高いピークパワーのレーザ出力を生成する際に効率的な高調波変換を行うためにレーザビームの和周波又は差周波混合を行う方法であって、入口小平面と内部と長さとを有する複屈折結晶周波数変換媒体を準備し、前記周波数変換媒体の前記入口小平面へ入射する入口角に対して、それぞれ第1及び第2の伝搬路に沿って伝搬する第1及び第2のレーザビームを導き、前記第1のレーザビームは第1の波長と第1のスポット形状とを有し、前記第2のレーザビームは第2の波長と第2のスポット形状とを有し、前記周波数変換媒体の複屈折性が、前記第1及び第2のレーザビームが前記周波数変換媒体の内部を長さ方向に沿って伝搬するときの、前記第1及び第2のレーザビームの前記第1及び第2の伝搬路の有効相互作用長さに対する広がりと重なりに寄与し、前記入口角を前記第1及び第2のスポット形状に楕円率を与えるような値に設定することにより前記周波数変換媒体の積分複屈折補償をもたらし、これにより、前記入口小平面への前記第1及び第2のレーザビームの垂直入射を表す前記入口角の値との比較において、周波数変換媒体内を伝搬する、広がる前記第1及び第2のレーザビームの第1及び第2の楕円形スポットサイズの重なりの有効相互作用長さがより長くなり、高いピークパワーでの高調波レーザ出力の生成における和周波又は差周波混合を行う、方法。前記複屈折結晶周波数変換媒体は、タイプI又はタイプIIの臨界位相整合非線形結晶である、請求項1の方法。前記臨界位相整合非線形結晶は、LBO、BBO、KTP、CBO、CLBO、KDP、KBBF、LiNb03、KNb03、GdCOB、又はRBBFを含む、請求項2の方法。前記複屈折結晶周波数変換媒体は臨界位相整合非線形結晶であり、前記入口角はくさび形小平面のある非線形結晶を形成する値に設定される、請求項1の方法。前記高調波レーザ出力の生成は、2次、3次、4次、又は5次高調波生成を含む、請求項1の方法。前記複屈折結晶周波数変換媒体は、キャビティ外レーザシステム構成の要素である臨界位相整合非線形結晶である、請求項1の方法。前記複屈折結晶周波数変換媒体は、キャビティ内レーザシステム構成の要素である臨界位相整合非線形結晶である、請求項1の方法。前記入口角の値が約10°以上である、請求項1の方法。前記入口角の値が約10°から約40°の間である、請求項8の方法。前記複屈折結晶周波数変換媒体は出口小平面を有し、該出口小平面は、前記入口角により与えられた前記楕円率を補償してこれにより丸形ビームスポットサイズを有する前記高調波レーザ出力を生成するような値の出口角に設定される、請求項1の方法。レーザビームの和周波又は差周波混合を行う方法は、高いピークパワーのレーザ出力を生成する際に効率的な高調波変換を行う。この方法は、入口小平面と内部と長さとを有する複屈折結晶周波数変換媒体を用いる。それぞれ第1及び第2の伝搬路に沿って伝搬する第1及び第2のレーザビームが、上記周波数変換媒体の上記入口小平面へ入射する入口角に対して導かれる。上記第1のレーザビームは第1の波長と第1のスポット形状とを有し、上記第2のレーザビームは第2の波長と第2のスポット形状とを有する。上記周波数変換媒体の複屈折性が、上記第1及び第2のレーザビームが上記周波数変換媒体の内部を長さ方向に沿って伝搬するときの、上記第1及び第2のレーザビームの上記第1及び第2の伝搬路の有効相互作用長さに対する広がりと重なりに寄与する。上記入口角の値を上記第1及び第2のスポット形状に楕円率を与えるような値に設定することにより上記周波数変換媒体の積分複屈折補償がもたらされる。これにより、上記入口小平面への上記第1及び第2のレーザビームの垂直入射を表す上記入口角の値との比較において、周波数変換媒体内を伝搬する、広がる上記第1及び第2のレーザビームの第1及び第2の楕円形スポットサイズの重なりの有効相互作用長さがより長くなり、高いピークパワーでの高調波レーザ出力の生成における和周波又は差周波混合を行う。上記複屈折結晶周波数変換媒体は、好ましくはタイプI又はタイプIIの臨界位相整合非線形結晶である。上記入口角を設定することにより、上記非線形結晶内を伝搬するビームに楕円率を与える円柱レンズとして作用し、これによりウォークオフ現象の作用を低減する、くさび形小平面のある非線形結晶が形成される。上記くさび形小平面のある非線形結晶は、変換効率が改善された和周波又は差周波生成のキャビティ内構成及びキャビティ外構成の双方において使用できる。上記非線形結晶は、LBO、BBO、KTP、CBO、CLBO、KDP、KBBF、LiNb03、KNb03、GdCOB、及びRBBFのいずれか1つとすることができる。上記くさび形小平面のある非線形結晶は、より短い波長を得るための高調波生成のために、あるいはより長い波長を得るための光学パラメータオシレータOPOとともに使用することができる。この高調波生成は、2次、3次、4次、及び5次高調波生成であり得る。付加的な態様及び利点は、添付図面を参照して述べられる以下の好ましい実施形態の詳細な説明から明らかになるであろう。図2は、入力レーザビーム34及び36の和周波又は差周波を有するレーザ出力32を生成する際に使用される、従来技術の略矩形の複屈折結晶周波数変換媒体又は非線形結晶30の図である。非線形結晶30は、反射防止AR膜40により覆われた入口小平面38と、3mmから5mmの幅42と、約10mmの長さ44とを有している。和周波及び差周波生成において用いられる非線形結晶材料は、典型的には1.6から2.0の屈折率nを有している。以下の説明は、1064nmNd:YAGレーザの赤外IRビーム34を2逓倍532nm緑色光ビーム36と混合することにより、355nmUV光出力32の和周波を生成する例を説明する。臨界位相整合は、非線形結晶30において非線形過程の位相整合を得るために使用される手法である。相互作用する入力ビーム34と36は、屈折率楕円体の軸に対する角度で位置決めされる。臨界位相整合が機能するビーム角度の範囲は制限されている受光角と呼ばれる。市販の非線形結晶には、臨界位相整合作用に対して結晶の入口面の垂線に非常に近い公称入口角がある。したがって、結晶位相整合は、位相整合構成を見い出すために使用される結晶又はビームの角度調整である。さらに、垂直入射すなわち垂直入射光用のAR膜40は、目に見える入射光の反射の開始により光透過損失が著しくなるまでに入口角が垂直面から外れることができる範囲すなわち±10°に影響する。IRビーム34と緑色光ビーム36は、互いに平行に伝搬し、AR膜で覆われた入口小平面38にほぼ垂直なすなわち90°±5°入口角で入射し、特定の温度で臨界位相整合を実現する。空間的ウォークオフは、複屈折結晶内を伝搬するビームの強度分布が、ビームの伝搬方向から離れる現象である。空間的ウォークオフは、臨界位相整合の受光角に直接関係する。ビームの広がりが大きい高密度収束ビームが使用される場合、位相整合が不完全になる。図3は、くさび形小平面のある非線形結晶30’の図であり、非線形結晶30’は、透過損失を少なくするために、入口小平面38’を入口角θに設定し、AR膜40の特定の入射角を入口角θと同じ値に変更することにより形成される。入口角θは、非線形結晶30’の積分複屈折補償をもたらす。これは、相互作用する入力ビーム34と36のスポット形状に楕円率を与え、発散する入力ビーム34及び36の楕円形のスポットの重なりの有効相互作用長さを長くするような値に入口角θを設定することにより達成される。図4A及び図4Bは、図2の20mm長の従来の矩形非線形結晶30内を伝搬する光ビーム34及び36の丸形スポット形状と、図3の20mm長のくさび形小平面のある非線形結晶30’内を伝搬する光ビーム34及び36の楕円形スポット形状の連続的な重なりをそれぞれ示す図である。図4Aは、それぞれの光ビーム34及び36の円形スポット形状50及び52が、非線形結晶30の長さ方向に沿って伝搬していくにつれ、スポットの重なりを減らしつつ広がっていく様子を示している。図4Bは、楕円形スポット形状54及び56が、非線形結晶30の長さ方向に沿った対応する位置における円形スポット形状50及び52よりも、非線形結晶30’の長さ方向において大きいことを示しており、非線形結晶30’の長さ方向において重なっている範囲が、円形スポット形状50及び52が非線形結晶30の長さ方向に沿った対応する位置において重なっているよりも大きくなっており、また、非線形結晶30’の内部で占める部分が、円形スポット形状50及び52が非線形結晶30の内部で占める部分よりも大きい。したがって、スポット形状54及び56の楕円率により、図2の非線形結晶30を伝搬していくビーム34及び36のスポット形状50及び52のものと比較すると、重なっている部分の有効相互作用長さがより大きくなっている。非線形結晶30を出たレーザビームの円形スポット形状50及び52の重なりが小さくなっていくことにより、高次レーザモードが生成され、ガウス形状から乖離したレーザ出力となる。楕円形スポット形状54及び56の重なりが大きくなっていくことにより、レーザ出力がガウス形状により近くなる。図5は、1.4、1.6、1.8、及び2.0に等しい4つの屈折率nに対する入口角30の関数としての、くさび形小平面のある非線形結晶30’内を伝搬するレーザビーム34の楕円率を示すグラフである。図5は、入口角θが大きくなると、入力レーザビームにおける楕円形スポット形状の偏心率が大きくなることを示している。パルス繰返し率、パルス幅、及び平均パワーの選択された組み合わせのそれぞれに対して、入力ビームのスポット形状、非線形結晶長さ、ウォークオフ角、及び入口角θの最適な組み合わせを決めることができる。入口角θは、動作上、入射光ビームの任意の波長に対して有効である。図5から、約10°より大きく、好ましくは約10°から約40°の間の入口角θにより有効相互作用長さが効果的に大きくなることが明らかになる。ウォークオフ作用が低減されるので、レーザスポットサイズを小さく、非線形結晶を長くしつつ、高調波変換効率及びビーム品質を高めることができる。長さ20mmの2つのLBO結晶を使って本開示の高調波変換方法と従来技術の高調波変換方法とを比較する実験を行った。一方のLBO結晶は、図2に示される従来の矩形状であり、他方のLBO結晶は、0.47ラジアン角27°のくさび形小平面のある入口面を有するものであった。LBO結晶に入射した10KWピークパワーの緑色及びIR光ビームにより、従来のLBO結晶では2KWピークパワーのUV出力が生成され、くさび形小平面のあるLBO結晶では3.6KWピークパワーのUV出力が生成された。したがって、本開示方法の実施により高調波変換効率が20から36に増える。くさび形小平面のある非線形結晶により実現される高調波周波数変換は、キャビティ外構造又はキャビティ内構造のいずれにおいても構成することができる。非線形結晶材料はタイプI又はタイプIIとすることができ、周波数変換は和周波又は差周波いずれであってもよい。非線形結晶は、BBO、LBO、CBO、CLBO、KBBF、RBBF、KTP、LiNb03、KNb03、GdCOB、及びBIBOのいずれであってもよい。図6A、図6B、及び図6Cは、考えられる3つのキャビティ外高調波周波数変換の構成を示す簡略化ブロック図である。図6Aは、光軸70に沿って光学的に直列に並べられた光学要素であって、第1の集束レンズ74と第2の集束レンズ76との間に配置された従来の非線形結晶の2次高調波発生器SHG72を含む光学要素を示している。3次高調波発生器THG78が第2の集束レンズ76の出口面に隣接して配置されている。THG78は、空間的ウォークオフ作用を低減するくさび形小平面のある入口面80を有している。図6Bは、従来の非線形結晶72をくさび形小平面のある非線形結晶SHG72’で置き換え、THG78のくさび形小平面のある入口面80の角度が異なる点を除いて、図6Aのものと同様の1組の光学要素を示している。図6Bは、空間的ウォークオフ作用を低減するために、SHGの非線形結晶及びTHGの非線形結晶の両方がくさび形小平面のある入口面を持ち得ることを示している。図6Cは、非線形結晶THG78を非線形結晶THG78’で置き換えて、くさび形小平面のある入口面80とともに、くさび形小平面のある出口面82を設けて、楕円形ビームを円形ビームに再整形し、これにより円柱レンズの必要性をなくしている点を除いて、図6Bのものと同じ組の光学要素を示している。図7は、キャビティ内高調波周波数変換の構成を示す簡略化ブロック図である。くさび形小平面のある非線形結晶90は、従来の非線形結晶SHG92と出力カプラ94との間に配置される。特に、パルス繰返し率が高く、ピークパワーの低いキャビティ内3次高調波生成については、変換効率がくさび形小平面のある非線形結晶90の長さに比例する。くさび形小平面のある非線形結晶を用いた高調波周波数変換については、集束ビームスポットサイズが100μmであれば、ウォークオフ作用を著しく低減する、20mmよりも長いくさび形小平面のあるLBO結晶~0.47ラジアンを設計することができる。同一の動作条件の下での従来の矩形のLBO結晶については結晶の最大長が10mmである。したがって、本開示方法の実施により効率が上がることを期待することができる。本発明の基礎をなす原則から逸脱することなく上述した実施形態の詳細に対して多くの変更をなし得ることは、当業者には自明であろう。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ画定されるべきである。