図り、均一な周期構造の分極反転結晶を容易に作成可能とし、高い波長変換効率の波長変換素子を量産するための波長変換素子の製造方法で製造された波長変換素子を備えるレーザ光源装置を備える画像表示装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
（第１の実施の形態）
本実施の形態は、波長変換素子の製造方法の理解を容易にするために、先に、波長変換素子が組み込まれた照明装置を説明する。
【００２６】
（Ａ．装置全体の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の概略構成図である。本実施の形態に係る照明装置２は、図１に示すように、レーザ光源装置４と、レーザ光源装置４から発したレーザ光を拡散する拡散素子６とを備える。レーザ光源装置４は、半導体レーザアレイ１０を内蔵するレーザセル１０Ｃと、本発明の「波長変換素子」に相当する光波長変換素子１２を内蔵するジャケット１２Ｅと、外部光共振器として機能する反射ミラー１４とを備える。ジャケット１２Ｅには、サーミスタと共に温度制御用のペルチェ素子が備えられており、光波長変換素子１２の温度を高精度に制御可能な構成となっている。なお、ペルチェ素子に換えて他の発熱手段とすることもできる。
【００２７】
（Ｂ．要部の構成）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るレーザ光源装置の要部を示す図である。本実施の形態に係るレーザ光源装置４は、図２に示すように又、前述したように、半導体レーザアレイ１０、光波長変換素子１２及び反射ミラー１４を備える。半導体レーザアレイ１０は、光の共振する方向が基板面に対して垂直であり、レーザ光が基板面１０ａに対して垂直に出射するＶＣＳＥＬ（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser）と呼ばれるもので、複数の発光層（活性層）１０ｂが１列に並ぶ１次元のアレイ構造を有する。発光層１０ｂの数は、図示の例では５つとなっているが、５つに限る必要はなく複数のうちの他の数としてもよい。なお、図２に示すように、このアレイ構造の配列方向、すなわち発光層１０ｂの並び方向をｘ軸方向、発光層１０ｂからのレーザ光ＬＢ１の出射方向をｙ軸方向、その双方に垂直な方向をｚ軸方向とする座標軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）が定められており、この座標軸は、必要に応じて以下の説明に用いる。
【００２８】
本実施の形態では、隣り合う発光層１０ｂの間の距離は、第１の間隔Ｓ１という一定の距離となっている。なお、発光層１０ｂは、必ずしも一定の間隔で規則的に配列されている必要はなく、ところによって間隔が異なる構成としてもよい。
【００２９】
光波長変換素子１２は、第２高調波発生（ＳＨＧ）の現象、すなわち、２個の光子が２倍の振動数をもつ１個の光子に変換される２次の非線形光学現象を引き起こす素子であり、強誘電体材料に分極反転構造が形成されたものである。
【００３０】
ここで、光波長変換素子１２の側面端面１２ａから１２ｄはダイシング工程によって切り出された端面であり、分極非反転領域Ｐ０及び分極反転領域Ｐ１（図３参照）と所定の角度の相対関係で形成されている。
【００３１】
例えば、半導体レーザアレイ１０と反射ミラー１４の距離はレーザ発光効率を確保する所定の距離である必要があり、更に正対している必要があり、その間に光波長変換素子１２をできる限り長い光路中に配置することで、高効率を確保できる特性があることから、以下の形態である事が望ましい。
【００３２】
半導体レーザアレイ１０から発せられた光線に対しレーザ光ＬＢ１と、光波長変換素子１２の下部端面１２ｂとは垂直である事が望ましい。また、反射ミラー１４と光波長変換素子１２の上部端面１２ｄとは垂直である事が望ましい。これらの条件を満たすと半導体レーザアレイ１０と反射ミラー１４の間隔内のレーザ光ＬＢ１中に配置する光波長変換素子１２の長さを最大限に確保する事が可能となり、第２高調波ＬＢ２への変換効率を格段に向上させることができる。更に、光波長変換素子１２の下部端面１２ｂまたは１２ｃが分極非反転領域Ｐ０及び分極反転領域Ｐ１との相対関係が高精度に形成されており、各構成部材との位置だしが端面合わせででき、組立て時間の短縮に大きく寄与する。
【００３３】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る光波長変換素子に形成される分極反転構造を模式的に示す図である。本実施の形態に係る分極反転構造は、図３に示すように、強誘電体光学結晶の持つ自発分極の方向が反転された分極反転領域Ｐ１と、その反転がなされていない分極非反転領域Ｐ０とが交互に形成された分極反転列ＰＬを複数備えた構成である。この分極反転列ＰＬの列方向、すなわち分極反転領域Ｐ１と分極非反転領域Ｐ０とが交互に並ぶ方向は、前述したｙ軸方向、すなわち半導体レーザアレイ１０のレーザ光ＬＢ１の出射方向と一致している。なお、分極反転領域Ｐ１は、深さ方向（図中、ｚ軸方向）に貫通している。
【００３４】
上記分極反転構造は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを用いた素子において電界印加法により形成されている。なお、分極反転構造の形成方法は、この方法に限る必要もなく、イオン交換による分極反転法、電子ビームによるマイクロドメイン反転法等の他の方法によるものであってもよい。材料についても、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムに限る必要はなく、それぞれの方法における適正な材料を用いる構成とすればよい。
【００３５】
図３に示すように、分極反転領域Ｐ１のそれぞれは、横（ｘ軸方向）に拡がった形状をしており、その横幅は必ずしも一定の大きさではない。更に、一つの分極反転列ＰＬにおける各分極反転領域Ｐ１のｘ軸方向の位置も、必ずしも一致しておらず、ずれがある。ただし、一つの分極反転列ＰＬにおける各分極反転領域Ｐ１は、列を形成するように、１ラインＬ上に少なくとも位置している。こうした構成の分極反転列ＰＬが、ｘ軸方向、すなわち、半導体レーザアレイ１０のアレイ構造の配列方向に向かって複数配設されている。
【００３６】
そうして、半導体レーザアレイ１０の各発光層１０ｂから出射した各レーザ光ＬＢ１の光路が、複数の分極反転列ＰＬのそれぞれに想定される上記ラインＬのうちの１つを必ず通るように半導体レーザアレイ１０の各発光層１０ｂと光波長変換素子１２との相対的な位置関係が定められている。すなわち、各レーザ光ＬＢ１の光路が、複数の分極反転列ＰＬのうちの１つを必ず通るように、各発光層１０ｂと光波長変換素子１２との相対的な位置関係が定められている。なお、本実施の形態では、分極反転列ＰＬの数と半導体レーザアレイ１０の発光層１０ｂの数とは同じであり、１つの発光層１０ｂに対して１つの分極反転列ＰＬが対応する構成となっている。
【００３７】
また、本実施の形態では、隣り合う分極反転列ＰＬの間の距離は、第２の間隔Ｓ２という一定の距離となっている。ここで、第２の間隔Ｓ２は、半導体レーザアレイ１０の発光層１０ｂの間の距離である第１の間隔Ｓ１と等しい。第２の間隔Ｓ２は、具体的には、１００〜２００［μｍ］である。参考までに、分極反転列ＰＬを構成する分極反転領域Ｐ１の横幅は数百［μｍ］である。なお、分極反転列ＰＬは、必ずしも一定の間隔で規則的に形成されている必要はなく、ところによって間隔が異なる構成としてもよい。この場合には、各間隔は、対応する半導体レーザアレイ１０の発光層１０ｂの間の間隔と同じ大きさである必要がある。
【００３８】
反射ミラー１４は、光波長変換素子１２側の面１４ａに特殊コーティングが施されたものである。この特殊コーティングは、半導体レーザアレイ１０から発した励起光に対しては高反射、光波長変換素子１２から発した第２高調波に対しては高透過となるようなものである。一方、半導体レーザアレイ１０の出射側の基板面１０ａには、前記励起光に対しては高透過、前記第２高調波に対しては高反射となる特殊コーティングが施されている。かかる構成により、半導体レーザアレイ１０の基板面１０ａと反射ミラー１４の面１４ａとの間で光共振器が構成される。半導体レーザアレイ１０から出射したレーザ光は、この光共振器内に閉じこめられる形になって、光波長変換素子１２を何回も透過する。光波長変換素子１２は、前述したようにペルチェ素子により高精度に温度制御されていることから、ノイズの少ない第２高調波を得ることができ、その第２高調波ＬＢ２は、反射ミラー１４を透過し、波長の変換されたレーザ光としてレーザ光源装置４を出射する。
【００３９】
本実施の形態に係るレーザ光源装置及び照明装置は上述のように構成されており、以下光波長変換素子の製造方法について説明する。
【００４０】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る波長変換素子の製造方法により製造されたＳＨＧ素子を示す図である。本実施の形態に係るＳＨＧ素子１２は、例えばＰＰＬＮである。ＳＨＧ素子１２は、周期的に並列された分極反転構造１６を備える。分極反転構造１６は、コヒーレント長ｌｃごとに非線形光学定数ｄの符号を反転させて構成されている。ＳＨＧ素子１２は、ＳＨＧ素子１２へ入射するレーザ光ＬＢ１を、２分の１の波長のレーザ光ＬＢ２に変換して出射させる。
【００４１】
図５及び図６は、本発明の第１の実施の形態に係る波長変換素子の製造方法を示す図である。
【００４２】
本実施の形態に係るＳＨＧ素子１２の製造方法は、分極反転構造による波長変換素子の製造方法である。まず、第１の工程として、光学結晶基板に分極反転構造を形成する。具体的には、図５（Ａ）に示すように、光学結晶基板としてのニオブ酸リチウム（ＬＮ）基板１８にレジスト層２０を形成する。レジスト層２０は、導体間の絶縁を目的とする絶縁層であって、絶縁体により構成される。レジスト層２０は、例えば、絶縁体である有機フォトレジスト等の樹脂を１０μｍ程度成膜することで形成できる。樹脂の成膜は、スピンコートにより行うことができる。
【００４３】
なお、光学結晶としては、ＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）が好ましく用いられるが、この他にＭｇＯ−ｄｏｐｅｄ  ＬｉＮｂＯ3（ＭｇＯ：ＬＮ）、ＬｉＴａＯ3（ＬＴ）、ＫＴｉＯＰｏＯ4（ＫＴＰ）、ＲｂＴｉＯＡｓＯ4、ＲｂＴｉＯＰＯ4なども用いることができる。図５（Ａ）は、光学結晶に絶縁層を形成する絶縁層形成工程である。図５（Ｂ）では、分極反転構造のパターンが形成されたマスク（図示せず）を介してレジスト層２０を露光する。分極反転構造のパターンにおいて、分極反転構造のパターンのうち少なくとも一部は、ダイシングマークのパターンとして形成されている。そして、レジスト層２０のうち露光された部分を取り除くことにより、図５（Ｂ）に示すように、レジスト層２０がパターニングされる。
【００４４】
これにより、図５（Ｂ）に示すように、パターニングされたレジスト層２０を得る。図５（Ｂ）は、レジスト層２０をパターニングするパターニング工程である。
【００４５】
図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）に示す構成を挟んで配置された第１電極２２と第２電極２４との間に電圧を印加する電圧印加工程である。第１電極２２は、ＬＮ基板１８に対してレジスト層２０が形成された側に配置されている。第２電極２４は、ＬＮ基板１８に対してレジスト層２０が形成された側とは反対側に配置されている。第１電極２２、第２電極２４は、ＬＮ基板１８の外縁に沿って配置されたＯリング２６によって、ＬＮ基板１８に固定されている。第１電極２２、ＬＮ基板１８、レジスト層２０、Ｏリング２６によって囲まれた空間内には、液体電極２８が充填される。同様に、第２電極２４、ＬＮ基板１８、Ｏリング２６によって囲まれた空間内にも、液体電極２８が充填される。液体電極２８としては、導電性液体、例えばＬｉＣｌ水溶液を用いることができる。
【００４６】
電源３０は、第１電極２２及び第２電極２４の間に電圧を印加する。電圧の印加は、高電圧パルスを印加することにより行う。電圧の印加により、レジスト層２０が取り除かれた位置から分極反転領域が徐々に成長していく。分極反転領域とは、ＬＮ基板１８の自発分極から分極状態が反転した領域である。そして、ＬＮ基板１８の自発分極のままの非反転領域と分極反転領域とが略同じ幅となったとき、電圧の印加を停止させる。このようにして、図６（Ａ）に示すように、周期的な分極反転構造１６を持つ光学結晶基板としてのＰＰＬＮ基板３２を得る。分極反転構造１６のうち少なくとも一部はダイシングマーク３４として同時に形成される。
【００４７】
次に、第２の工程として、ＰＰＬＮ基板３２の分極反転構造１６をエッチングにより露出させ確認する。ＰＰＬＮ基板３２の分極反転構造１６をエッチングにより露出させ確認することは、ダイシングマーク３４を露出させることを含む。具体的には、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すように、周期的な分極反転構造１６を持つＰＰＬＮ基板３２の分極反転構造を観察する工程である。分極反転構造を観察する方法として、分極反転処理を行った結晶に対してエッチングを施す方法がある。エッチングにより分極反転構造が観察できるのは、＋Ｚ面と−Ｚ面（反転させるべき分極方向をＺ軸方向とするとき、該Ｚ軸方向に対して垂直な２面）におけるエッチングレートが分極反転部と非反転部とで異なり、結果として、図６（Ｂ）に示すように、周期的な分極反転構造が可視化されて観察できるようになる。これは、エッチングレートが分極反転部と非反転部とで異なる結果、周期的な分極反転構造がそのエッチング面において凹凸状に浮き出し、これにより分極反転構造が可視化されて観察できるようになる。分極反転構造１６が可視化されて観察できるようになることは、ダイシングマーク３４が可視化されることを含む。
【００４８】
このエッチングの具体的方法としては、例えば、６０度程度のＨＦ＋ＨＮＯ3混合液（ＨＦ：ＨＮＯ3＝１：２）に５〜１０分程度、浸漬する等の方法を採用することができる。この場合、結晶張り合わせ面には、エッチングに対する保護層を設けることが望ましい。この保護層としては、例えばエッチング液に対して耐性のあるワックス層を被覆する方法、または、エッチングを行いたい面のみ、エッチング液に接する方法などが挙げられる。
【００４９】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る分極反転構造を示す図である。電圧の印加により、ＬＮ基板１８の分極反転領域は、レジスト層２０の溝部３６の位置から、ＬＮ基板１８の厚み方向、及び厚み方向に垂直な横方向へ拡がる。よって、ＰＰＬＮ基板３２の分極反転領域の幅ｄ３は、レジスト層２０の溝部３６の幅ｄ１より大きくなる。ＰＰＬＮ基板３２の非反転領域の幅ｄ４は、レジスト層２０の凸部３８の幅ｄ２より小さくなる。
【００５０】
レジスト層２０の溝部３６の幅ｄ１を適宜決定することにより、ＰＰＬＮ基板３２に形成される分極反転領域の幅ｄ３を調整することができる。ＰＰＬＮ基板３２の分極反転領域の幅ｄ３と非反転領域の幅ｄ４とを略同じとするには、レジスト層２０の溝部３６の幅ｄ１を凸部３８の幅ｄ４以下とする必要がある。好ましくは、レジスト層２０の溝部３６及び凸部３８を合わせた幅（ｄ１＋ｄ２）に対して、溝部３６の幅ｄ１が２０〜５０％を占めることが望ましい。これにより、ＰＰＬＮ基板３２の分極反転領域の幅ｄ３、及び非反転領域の幅ｄ４を略同じとする調整が可能となる。
【００５１】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係るダイシングマークを示す図である。本実施の形態に係るダイシングマーク３４は、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ＰＰＬＮ基板３２の＋Ｚ面に設けることができる。ダイシングマーク３４は、−Ｚ面に設けられていてもよい。ダイシングマーク３４は、分極反転構造１６に対向する位置とオーバーラップしない位置に設けられていてもよい。ダイシングマーク３４は、ＬＮ基板１８のダイシングに用いられる。ダイシングマーク３４は、アライメントマークであってもよい。ダイシングマーク３４の形状は、特に限定されず、円形であっても、多角形であっても、これらを組み合わせた形状であってもよい。例えば、ダイシングマーク４０は、図８（Ｃ）に示すように、光学結晶基板としてのＰＰＬＮ基板４２の−Ｚ面に、複数の円形の集まりで形成されている。
【００５２】
本実施の形態によれば、分極反転構造１６を作りこむことで、同時にダイシングマーク３４，４０が作りこまれるので、工程を減らすことが可能となる。更に、ダイシングずれを抑制でき、ダイシングマーク３４，４０と分極反転構造１６とを高精度に合わせる本来の設計形状の作りこみと、製造誤差の軽減による精度向上を図り、均一な周期構造の分極反転結晶を容易に作成可能とし、高い波長変換効率の波長変換素子を量産するための波長変換素子の製造方法が提供できる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について次に説明する。
【００５４】
図９は、本発明の第２の実施の形態に係るモニタ装置の概略構成図である。本実施の形態に係るモニタ装置５０は、装置本体５２と、光伝送部５４とを備える。装置本体５２は、前述した第１の実施の形態のレーザ光源装置４を備える。レーザ光源装置４は、第１の実施の形態で説明したように、半導体レーザアレイ１０、光波長変換素子１２及び反射ミラー１４を備える。
【００５５】
光伝送部５４は、光を送る側と受ける側の２本のライトガイド５６，５８を備える。各ライトガイド５６，５８は、多数本の光ファイバを束ねたもので、レーザ光を遠方に送ることができる。光を送る側のライトガイド５８の入射側にはレーザ光源装置４が配設され、その出射側には拡散板６０が配設されている。レーザ光源装置４から出射したレーザ光は、ライトガイド５６を伝って光伝送部５４の先端に設けられた拡散板６０に送られ、拡散板６０により拡散されて被写体を照射する。
【００５６】
光伝送部５４の先端には、結像レンズ６２も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ６２で受けることができる。その受けた反射光は、受け側のライトガイド５８を伝って、装置本体５２内に設けられた撮像手段としてのカメラ６４に送られる。この結果、レーザ光源装置４により出射したレーザ光により被写体を照射したことで得られる反射光に基づく画像をカメラ６４で撮像することができる。
【００５７】
以上のように構成されたモニタ装置５０によれば、高出力のレーザ光源装置４により被写体を照射することができることから、カメラ６４により得られる撮像画像の明るさを高めることができる。
【００５８】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について次に説明する。
【００５９】
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係るプロジェクタの概略構成図である。図中においては、簡略化のため画像表示装置としてのプロジェクタ７０を構成する筐体は省略している。本実施の形態に係るプロジェクタ７０は、赤色光を射出する赤色レーザ光源装置７２Ｒと、緑色光を射出する緑色レーザ光源装置７２Ｇと、青色光を射出する青色レーザ光源装置７２Ｂとを備える。
【００６０】
赤色レーザ光源装置７２Ｒは、赤色のレーザ光ＬＢｒを発する一般的な半導体レーザアレイである。緑色レーザ光源装置７２Ｇは、前述した第１の実施の形態のレーザ光源装置４と同一の構成で、半導体レーザアレイ１０、光波長変換素子１２及び反射ミラー１４を備える。この光波長変換素子１２では、緑色の波長のレーザ光ＬＢｇを出射するように波長変換がなされている。青色レーザ光源装置７２Ｂは、前述した第１の実施の形態のレーザ光源装置４と同一の構成で、半導体レーザアレイ１０、光波長変換素子１２及び反射ミラー１４を備える。この光波長変換素子１２では、青色の波長のレーザ光ＬＢｂを出射するように波長変換がなされている。
【００６１】
また、プロジェクタ７０は、液晶ライトバルブ（光変調手段）７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂと、クロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）７８と、投写レンズ（投写手段）８０とを備えている。液晶ライトバルブ（光変調手段）７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂは、各色のレーザ光源装置７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂから射出された各色のレーザ光ＬＢｒ，ＬＢｇ，ＬＢｂをパソコン等から送られてきた画像信号に応じてそれぞれ変調する。クロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）７８は、液晶ライトバルブ７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂから射出された光を合成して投写レンズ８０に導く。投写レンズ（投写手段）８０は、液晶ライトバルブ７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン８２に投写する。
【００６２】
更に、プロジェクタ７０は、各レーザ光源装置７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂから射出されたレーザ光の照度分布を均一化させるため、各レーザ光源装置７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂよりも光路下流側に、均一化光学系７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂを設けている。これらによって照度分布が均一化された光によって、液晶ライトバルブ７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂを照明している。例えば、均一化光学系７４Ｒ，７４Ｇ、７４Ｂは、ホログラムやフィールドレンズによって構成される。
【００６３】
各液晶ライトバルブ７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム７８に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投写レンズ８０によりスクリーン８２上に投写され、拡大された画像が表示される。
【００６４】
以上のように構成されたプロジェクタ７０によれば、高出力のレーザ光源装置７２Ｇ，７２Ｂを用いることができることから、高輝度の画像を表示することができる。
【００６５】
なお、本発明は上記した実施の形態や変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【００６６】
（１）前記第１の実施の形態では、レーザ光源としての発光層を複数配列した半導体レーザアレイ１０を用いていたが、これに換えて、発光層が１つだけの単体のレーザ光源を用いた構成としてもよい。この場合には、光波長変換素子１２に形成された複数の分極反転列ＰＬのいずれか１つに対して前記単体のレーザ光源の光路が位置するようにすればよい。
【００６７】
（２）前記実施の形態では、レーザアレイとしてＶＣＳＥＬ型のものを用いていたが、これに換えて、光の共振する方向が基板面に対して平行になる端面発光型のレーザアレイを用いる構成としてもよい。更には、レーザ光源は、半導体レーザに換えて、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ、自由電子レーザ等、他の種類のレーザとすることもできる。
【００６８】
（３）前記実施の形態では、光波長変換素子１２は、分極反転領域Ｐ１が深さ方向に貫通しているＳＨＧ素子であったが、これに換えて、基板上に光導波路を設けた光導波路型のＳＨＧ素子であってもよい。この場合、強誘電体の基板に形成された分極反転列の上部の光導波路部分にレーザ光の光路が位置するように、レーザ光源の配設位置が定められた構成となる。
【００６９】
（４）前記第３の実施の形態のプロジェクタ７０は、いわゆる３板式の液晶プロジェクタであったが、これに換えて、色毎に時分割でレーザ光源装置を点灯することにより１つのライトバルブのみでカラー表示を可能とした構成等の単板式の液晶プロジェクタとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るレーザ光源装置の要部を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光波長変換素子に形成される分極反転構造を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る波長変換素子の製造方法により製造されたＳＨＧ素子を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る波長変換素子の製造方法を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る波長変換素子の製造方法を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る分極反転構造を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るダイシングマークを示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るモニタ装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るプロジェクタの概略構成図である。
【図１１】従来の波長変換素子の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
２…照明装置  ４…レーザ光源装置  ６…拡散素子  １０…半導体レーザアレイ  １０ａ…基板面  １０ｂ…発光層  １０Ｃ…レーザセル  １２…光波長変換素子（ＳＨＧ素子）  １２Ｅ…ジャケット  １４…反射ミラー  １４ａ…面  １６…分極反転構造  １８…ＬＮ基板  ２０…レジスト層  ２２…第１電極  ２４…第２電極  ２６…Ｏリング  ２８…液体電極  ３０…電源  ３２…ＰＰＬＮ基板  ３４…ダイシングマーク  ３６…溝部  ３８…凸部  ４０…ダイシングマーク  ４２…ＰＰＬＮ基板  ５０…モニタ装置  ５２…装置本体  ５４…光伝送部  ５６…ライトガイド  ５８…ライトガイド  ６０…拡散板  ６２…結像レンズ  ６４…カメラ  ７０…プロジェクタ（画像表示装置）  ７２Ｒ…赤色レーザ光源装置  ７２Ｇ…緑色レーザ光源装置  ７２Ｂ…青色レーザ光源装置  ７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂ…均一化光学系  ７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂ…液晶ライトバルブ  ７８…クロスダイクロイックプリズム  ８０…投写レンズ  ８２…スクリーン  ＰＬ…分極反転列  Ｐ０…分極非反転領域  Ｐ１…分極反転領域  ＬＢ１…レーザ光  ＬＢ２…第２高調波  Ｓ１…第１の間隔  Ｓ２…第２の間隔。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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