波長轉換激光光源、光學元件以及圖像顯示裝置的制作方法

專利名稱：波長轉換激光光源、光學元件以及圖像顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用非線性光學效應對激光光源發出的激光進行波長轉換的波長轉換激光裝置。
背景技術：
用于獲得可見激光或紫外激光的各種波長轉換激光光源正在得到開發和實用化。 這種波長轉換激光光源例如通過利用非線性光學效應的波長轉換，將從Nd: YAG激光器或 NchYVO4激光器發出的光轉換為作為可見光的綠色光。或者，波長轉換激光光源將轉換后的綠色光進一步轉換為紫外光。這些可見激光或紫外激光用于例如物質的激光加工或激光顯示器等的光源等。這種激光光源包括NchYVO4等固體激光介質與鈮酸鋰等波長轉換元件。專利文獻 1至3提出了具備不使用粘合劑而光學接合的固體激光介質以及波長轉換元件的微芯片型的波長轉換激光光源(光學接觸型(optical contact-type)的波長轉換激光光源)。微芯片型的波長轉換激光光源的輸出最大也僅為IOmW左右。微芯片型的波長轉換激光光源例如作為激光指向器(laser pointer)或瞄準器(collimator)用的光源加以使用。專利文獻1的微芯片型的波長轉換激光光源以提高固體激光介質與波長轉換元件的光學接合的制造成品率為目的。專利文獻1為了實現該目的，提出擴大固體激光介質與波長轉換元件的接合面積的方案。專利文獻2的微芯片型的波長轉換激光光源具備設置在固體激光介質與波長轉換元件的分界面上的光學薄膜。專利文獻2提出用于抑制光的散射的固體激光介質與波長轉換元件的接合方法。根據現有文獻，需要盡可能地減少在固體激光介質與波長轉換元件的分界面(接合面)上的傳播的光的散射和損失。如果激光長時間射入組合固體激光介質與波長轉換元件而形成的光學元件，從光學元件輸出的激光的輸出隨著時間的經過而降低。圖50是說明上述激光的輸出降低的問題的標繪圖。用圖50說明激光的輸出降低。圖50的標繪圖的縱軸表示來自光學元件的激光輸出強度(高諧波輸出)。圖50 的標繪圖的橫軸表示光學元件的驅動時間。圖50例示具備處于光學接觸的固體激光元件及波長轉換元件的光學元件的特性。為了得到圖50的標繪圖而使用的光學元件對從外部射入的激勵激光進行波長轉換，并輸出綠色激光。根據圖50的標繪圖，綠色激光輸出的降低從光學元件射出綠色激光起數十小時后開始。該射出光的輸出降低在波長轉換后的激光的輸出為IOOmW左右時幾乎觀察不到。 但是，當光學元件輸出500mW以上(尤其是IOOOmW以上)的峰值輸出的光時，顯著的輸出降低得到確認。專利文獻1 日本專利公開公報特開2008-102228號專利文獻2 日本專利公開公報特開2008-16833號專利文獻3 日本專利公開公報特開2000-357834號

發明內容
本發明的目的在于提供一種用于抑制因光學元件的長時間驅動而引起的激光的輸出降低的光學元件、具備該光學元件的波長轉換激光光源以及利用該波長轉換激光光源的圖像顯示裝置。本發明所提供的一種波長轉換激光光源包括用于產生基波光的固體激光介質； 將所述基波光轉換為頻率高于所述基波光的第二諧波光的波長轉換元件；以及與所述波長轉換元件相接觸的導電性材料，其中，所述波長轉換元件具備形成有多個極化反轉區域的極化反轉結構，所述導電性材料與和所述極化反轉區域垂直相交的第一側面相接觸。本發明所提供的一種光學元件包括用于產生基波光的固體激光介質；以及將所述基波光轉換為頻率高于所述基波光的第二諧波光的波長轉換元件，其中，所述固體激光介質具有處于與所述波長轉換元件光學接觸的狀態的接合面、以及位于該接合面相一側的相對面，所述接合面的面積Sl大于所述相對面的面積S2。本發明所提供的其他的波長轉換激光光源包括發出光的激勵光源；上述光學元件；以及將所述光聚光于所述光學元件的聚光光學構件，其中，在所述光學元件上形成有沿著所述光的偏振方向延伸的凸起部。本發明所提供的其他的波長轉換激光光源包括發出光的激勵光源；上述光學元件；以及將所述光聚光于所述光學元件的聚光光學構件，其中，所述光學元件具有用于輸出基于所述光生成的激光的輸出鏡，摻雜在所述固體激光介質中的激光活性物質的濃度從所述激勵光源朝著所述輸出鏡而降低。本發明所提供的其他的光學元件包括具有至少局部被鏡面研磨的第一主面的第一光學部件；具有通過氫鍵結合與所述第一主面光學接觸、并與所述第一主面一起形成能夠讓激光透過的光學接觸面的第二主面的第二光學部件；以及密封所述光學接觸面的密封部件，其中，所述第二主面至少局部被鏡面研磨，在所述第一光學部件以及由與該第一光學部件不同的物質形成的所述第二光學部件中的至少其中之一上，形成有與所述光學接觸面的外緣鄰接的凹部或缺口部，設置在所述凹部或缺口部的所述密封部件覆蓋所述光學接觸面的所述外緣。本發明所提供的其他的波長轉換激光光源包括發出光的激勵光源；以及上述光學元件，其中，所述光學元件的所述光學接觸面作為對在所述光學元件中傳播的所述光進行激光振蕩橫模控制的光學窗口發揮作用。本發明所提供的其他的波長轉換激光光源包括發出光的激勵光源；以及上述光學元件，其中，所述第一光學部件以及所述第二光學部件中至少其中之一的形狀沿著所述光的傳播方向呈錐形，與所述傳播方向垂直的所述光學元件的剖面作為對在所述光學元件中傳播的所述光進行激光振蕩橫模控制的光學窗口發揮作用。本發明所提供的圖像顯示裝置包括發出光的激光光源；對所述激光光源供應電流的激光驅動電路；調制所述光以形成圖像的調制元件；反射從所述調制元件射出的光的反射鏡；以及驅動所述調制元件的控制器，其中，所述激光光源具備上述的波長轉換激光光源。


圖1是概略表示一般的光學接觸型的波長轉換激光光源的圖。圖2是對輸出光的遠場光束形狀進行拍攝的照片。圖3是概略表示根據實施方式1的波長轉換元件以及使用波長轉換元件的波長轉換激光光源的結構的圖。圖4是表示激光光源的工作時間與高諧波輸出的關系的標繪圖。圖5是表示具有覆蓋具備極化反轉結構的鈮酸鋰的“y面”的導電性材料的激光光源連續運轉時的輸出變化的標繪圖，以及表示從連續運轉的激光光源輸出的激光的橫模形狀的照片。圖6是匯總了導電性材料的種類、導電性材料的電阻率以及對激光光源的輸出降低的抑制效果的表。圖7是概略表示根據實施方式2的波長轉換元件以及使用波長轉換元件的波長轉換激光光源的結構的圖。圖8是圖7所示的波長轉換激光光源所具備的第一光學元件的概略立體圖。圖9是表示激光光源連續運轉以便向第一光學元件輸入波長為808nm的激勵光， 并從第一光學元件輸出IOOOmW的綠色光時伴隨工作時間的輸出變動的標繪圖，以及對激光光源的連續運轉過程中的橫模形狀進行拍攝的照片。圖10是概略表示根據實施方式3的波長轉換激光光源所使用的光學元件的結構的示意圖。圖11是表示透鏡部的曲率半徑“r”與透鏡部的加工高度的關系的標繪圖。圖12是對激光光源的連續運轉過程中的橫模形狀進行拍攝的照片以及表示激光光源連續運轉時隨著工作時間的輸出變動的標繪圖。圖13是表示連續點燈試驗的結果的標繪圖。圖14概略示出由于在高輸出下的連續點燈而發生了輸出降低或輸出停止時的光學元件。圖15是具有排成列的多個光學元件的光學元件列的立體圖。圖16是圖15所示的光學元件列的俯視圖。圖17是從圖15所示的光學元件列分離出的光學元件的立體圖。圖18是例示條形的光學元件列以及使用光學元件的波長轉換激光器的結構的圖。圖19是表示對光學元件輸入了波長為808nm的激勵光時光學元件的光輸入輸出特性的標繪圖。圖20是表示光學元件的剖面積與針對指定的高諧波輸出所需要的接合強度的關系的曲線圖。圖21是表示組裝有光學元件的激光光源連續工作時的工作時間與高諧波的輸出強度的關系的標繪圖。圖22是條形的光學元件列的照片。圖23是根據實施方式5的光學元件列的概略的立體圖。圖M是圖23所示的光學元件列的俯視圖。
圖25是圖23所示的光學元件列的正視圖。圖沈是概略表示根據實施方式6的激光光源的圖。圖27是概略表示固體激光介質以及固體激光介質內的激光活性物質的濃度分布的圖。圖觀是將用異種材料形成的光學部件進行光學接觸而制作成的光學元件的立體圖。圖四概略示出圖28所示的剖面A。圖30是概略表示MgO:LN晶體的C軸方向上以及Nd: YVO4晶體的C軸方向上的熱膨脹系數的差異、以及由熱膨脹系數的差異引起的晶體膨脹量的差異的計算結果的曲線圖。圖31示出MgO LN晶體基板以及Nd YVO4晶體基板。圖32例示出組裝有光學元件的共振器型的波長轉換激光光源。圖33是概略表示光學接觸前的第一光學部件和第二光學部件的立體圖。圖34是具備處于光學接觸的第一光學部件和第二光學部件的光學元件的立體圖。圖35概略示出圖34所示的剖面B。圖36是具有分散在設置有封止部件的區域內的光學接觸區域的光學元件的概略的立體圖。圖37概略示出圖36所示的剖面C。圖38(A)是具有處于光學接觸的兩個光學部件的光學元件的概略的立體圖，(B) 概略示出(A)中的剖面D，(C)示出從㈧中的箭頭方向看到的光學元件。圖39(A)是具備處于光學接觸的錐形光學部件和長方體光學部件的光學元件的概略的立體圖，(B)概略示出(A)中的剖面E，(C)示出從(A)中的箭頭方向看到的光學元件。圖40是概略表示具備作為光學窗口發揮作用的光學接觸面的光學元件的立體圖。圖41概略示出圖40所示的剖面F。圖42(A)示出在直徑φ為Imm的光學接觸面上觀察到的光束點的像，⑶示出在直徑φ為300 μ m的光學接觸面上觀察到的光束點的像。圖43是光學元件的概略的立體圖。圖44概略示出圖43中所示的剖面G。圖45(A)概略示出在第一光學部件上形成溝的工序，(B)概略示出對形成溝后的第一光學部件和第二光學部件進行光學接觸的工序，(C)概略示出在處于吸附狀態的光學接觸裝配體的溝形成部分中填充密封部件并進行固化的工序，(D)概略示出用于沿著填充有密封部件的溝形成部分，利用切割來截取光學元件的工序，(E)是小片化的光學元件的立體圖。圖46是光學接觸裝配體的實體顯微鏡圖像。圖47是表示通過切割加工而被小片化的光學接觸裝配體的實體顯微鏡的觀察像的照片。圖48是表示將激光作為光源的激光投影儀的圖。
圖49是概略表示使用激光的平視顯示裝置的圖。圖50是說明激光的輸出降低的問題的標繪圖。
具體實施例方式以下，用

波長轉換激光光源、光學元件以及圖像顯示裝置的各種實施方式。圖中，對相同的要素標注相同的標號。與相同的要素有關的說明會變得冗余，因而省略其說明。在以下的說明中，作為波長轉換激光光源及/或光學元件，例示出塊型 (bulk-type)的波長轉換固體激光元件。塊型的波長轉換固體激光元件是處于光學接觸(optical contact)的功能性光學元件。作為處于光學接觸的兩個光學部件，例示有 Nd YVO4(摻釹釩酸釔)晶體以及強介電晶體Mg0:LiNb03(摻氧化鎂鈮酸鋰)晶體(以下簡稱為MgLN晶體)。NchYVO4晶體作為固體激光介質而被例示。另外，MgLN晶體作為波長轉換元件而被例示。取而代之，波長轉換激光光源及/或光學元件也可以用其他合適的物質形成。圖1概略示出一般的光學接觸型的波長轉換激光光源。用圖1說明一般的光學接觸型的波長轉換激光光源所存在的問題。圖1所示的光學接觸型的波長轉換激光光源稱為端面激勵型(端面泵浦型)激光器。激勵光從激光介質的端面輸入。圖1所示的激光光源100包括激勵光源110、準直透鏡120、聚光透鏡130、以及光學元件140。激勵光源110使激勵光PL向準直透鏡120照射。激勵光PL依次在準直透鏡 120、聚光透鏡130、以及光學元件140中傳播。光學元件140包括固體激光介質141和波長轉換元件142。射入有激勵光PL的光學元件輸出輸出光0L。激光光源100還包括形成在固體激光介質141的端面(激勵光PL射入的端面) 上的光學膜150。固體激光介質141具有位于形成有光學膜150的端面相反一側的第一接合面143。第一接合面143與波長轉換元件142接合。波長轉換元件142具有射出輸出光OL的射出端面144、以及位于射出端面144相反一側的第二接合面145。第二接合面145與第一接合面143接合。固體激光介質141的第一接合面143處于與波長轉換元件142的第二接合面145光學接觸的狀態。通過使第一接合面143和第二接合面145光學接觸，形成光學元件140。本實施方式以及后述的各種實施方式中使用的“光學接觸(optical contact) ”的術語以及與其類似的術語是指滿足以下條件的“狀態”。(1)在不借助樹脂材料等粘合材料的情況下光學構件彼此直接接合的狀態。(2)在光學構件彼此之間不存在空氣層的情況下光學構件彼此吸附/貼緊的狀態。如果在采用光學晶體、陶瓷或介電膜(dielectric film)等同種材料或異種材料的光學構件之間，通過電性的力(van der Waals force、范德華力)、氫鍵結合(hydrogen bonding)或機械的外壓力等力，形成滿足上述條件的狀態，則該狀態為光學接觸狀態。在以下的說明中，“光學接觸/處于光學接觸”的術語是指處于上述狀態的一種狀態。另外，“進行光學接觸/使光學接觸”的術語是指成為/使成為上述狀態(方法/動作)。在以下的說明中，“光學接觸面”的術語是指處于上述狀態下的光學構件間的界面。“光學接觸裝配體”的術語是指由已處于上述狀態的光學構件形成的裝配體。下面，對激光光源100的功能以及動作進行說明。如上所述，激光光源100發出激勵光PL。準直透鏡120使激勵光PL成為平行光。 然后，聚光透鏡130將光聚光于構成光學元件140的固體激光介質141。如上所述，在激勵光PL射入的固體激光介質141的端面上，形成有光學膜150。光學膜150對lOeOnm頻帶的光進行高反射，作為共振鏡之一發揮作用。在波長轉換元件142 的射出端面144上，也形成有高反射光學膜(未圖示)。在射出端面144上形成的高反射光學膜也對1060nm頻帶的光進行高反射，作為另一個共振鏡發揮作用。在固體激光介質141的第一接合面143與波長轉換元件142的第二接合面145的分界處，沒有形成光學膜，第一接合面143和第二接合面145光學接觸。在固體激光介質 141的端面上形成的光學膜150 (光反射光學膜)與在波長轉換元件142的射出端面144上形成的光反射光學膜作為共振鏡使用。在這些高反射光學膜之間，1060nm頻帶的光被反復反射，進行共振。這樣，光學元件140作為光共振器發揮作用，振蕩1060nm頻帶的激光。如上所述，如果作為固體激光介質141使用NchYVO4晶體，作為波長轉換元件142 使用MgO = LiNbO3晶體，則固體激光介質141的折射率與波長轉換元件142的折射率的差為 0. 1以下。其結果，即使在第一接合面143與第二接合面145之間不形成光學薄膜，處于光學接觸的固體激光介質141以及波長轉換元件142也能實現光學上的低損失。這樣，如果固體激光介質141和波長轉換元件142光學接觸，則光學薄膜的形成工序以及制造激光光源時的調整工序得以簡化。如果振蕩的lOeOnm頻帶的光通過波長轉換元件142，則1060nm頻帶的光被波長轉換為一半波長的530nm頻帶的光。波長轉換后的530nm頻帶的光作為輸出光0L，從波長轉換元件142的射出端面144輸出。此外，光學元件140可以通過激光介質保持具(未圖示)而被保持。本發明人已經確認，利用包括具有處于光學接觸的固體激光介質141和波長轉換元件142的光學元件140的激光光源100(光學接觸型的激光光源)，進行例如連續輸出峰值輸出為IW的530nm頻帶的光的連續點燈試驗后，從激光光源100射出的輸出光OL (激光)的輸出在大約80小時時發生降低。上述圖50的標繪圖表示連續點燈試驗的結果。作為輸出的波長轉換后的光(高諧波)的橫模形狀(lateral mode shape)的觀測結果，已經確認，在激光光源100點燈開始時為大致圓形的高諧波的橫模形狀隨著時間的經過發生變形，最終變化成紡錘形。觀測到伴隨著上述的橫模變化射出的激光的輸出降低。從表示高諧波輸出與工作時間的關系的圖50可知，輸出與橫模形狀變化相對應地發生降低。圖2是對輸出光OL的遠場光束形狀進行了拍攝的照片。圖2的與“(1) ”對應的照片是表示激光光源100點燈開始時的高諧波的橫模形狀的照片。圖2的與“(2) ”對應的照片是表示激光光源100從點燈開始起經過65小時后的高諧波的橫模形狀的照片。圖2 的與“ C3) ”對應的照片是表示激光光源100從點燈開始起經過85小時后的高諧波的橫模形狀的照片。圖2的與“⑴”、“⑵，，以及“(3) ”對應的照片分別與圖50中的記號“⑴”、 “⑵”以及“(3) ”所示的工作時刻相對應。不僅僅是包括具有固體激光介質141和波長轉換元件142的光學元件140的光學接觸型的激光光源100，在包括用分散/分離配置的光學部件(即固體激光介質、波長轉換元件以及輸出鏡)形成的共振器的激光光源中，也觀察到同樣的輸出降低現象。另外，激光輸出的降低量在光學接觸型的激光光源100中尤其增大。如果固體激光介質和波長轉換元件沒有被光學接觸，則與光學接觸型的激光光源100相比，激光輸出的降低量為1/3左右。 但是，即使在具備沒有被光學接觸的固體激光介質和波長轉換元件的激光光源中，也有必要進行對上述輸出降低的改善。認為輸出降低現象是由于高諧波激光(在圖1所示的激光光源100中，是530nm頻帶的綠色激光)被構成波長轉換元件142的鈮酸鋰或鉭酸鋰吸收而引起的。認為鈮酸鋰或鉭酸鋰對激光的吸收引起局部的折射率變化，其結果，激光振蕩的基波光的波面紊亂(光束形狀發生變化)，使來自激光光源100的輸出降低。鈮酸鋰或鉭酸鋰對激光的吸收使波長轉換元件142內的基波光的功率密度和束腰(beam waist)位置發生變化。其結果，從基波光向高諧波光的轉換效率降低，綠色光的輸出降低。另外，一直以來，對鈮酸鋰或鉭酸鋰進行可見光至紫外線光的照射所引起的折射率變化(“光誘發折射率變化(photoinduced refractive index change) ”)為公知。一般眾所周知通過在鈮酸鋰或鉭酸鋰中摻雜氧化鎂(以下稱為MgO)作為添加物來避免“光誘發折射率變化”。但是，并不知道激光光源以高輸出長時間連續工作時產生的輸出降低現象。本發明人發現了利用在波長轉換元件材料中摻雜MgO的方法不能充分抑制激光輸出的降低，高激光輸出無法長時間保持的問題。根據以下所示的各種實施方式說明的光學元件、具備光學元件的波長轉換激光光源以及使用波長轉換激光光源的圖像顯示裝置適當地解決了上述的問題。以下，對光學元件、具備光學元件的波長轉換激光光源以及使用波長轉換激光光源的圖像顯示裝置進行說明。(實施方式1)圖3是概略表示根據實施方式1的波長轉換元件以及使用波長轉換元件的波長轉換激光光源的結構的示意圖。用圖3說明波長轉換元件以及波長轉換激光光源。圖3的部分(a)概略示出激光光源200。與結合圖1進行說明的激光光源100同樣，是激勵光PL從固體激光介質MO的端面輸入的端面激勵型的激光光源。激光光源200除了上述的固體激光介質MO以外，還包括激勵光源210、準直透鏡 220、聚光透鏡230、波長轉換元件250、以及輸出鏡觀0。輸出光OL從波長轉換元件250通過輸出鏡280被輸出。固體激光介質240隨著激勵光PL的入射產生基波光。另外，波長轉換元件250將基波光向頻率高于基波光的第二諧波光轉換。激光光源200包括形成在激勵光PL射入的固體激光介質MO的入射端面上的光學膜沈0。固體激光介質240具有位于形成有光學膜沈0的端面相反一側的第一端面Ml。波長轉換元件250具有射出第二諧波的射出端面251、以及位于射出端面251相反一側的第二端面252。與波長轉換元件250的射出端面251相對置的輸出鏡觀0的面(曲面觀1)形成凹面形狀。圖3的部分(b)是概略表示波長轉換元件250的立體圖。波長轉換元件250具備周期狀的極化反轉結構253。極化反轉結構253形成于波長轉換元件250的內部。波長轉換元件250具有在射出端面251與第二端面252之間延伸的第一側面254。 形成有極化反轉區域的極化反轉結構253露出于平行于ζ軸(c軸)的第一側面254。第一側面2M與極化反轉區域垂直相交。在本實施方式中，極化反轉結構253露出于第一側面 254。取而代之，極化反轉結構也可以不在波長轉換元件的第一側面上露出。如圖3的部分(d)所示，激光光源200還包括導電性材料270。在本實施方式中， 導電性材料270與露出于第一側面254的極化反轉結構253直接接觸。取而代之，導電性材料也可以與極化反轉結構沒有露出的第一側面接觸。以下，說明根據實施方式1的激光光源200的功能以及動作。激勵光源210發出激勵光PL。準直透鏡220使激勵光PL成為平行光。聚光透鏡 230將激勵光PL聚光到固體激光介質M0。至激勵光PL聚光到固體激光介質240為止的工序與結合圖1說明的激光光源100相同。但是，本實施方式的激光光源200與包括由一體化的光學部件形成的激光共振器的激光光源100不同，包括由分別配備的光學部件形成的激光共振器。形成在固體激光介質MO的入射端面上的光學膜260對振蕩的lOeOnm頻帶的光及其高諧波的530nm頻帶的光進行高反射。另外，在固體激光介質240的第一端面241 (與波長轉換元件250相對置的端面)、波長轉換元件250的第二端面252、以及波長轉換元件 250的射出端面251上，形成有具有防反射(antireflection)特性的光學膜。形成在第一端面Ml、第二端面252以及射出端面251上的光學膜讓振蕩的lOeOnm頻帶的光及其高諧波的530nm頻帶的光透過。在輸出鏡觀0(凹面鏡)的曲面281上形成有光學膜。形成在輸出鏡280上的光學膜對振蕩的lOeOnm頻帶的光進行高反射，另一方面，讓作為其高諧波的530nm頻帶的光透過。這樣，在形成在固體激光介質240的入射端面上的光學膜260與輸出鏡280之間，形成光學共振器。通過該光學共振器，使lOeOnm頻帶的光激光振蕩。激光振蕩的ioeonm頻帶的光每次通過波長轉換元件250，1060nm頻帶的光的一部分被波長轉換為高諧波的530nm頻帶的光。最終，波長轉換后的光作為輸出光0L，從輸出鏡 280向共振器外部輸出。如結合圖50所說明的那樣，具備固體激光介質與波長轉換元件的波長轉換激光光源被長時間驅動后，綠色輸出降低的現象得以確認。另外，認為激光的橫模的形狀發生變化的原因是因波長轉換元件(例如鈮酸鋰)內部的光電效應而產生的電荷。產生的電荷積蓄在激光光束的周圍，由于電光效應而產生波長轉換元件內部的折射率變化。其結果是，波長轉換激光光源的橫模發生變化。如圖3的部分(d)所示，本實施方式的光學元件以及激光光源200的特征在于覆蓋垂直于y軸的第一側面2M(y面)的導電性材料270。覆蓋露出極化反轉結構253的第一側面254的導電性材料270對波長轉換元件250的內部積蓄的電荷的有效除去作出貢獻。用圖3進一步說明波長轉換元件250。本實施方式的波長轉換元件250具被設置在鈮酸鋰中的周期狀的極化反轉結構 253。波長轉換元件250是產生第二諧波的準相位匹配型(quasi phase matching-type)的波長轉換元件。另外，也可以在波長轉換元件250的材料中摻雜氧化鎂(以下記為MgO)。氧化鎂的摻雜適于抑制上述的“光誘發折射率變化”(波長轉換元件材料的折射率的變化)。圖3的部分(b)是概略表示周期狀的極化反轉結構的鈮酸鋰的結構的示意圖。圖 3的部分(b)所示的坐標表示在鈮酸鋰內光感覺到的介電主軸(dielectric main axis), 介電主軸的ζ軸與由晶體結構決定的晶體軸的c軸一致。本實施方式所示的具有極化反轉結構(polarization inverted structure)的波長轉換元件250稱為“塊型”，在晶體基板內也具備極化反轉結構253。在形成極化反轉結構253的期間，極化反轉結構253從垂直于 ζ軸(c軸)的平面(ζ面)起向ζ軸坐標的負方向生長，成為圖3的部分(b)所示的結構。 如果波長轉換元件250在與y軸垂直的適當的面被截斷，則在波長轉換元件250的第一側面2M露出周期狀的極化反轉結構253。另外，如上所述，對露出極化反轉結構253的第一側面254，可以利用化學拋光進行研磨，及/或，可以實施化學的蝕刻處理。這樣，在與垂直于y軸的面(y面)(第一側面254)上，露出能夠利用顯微鏡等觀察器具進行目視確認的極化反轉結構253(周期性地變化的極化反轉的結構)。圖3的部分(C)表示用于防止在ζ面(垂直于ζ軸(C軸)的平面)上的兩個面的電荷積蓄(熱電效應(pyroelectric effect))引起的激光輸出的降低的公知方法。為了防止在ζ面上的兩個面的電荷積蓄，沿著波長轉換元件250a的上表面與下表面配置導電性材料270a。與圖3的部分(c)所示的導電性材料270a的配置不同，在本實施方式中，導電性材料270覆蓋露出周期性變化的極化反轉結構253的第一側面254(在鈮酸鋰中是“y面”)。 另外，安裝有導電性材料270的“y面”是指與波長轉換元件250的材料的c軸平行的面。 另外，“y面”是平行于極化反轉結構253的極化反轉軸(極化方向)的面。另外，在波長轉換元件的結構不是立方體(或長方體)時，也可以根據上述的定義配置導電性材料。只要由導電性材料覆蓋的面相對于極化反轉結構的剖面的極化反轉區域大致垂直地形成便可。圖4是表示激光光源的工作時間與高諧波輸出的關系的圖。圖4中，“ (1) ”所示的曲線表示不具備導電性材料的激光光源的工作時間與高諧波輸出的關系。用圖3以及圖 4說明激光光源的工作時間與高諧波輸出的關系。圖4中，“⑵”所示的曲線表示具備安裝在“ζ面”上的導電性材料270a(參照圖 3的部分(C))的激光光源的工作時間與高諧波輸出的關系。圖4中，“(3)”所示的曲線表示具備安裝在“y面”上的導電性材料270(參照圖3的部分(d))的激光光源200的工作時間與高諧波輸出的關系。〈⑴不具備導電性材料的激光光源>在導電性材料未被安裝在波長轉換元件的表面上時，來自激光光源的輸出在約80 小時時開始降低。〈⑵具備安裝在“ζ面”上的導電性材料的激光光源>來自具備安裝在“ζ面”上的導電性材料270a的激光光源的輸出在約150小時時開始降低。雖然相對于不具備導電性材料的激光光源的改善得以確認，但是安裝在“ζ面” 上的導電性材料270a，并未實現充分的改善。<(3)具備安裝在“y面”上的導電性材料的激光光源〉來自具備安裝在“y面”上的導電性材料270a的激光光源200的輸出經過200小時后也不發生降低。因此，從圖4所示的繪圖可知，覆蓋“y面”的導電性材料270最有效地抑制了輸出降低。圖5示出表示具備覆蓋具有極化反轉結構253的鈮酸鋰的“y面”的導電性材料 270的激光光源200連續運轉時的輸出變化的圖示，以及表示從連續運轉的激光光源200輸出的激光的橫模形狀的照片。圖5的部分(a)是表示輸出變化的圖示。圖5的部分(b)是表示激光的橫模形狀的照片。另外，在鈮酸鋰中摻雜有MgO。用圖3以及圖5說明激光光源 200的輸出變化以及激光的橫模形狀。圖5的部分(b)中的照片⑴對應于圖5的部分(a)的圖中所示的記號“(1) ”， 是從激光光源200點燈起經過10小時后的照片。圖5的部分(b)中的照片(2)對應于圖 5的部分(a)的圖中所示的記號“(2) ”，是從激光光源200點燈起經過100小時后的照片。 圖5的部分(b)中的照片(3)對應于圖5的部分(a)的圖中所示的記號“(3) ”，是從激光光源200點燈起經過190小時后的照片。從圖5的部分(b)的照片(1)至(3)明顯看出，橫模的激光形狀幾乎未發生變化。 另外，來自連續運轉的激光光源200的輸出變化(輸出降低)在經過200小時后在以內。因此，激光光源200的輸出降低較好地得到了抑制。針對在沿著ζ面的兩個面(波長轉換元件250的上面255以及下面256)上電荷積蓄的熱電效應，覆蓋波長轉換元件250的ζ面(上面255以及下面256)的導電性材料是有效的。覆蓋波長轉換元件250的ζ面(上面255以及下表256)的導電性材料適于使在波長轉換元件250的ζ面(上面255以及下面256)上產生的電荷釋放，從而有效地抑制了激光光源200的輸出降低。高諧波光的橫模形狀的變化不僅由在“ζ面”的表面上產生的電荷引起，還由通過波長轉換元件250的光束路徑周邊區域的極化反轉分界附近(即波長轉換元件250的內部)產生的局部電荷引起。因此，僅僅利用覆蓋“ζ面”的導電性材料，無法充分防止橫模形狀的變化。另一方面，覆蓋波長轉換元件250的“y面”的導電性材料270能夠使波長轉換元件250的內部的電荷充分地釋放到外部。另外，在本實施方式中，極化反轉結構253并未從波長轉換元件250的一個“ζ 面”(上面25 貫通至另一個“ζ面”(下面256)。在波長轉換元件250的沿著“ζ面”的上面255和下面256的其中一面(在圖3中為下面256)上，沒有形成極化反轉結構253。沒有形成極化反轉結構253的面(下面256)與極化反轉結構253相距指定的距離。由于極化反轉結構253在“ζ面”(上面255以及下面256)之間沒有被貫通，因而在形成周期上的極化反轉結構253的工序中，可保持極化反轉/非反轉的比(占空比(duty ratio))的均勻性，從而提高從lOeOnm頻帶的光向高諧波的530nm頻帶的光的轉換效率。 另外，極化反轉的界面(反轉壁)的電阻率與其他部分相比減小，使得電荷容易通行。因此， 如果極化反轉結構253不貫通至其中之一的“ζ面”(在圖3中為下面256)，覆蓋“y面”的導電性材料270能夠較為容易地提取出波長轉換元件250中積蓄的電荷。由導電性材料270覆蓋的一對“y面”(第一側面254)與極化反轉結構253的極化方向平行，并且與波長轉換元件250的晶體軸相交。一對第一側面邪4彼此最好被電連接 (短路)。其結果，在波長轉換元件250的內部產生的電荷被適當地消除。只要“y面”(第一側面)被導電性材料覆蓋，導電性材料也可以具有其他形狀以及結構。例如，導電性材料也可以覆蓋波長轉換元件的周面(“ζ面”以及“y面”)整體。其結果，波長轉換元件250 中積蓄的電荷被適當地消除。在本實施方式中，一對第一側面254的其中一面作為第一短路面而被例示，另一面作為第二短路面而被例示。本發明人發現，對激光光源200的輸出降低的抑制性能依賴于導電性材料270的電阻值。圖6是匯總了導電性材料270的種類、導電性材料270的電阻率以及對激光光源 200的輸出降低的抑制效果的表。用圖3以及圖6說明導電性材料270的種類及/或電阻率與對激光光源200的輸出降低的抑制效果的關系。另外，在以下的說明中，“輸出降低”的術語是指在激光光源200連續運轉了 100小時的時候，高諧波輸出降低了以上。根據圖6，導電性材料270的電阻值為10Χ10_5Ω · cm以下時，激光光源200的輸出降低較好地得到抑制。在本實施方式中得到驗證的導電性材料270中，銦(與波長轉換元件250的表面(第一側面254)接觸的狀態)、鋁(濺射膜)、金(濺射膜)、以及銅(與波長轉換元件250的表面(第一側面254)接觸的狀態)發揮了較好的抑制效果。導電性材料270的電阻值只要為IOX 10_5Ω · cm以下，則導電性材料270既可以是在波長轉換元件250的第一側面2M上形成的金屬膜，也可以是單純與波長轉換元件250 的第一側面2M物理接觸的板片。附著于第一側面2M的金屬膜狀的導電性材料270，以及與第一側面2M物理接觸的導電性材料270均發揮了較好的抑制效果。如果激光光源的波長轉換元件具有分離(應為分極)反轉結構，則根據本實施方式說明的原理，激光光源的輸出降低適當地得到抑制。作為能夠形成極化反轉結構的材料， 除了例示了摻MgO的鈮酸鋰(MgO-doped lithium niobate)以外，還例示摻MgO的鉭酸鋰 (MgO-doped lithium tantalite)、定比組分(fixed ratio composition)的慘MgO 的 尼酸鋰、定比組分的摻MgO的鉭酸鋰、或磷酸鈦氧鉀(通稱為KTP、KTi0P04)。對于用這些非線性光學材料形成的具有分離(應為分極)反轉結構的波長轉換元件，也能適合應用本實施方式說明的原理，得到對上述輸出降低的較好的抑制效果。(實施方式2)圖7是概略表示根據實施方式2的波長轉換元件以及使用波長轉換元件的波長轉換激光光源的結構的示意圖。圖8是圖7所示的波長轉換激光光源所具備的第一光學元件的概略立體圖。用圖7以及圖8說明波長轉換元件以及波長轉換激光光源。作為本實施方式的波長轉換激光光源所具備的固體激光介質的材料，例示有 Nd: YAG激光器或NchYVO4晶體。作為波長轉換元件的材料，例示有能夠形成極化反轉結構的各種非線性光學材料(例如，第一實施方式的波長轉換元件所使用的摻MgO的鈮酸鋰、 摻MgO的鉭酸鋰、定比組分的摻MgO的鈮酸鋰、定比組分的摻鉭酸鋰、磷酸鈦氧鉀(通稱為 KTP、KTiOPO4))。另外，在本實施方式中，固體激光介質使用NchYVO4晶體。另外，波長轉換元件使用MgO = LiNbO3晶體。以下對具備用上述材料形成的固體激光介質以及波長轉換元件的波長轉換激光光源進行說明。圖7概略示出根據實施方式2的激光光源200A。圖8概略示出激光光源200A所具備的第一光學元件300。與根據實施方式1的激光光源200相同的要素用相同的標號表示。對這些相同的要素，引用實施方式1中的說明。激光光源200A包括激勵光源210、準直透鏡220、聚光透鏡230、以及第一光學元件300。第一光學元件300具備固體激光介質MOA和波長轉換元件250A。激光光源200A還包括導電性材料270A。導電性材料270A被安裝在第一光學元件300上。如圖8所示，固體激光介質MOA和與固體激光介質MOA光學接觸的波長轉換元件250A形成第一光學元件300。固體激光介質MOA具有讓從激勵光源210射出的激勵光 PL射入的入射端面M2，以及位于入射端面242相反一側的第一接合面M1A。波長轉換元件250A具有射出第二諧波的射出端面251、以及位于射出端面251相反一側的第二接合面 252A。固體激光介質MOA的第一接合面MlA處于例如與波長轉換元件250A的第二接合面252A光學接觸的狀態，并通過緊貼而成一體。這樣，形成具有處于光學接觸的固體激光介質MOA和波長轉換元件250A的第一光學元件300。以下，說明根據實施方式2的激光光源200A的功能以及動作。激勵光源210發出激勵光PL。準直透鏡220使激勵光PL成為平行光。聚光透鏡 230將激勵光PL聚光到固體激光介質Μ0Α。與結合實施方式1說明的波長轉換元件250同樣，本實施方式的波長轉換元件 250A具有與極化反轉結構253垂直相交的第一側面254。固體激光介質MOA具有與第一側面2M連續的第二側面M4。本實施方式的激光光源200A的特征在于導電性材料270A 與第一側面254以及第二側面244接觸。如上所述，第一光學元件300具備固體激光介質MOA和波長轉換元件250A。固體激光介質MOA的第一接合面MlA與波長轉換元件250A的第二接合面252A光學接觸，固體激光介質MOA與波長轉換元件250A之間的光學接觸不需要粘合劑，而通過作用于固體激光介質MOA和波長轉換元件250A各自的材料彼此之間的分子間力或范德華力等力而得以維持。固體激光介質MOA的第一接合面MlA為NchYVO4晶體的a_c面。波長轉換元件250A的第二接合面252A為MgO = LiNbO3晶體的ζ-y面。固體激光介質MOA的第一接合面MlA與波長轉換元件250A的第二接合面252A被接合成使MgO = LiNbO3晶體的ζ軸和 NdiYVO4晶體的c軸平行。激勵光PL射入固體激光介質MOA的入射端面242后，從波長轉換元件250Α的射出端面251輸出綠色激光。在固體激光介質MOA的入射端面242上，形成有對1060nm頻帶的激光和高諧波的530nm頻帶的激光進行99. 8%反射的光學膜。在波長轉換元件250A 的射出端面251上，形成有對lOeOnm頻帶的激光進行99. 8%反射，而讓高諧波的530nm頻帶的激光透過的光學膜。這樣，在固體激光介質MOA的入射端面242與波長轉換元件250A 的射出端面251之間，lOeOnm頻帶的光進行共振以及激光振蕩。其結果，只有通過波長轉換元件250A而被波長轉換后的綠色光從射出端面251輸出。本實施方式的激光光源200A的導電性材料270A與實施方式1的導電性材料270 同樣，覆蓋波長轉換元件250A的第一側面254( "y面”)。本實施方式的激光光源200A的特征在于導電性材料270A還連續地覆蓋固體激光介質MOA的第二側面M4。使用NchYVO4晶體形成的固體激光介質MOA的線膨脹系數與使用MgO = LiNbO3晶體形成的波長轉換元件250A的線膨脹系數不同。本發明人發現，利用具備如上所述的由線膨脹系數不同的異種材料形成的固體激光介質以及波長轉換元件的光學元件，使激光振蕩后，固體激光介質發熱，對波長轉換元件附加應力，產生激光光源的輸出降低。
由于導電性高的材料一般導熱性也高，因而將固體激光介質產生的熱高效地散熱，從而有效地抑制綠色光的輸出降低。在本實施方式中，作為導電性材料270A使用鋁的濺射膜(厚度為100至300nm)，對綠色光的輸出降低的有效的抑制作用得到了確認。圖9表示在激光光源200A連續運轉以便向第一光學元件300輸入波長為808nm 的激勵光PL，并從第一光學元件300輸出IOOOmW的綠色光時伴隨工作時間的輸出變動，以及對激光光源200A的連續運轉過程中的橫模形狀進行拍攝的照片。圖9的部分(a)是對激光光源200A的連續運轉過程中的橫模形狀進行拍攝的照片。圖9的部分(b)是表示激光光源200A連續運轉時伴隨工作時間的輸出變動的標繪圖。用圖7至圖9來說明伴隨工作時間的輸出變動以及橫模形狀的變化。圖9的部分(a)的照片⑴對應于圖9的部分(b)的圖中所示的記號“⑴”，是激光光源200A點燈開始時(點燈初期)的橫模形狀的照片。圖9的部分(a)的照片(2)對應于圖9的部分(b)的圖中所示的記號“(2) ”，是從點燈初期起經過100小時后的橫模形狀的照片。圖9的部分(a)的照片(3)對應于圖9的部分(b)的圖中所示的記號“(3) ”，是從點燈初期起經過190小時后的橫模形狀的照片。在從點燈初期到經過100小時后的期間內，未觀察到輸出降低以及橫模的變化。 從點燈初期經過190小時后，橫模形狀的微小變化得到確認，但輸出降低量在1 %以內。從圖9可知，覆蓋第一光學元件300的第一側面254以及第二側面M4的導電性材料270A有效地抑制了激光光源200A連續運轉時的輸出降低。在本實施方式中，第一光學元件300具備一體化的固體激光介質MOA以及波長轉換元件250A。波長轉換元件250A在相對置的“y面”(第一側面254)上接觸有導電性材料270A。其結果，根據結合實施方式1說明的原理，波長轉換元件250A的內部產生的電荷適當地被消除。進一步，導電性材料270A延伸至固體激光介質MOA的第二側面M4。其結果，能夠將固體激光介質MOA中產生的熱高效地散熱。這樣，有效地抑制第一光學元件 300的長時間驅動所引起的激光的輸出降低。(實施方式3)根據本實施方式的波長轉換激光光源可抑制結合上述實施方式2說明的第一光學元件300 (具備一體化的固體激光介質MOA以及波長轉換元件250A的光學接觸的元件) 的橫模變化。其結果，根據本實施方式的波長轉換激光光源長時間運轉時的輸出降低得到較好的抑制。圖10是概略表示根據本實施方式的波長轉換激光光源使用的光學元件的結構的示意圖。圖10的部分(a)例示出包括被一體化的固體激光介質、波長轉換元件以及用于維持橫模的維持機構的光學元件的結構。圖10的部分(b)例示出維持機構的形狀。與根據實施方式1及/或實施方式2的激光光源200、200A相同的要素用相同的標號表示。對這些相同的要素，引用實施方式1及/或實施方式2中的說明。圖10所示的光學元件400包括固體激光介質MOA與波長轉換元件250B。固體激光介質MOA和波長轉換元件250B例如處于光學接觸狀態，成為一體。其結果，形成具有處于光學接觸的固體激光介質MOA和波長轉換元件250B的第一光學元件300B。與實施方式2的激光光源200A同樣，導電性材料270A與波長轉換元件250B的第一側面254以及固體激光介質MOA的第二側面244接觸。導電性材料270A消除波長轉換元件250B的內部的電荷，并且促使固體激光介質MOA的散熱。光學元件400包括維持橫模的維持機構四0。維持機構290具有與波長轉換元件 250B接合的第三接合面四1。波長轉換元件250B具有與第三接合面291接合的第四接合面251B、以及與固體激光介質MOA接合的第二接合面252A。固體激光介質MOA具有與第二接合面252A接合的第一接合面M1A。維持機構290包括具有第三接合面291的基臺部四3、以及形成于第三接合面291 的相反一側的透鏡部四2。激光從透鏡部292射出。透鏡部292被加工成透鏡形狀。在本實施方式中，維持機構290作為第二光學元件而被例示。另外，透鏡部292作為射出部而被例示。以下，說明根據實施方式3的光學元件400的功能以及動作。固體激光介質MOA的第一接合面MlA與波長轉換元件250B的第二接合面252A 相接合，固體激光介質MOA和波長轉換元件250B成為一體，關于這一點，本實施方式的光學元件400與結合實施方式2說明的第一光學元件300是共同的。但是，光學元件400與實施方式2不同之處在于具備維持機構四0。維持機構四0的透鏡部292使用具有與波長轉換元件250B大致相等的折射率的材料形成。本實施方式中說明的光學元件400的特征在于，維持機構290的第三接合面291 與波長轉換元件250B的第四接合面251B光學接觸，維持機構四0以及波長轉換元件250B 成為一體。維持機構四0的透鏡部292例如形成直徑為500至800 μ m (微米)的球面凸透鏡形狀，具有曲率半徑為“r”的外表面。透鏡部四2以0.1至0.5μπι(微米)的高度從基臺部四3突出。如果將光學元件400用于波長轉換激光光源，則曲率半徑“r”適宜地設定在100 至1000mm(毫米)的范圍。如果曲率半徑“r”不足100mm，則固體激光介質MOA內的激勵光與lOeOnm頻帶的光的重疊積分減小，可輸出的綠色光過于減少。若曲率半徑“r”超過 1000mm，則橫模的維持效果減小，對連續運轉時的輸出降低的抑制功能受損。透鏡部四2能夠利用例如通過干式蝕刻(dry etching)轉印抗蝕劑掩膜(resist mask)的形狀的方法、光學研磨的方法、或對具有大致相等的折射率的玻璃材料進行壓模的方法等各種加工方法進行加工。圖11是表示透鏡部四2的曲率半徑“r”與透鏡部四2的加工高度的關系的曲線圖。在圖11所示的曲線圖中，透鏡部292的直徑“L”作為參數使用。根據圖11所示的曲線圖，較為理想的是，透鏡部四2的加工高度為0. 5μπι以下。 另外，如果透鏡部通過干式蝕刻制作，則透鏡部292的加工高度還依賴于透鏡部292使用的材料與抗蝕劑掩膜的選擇比。圖12是表示本實施方式說明的具備光學元件400的波長轉換激光光源連續動作時的輸出變化的圖。圖12的部分(a)是對激光光源連續運轉過程中的橫模形狀進行了拍攝的照片。圖12的部分(b)是表示激光光源連續運轉時伴隨工作時間的輸出變動的標繪圖。用圖9、圖10以及圖12說明波長轉換激光光源連續動作時的輸出變化。如圖9所示，根據實施方式2的激光光源200A在經過190小時后產生了橫模的形狀的微小變化。而本實施方式的組裝有具備維持機構290的光學元件400的波長轉換激光光源的橫模形狀的變化以及輸出降低并沒有被觀察到。從本實施方式的激光光源能夠穩定地得到高輸出的波長轉換光。在本實施方式中，如圖10所示，維持機構290被配置成使維持機構四0的第三接合面291與波長轉換元件250B的第四接合面251B接合。取而代之，也可以將維持機構設置在波長轉換元件與固體激光介質之間。進一步取而代之，還可以將固體激光介質的入射端面形成能夠維持橫模的曲面形狀。根據維持機構的設計(例如，形狀尺寸)和配置，例如， 固體激光介質內的光束直徑可被擴大，波長轉換元件中的光束直徑可被縮小。與固體介質中的功率密度相比，波長轉換元件中的功率密度相對增大，因而在波長轉換元件內，lOeOnm 頻帶的光被較好地聚光。其結果，提高了波長轉換效率。因此，用于維持橫模的透鏡結構與固體激光介質的入射端面接合更為適宜。結合實施方式3說明的原理也適合用于實施方式1及/或實施方式2。(實施方式4)結合圖1說明的激光光源100(光學接觸型的波長轉換激光光源)除了上述的輸出降低的問題以外，還包含有關引起輸出停止的其他錯誤模式的問題。本實施方式中說明的波長轉換激光光源以及光學元件適當地消除與輸出停止有關的問題。本發明人在使用結合圖1說明的激光光源100，例如進行連續點燈以輸出IW的 500nm頻帶的光的試驗時，發現在約80小時的時候激光光源100的輸出停止的問題。圖13是表示上述連續點燈試驗的結果的標繪圖。使用圖1以及圖13說明輸出停止的問題。圖13所示的輸出停止與結合實施方式1說明的波長轉換元件的折射率變化所引起的轉換效率降低/輸出降低不同，是因共振狀態崩潰所引起的劇烈且大幅的輸出降低或輸出停止。本發明人也確認，這種輸出的大幅降低或停止在來自激光光源100的輸出為 500mff以上時容易產生。根據本發明人的詳細研究已經明確發現，如果激光光源100工作期間的光學元件140的溫度超過40°C，激光光源100的劇烈且大幅的輸出降低或輸出停止尤其容易產生。圖14概略示出由于在上述的高輸出下的連續點燈而發生了輸出降低或輸出停止時的光學元件。對結合圖1說明的相同要素附加相同的標號，對這些要素引用結合圖1進行的說明。用圖1以及圖14說明輸出降低或輸出停止的原因。光學元件140C與結合圖1說明的光學元件140同樣，包括固體激光介質141C和波長轉換元件142C。固體激光介質141C與波長轉換元件142C光學接觸。固體激光介質141C具有讓激勵光射入的入射端面146，以及位于入射端面146相反一側的第一接合面143C。波長轉換元件142C具有射出輸出光的射出端面144、以及位于射出端面144相反一側的第二接合面145C。第一接合面143C和第二接合面145C在連續點燈試驗前緊貼著。但是，在連續點燈試驗后，第一接合面143C與第二接合面145C之間形成空隙147。圖14示出通過光學元件140C的光束的路徑(激光光束路徑，以下稱為光束路徑 BP)。另外，圖14還示出連續點燈試驗后觀察到的堆積物DP。堆積物DP在第一接合面143C 與第二接合面145C之間的空隙147中被觀察到。作為分析引起輸出停止的光學元件140C的結果，已判明由于光學接合的第一接合面143C以及第二接合面145C的面精度等原因，在第一接合面143C與第二接合面145C 之間產生空隙147。而且還判明了，在第一接合面143C以及第二接合面145C，堆積物DP附著在激光通過的光束路徑BP上。堆積物DP包含通過空隙147進入界面(第一接合面143C 與第二接合面145C之間的分界)內的空氣中浮游的含碳成分。已經判明，含碳成分由于激光捕獲而集聚的結果是，在光束路徑BP橫穿的接合面(第一接合面143C及/或第二接合面 145C)上作為堆積物DP而附著。已經判明，由于空隙147和堆積物DP的產生，導致在光學接觸面(第一接合面143C與第二接合面145C之間的分界)處的基波光的傳播損失增大， 作為激光共振器使用的光學元件140C的內部損失增大。認為這種光學元件140C的內部損失的增大引起上述輸出停止。本發明人進一步進行研究，發現第一接合面143C和第二接合面145C的接合面積狹窄是引起空隙147的原因。已經確認，如果固體激光介質141C發熱并且膨脹，則波長轉換元件142C的第二接合面145C從固體激光介質141C的第一接合面143C剝離。通過實驗已確認，如果增大第一接合面143C與第二接合面145C的接合面積，空隙147幾乎不會產生。但是，本發明人發現了單純地增大第一接合面143C和第二接合面145C的接合面積會引起輸出特性劣化的新問題。有關輸出特性劣化的新問題是起因于沒有對在固體激光介質141C吸收激勵光時固體激光介質141C內的光束路徑BP中產生的熱進行充分的散熱。 例如，如果為了得到500mW以上的高諧波輸出，對固體激光介質141C輸入較強的激勵光，則輸出特性的劣化變得顯著，產生無法得到需要的輸出的問題。固體激光介質141C一般導熱度較低。因此，為了將伴隨著固體激光介質141C對激勵光的吸收而產生的熱高效地散熱，較為理想的是，將激勵光通過的部分與保持固體激光介質141C的保持器部分的距離設定得較短。激勵光的約8成的光量在固體激光介質141C 的入射端面146附近被吸收。因此，較為理想的是，將在固體激光介質141C的入射端面146 附近產生的熱高效地傳遞，以促使散熱。在本實施方式中，說明用于解決上述相互矛盾的問題的光學元件。圖15是具有排成列的多個光學元件的光學元件列的立體圖。圖16是圖15所示的光學元件列的俯視圖(圖15中從箭頭A看到的圖)。圖17是從圖15所示的光學元件列分離出的光學元件的立體圖。用圖15至圖17對光學元件進行說明。另外，在圖17中，未示出圖15所示的密封部件(后述)。與結合實施方式1至實施方式3說明的要素相同的要素用相同的標號表示。對這些相同的要素，引用實施方式1至實施方式3中的說明。條形的光學元件列500包括排成列的多個光學元件300C。條形的光學元件300C 例如通過將光學元件列500的一部分截斷并分離而形成。每個光學元件300C具有用于產生基波光的固體激光介質240C、以及將基波光轉換為頻率高于基波光的第二諧波的波長轉換元件250C。固體激光介質MOC具有讓激勵光射入的入射端面對2、以及位于入射端面242相反一側的第一接合面M1C。波長轉換元件 250C具有射出輸出光的射出端面251、以及位于射出端面251相反一側的第二接合面252C。 固體激光介質MOC的第一接合面MlC和波長轉換元件250C的第二接合面252C例如光學接觸，使固體激光介質MOC和波長轉換元件250C成為一體。在圖16以及圖17中，第一接合面MlC與第二接合面252C之間的分界作為接合位置CP示出。如圖15以及圖16所示，光學元件列500還包括密封第一接合面MlC與第二接合面252C之間的分界的密封部件M5。密封部件245沿著接合位置CP配置。在本實施方式中，密封部件245作為密封部件而被例示。密封部件245抑制外氣或水分向第一接合面 241C與第二接合面252C之間的侵入。在光學元件列500中的光學元件300C的固體激光介質MOC之間，形成有第一切口部M6。另外，在光學元件列500中的光學元件300C的波長轉換元件250C之間，形成有第二切口部257。以下，說明根據實施方式4的光學元件300C的功能以及動作。如上所述，固體激光介質MOC的第一接合面MlC和波長轉換元件250C的第二接合面252C光學接觸。根據本實施方式的條形的光學元件300C(以及條形的光學元件列 500)的特征在于第一接合面MlC與第二接合面252C的接合面積大于固體激光介質MOC 的入射端面M2的面積。在本實施方式中，第一接合面241作為接合面而被例示。另外，位于第一接合面241相反一側的入射端面242作為相對面而被例示。(光學元件的結構)以下，說明具備固體激光介質MOC和波長轉換元件250C的光學元件300C的結構。光學元件300C的形成方法在后面描述。如上所述，光學元件300C具備固體激光介質MOC和波長轉換元件250C。作為固體激光介質MOC的材料，例示出Nd: YAG激光器或NchYVO4晶體等各種材料。作為波長轉換元件250C的材料，例示出LiNb03、LiTa03、KTP等各種材料。根據本實施方式的光學元件 300C的固體激光介質MOC例如由NchYVO4晶體形成。根據本實施方式的光學元件300C的波長轉換元件250C例如由MgO = LiNbO3晶體形成。以下，說明具備由這樣的材料形成的固體激光介質MOC和波長轉換元件250C的光學元件300C。如上所述，固體激光介質MOC的第一接合面MlC和波長轉換元件250C的第二接合面252C光學接觸。固體激光介質MOC和波長轉換元件250C之間的光學接觸狀的態在不存在粘合劑的情況下，通過作用于固體激光介質MOC和波長轉換元件250C各自的材料彼此之間的分子間力或范德華力等力而維持。固體激光介質MOC的第一接合面MlC為NchYVO4晶體的a_c面。波長轉換元件250C的第二接合面252C為MgO = LiNbO3晶體的z-χ面。固體激光介質MOC的第一接合面MlC和波長轉換元件250C的第二接合面252C光學接觸成使MgO = LiNbO3晶體的ζ軸與 NchYVO4晶體的c軸平行。第一接合面MlC(以及第二接合面252C)的面積大于固體激光介質MOC的入射端面242 (第一接合面MlC相反一側的端面)的面積。由于固體激光介質MOC和波長轉換元件250C的接合面積被設定得比較大，因而實現了固體激光介質MOC與波長轉換元件250C之間的較高的接合強度。另外，由于固體激光介質MOC的入射端面Μ2的面積小于固體激光介質MOC與波長轉換元件250C的接合面積，因而固體激光介質MOC對激勵光的吸收所產生的熱有效地被散熱。因此，兼顧了光學元件300C的較高的接合強度以及射出光的良好的輸出特性。本實施方式的光學元件300C的長度⑴為“2. 5mm”，厚度⑴為“1. 0mm”，寬度(w) 為“1.0mm”。光學元件300C的“2. 5mm”的長度(1)包含“0. 5mm”的波長轉換元件250C的長度和“2. 0mm”的固體激光介質MOC的長度。形成接合面的第一接合面MlC以及第二接合面252C的厚度(1)分別為“1. 5mm”。
在本實施方式中，波長轉換元件250C的射出端面251的面積小于固體激光介質 MOC與波長轉換元件250C的接合面積。取而代之，波長轉換元件的射出端面的面積也可以等于固體激光介質與波長轉換元件的接合面積。(激光光源)圖18例示出條形的光學元件列500以及使用光學元件300C的波長轉換激光器的結構。圖18的部分(a)是光學元件列500的概略的俯視圖。圖18的部分(b)是光學元件 300C的概略的立體圖。圖18的部分(c)示出被收容在元件保持器(element holder)中的光學元件300C。圖18的部分(d)是波長轉換激光器的概略的示意圖。用圖15至圖18對波長轉換激光器進行說明。在圖18中，與結合實施方式1至實施方式3說明的要素相同的要素用相同的標號表示。對這些相同的要素，引用實施方式1至實施方式3中的說明。如圖18的部分(d)所示，激光光源200C包括發出激勵光PL的激勵光源210、準直透鏡220、聚光透鏡230、以及光學元件300C。如上所述，光學元件300C具備固體激光介質 240C與波長轉換元件250C。固體激光介質MOC與波長轉換元件250C例如如上所述處于光學接觸狀態，并通過貼緊而成一體。其結果，形成具備光學接觸的固體激光介質MOC以及波長轉換元件250C的光學元件300C。如圖18的部分(a)所示，光學元件列500包括排成列的多個光學元件300C。如圖18的部分(a)以及(b)所示，光學元件300C構成條形的光學元件列500的一部分。將光學元件300C例如從光學元件列500截斷并且分離，組裝到激光光源200C中。如圖17所示，光學元件300C具有垂直于第一接合面MlC及/或第二接合面252C 的側面310 (垂直于y軸的面)、以及從側面310凸出的凸條320。凸條320沿著側面310 上出現的接合位置CP延伸。如圖18的部分(c)以及(d)所示，激光光源200C還包括收容從光學元件列500 分離出的光學元件300C的元件保持器270C。元件保持器270C可以與結合實施方式1以及實施方式2說明的導電性材料270、270A同樣具有導電性。如圖18的部分(c)所示，光學元件300C固定在元件保持器270C內。然后，如圖 18的部分(d)所示，將其配置在激光光源200C內，作為激光光源200C的要素發揮作用。以下，說明根據實施方式4的激光光源200C的功能以及動作。激勵光源210發出激勵光PL。準直透鏡220使激勵光PL成為平行光。隨后，聚光透鏡230將激勵光聚光于固體激光介質MOC內。當激勵光PL聚光于固體激光介質MOC 內時，在光學元件300C內產生lOeOnm頻帶的激光振蕩。波長轉換元件250C隨后進行波長轉換。經過波長轉換后的530nm頻帶的光從光學元件300C射出。在本實施方式中，聚光透鏡230作為聚光光學構件而被例示。圖19是表示對光學元件300C輸入了波長為808nm的激勵光PL時的光學元件300C 的光輸入輸出特性的標繪圖。用圖17至圖19對光學元件300C的光輸入輸出特性進行說明。圖19的標繪圖的橫軸表示激勵光PL的輸入強度。圖19的標繪圖的縱軸表示從光學元件300C發出的輸出光的強度。從圖19可知，能夠得到IW的高諧波輸出(綠色光)。本發明人進一步調查了接合位置CP的剖面積、固體激光介質MOC與波長轉換元件250C之間的接合強度以及與高諧波輸出的關系。
圖20是表示光學元件300C的剖面積與對于指定的高諧波輸出所需要的接合強度的關系的曲線圖。用圖14、圖18以及圖20，說明接合位置CP的剖面積、固體激光介質MOC 與波長轉換元件250C之間的接合強度以及與高諧波輸出的關系。為了得到500mW以上的高諧波輸出(綠色光)，作為可確保能夠抵抗由上述固體激光介質MOC與波長轉換元件250C的熱膨脹系數差產生的應力的足夠的接合強度的接合面積，需要Imm2以上的接合剖面積(以下，假設接合剖面積為Imm2以上時的接合強度為“ 1 ”)。 另外，已經發現，為了得到IW以上的高諧波輸出，需要1. 5以上的接合強度。另一方面，還發現為了得到500mW以上的高諧波輸出，如果固體激光介質MOC的剖面積不在0. 75mm2以下，則從作為激光的通過位置的光束路徑BP到固體激光介質MOC的外周面的距離增大，因此散熱特性惡化，輸出飽和。在以下的說明中，與波長轉換元件250C接合的固體激光介質MOC的第一接合面 241C的面積用記號“Si”表示。固體激光介質MOC的在第一接合面MlC相反一側的入射端面M2的面積用記號“S2”表示。如果使面積Sl大于面積S2，則能夠獲得指定的散熱效果。從接合強度以及散熱效果的觀點出發，較為理想的是，面積Sl與面積S2的關系滿足以下所示的不等式的關系。0. 75XS1 > S2(數式 1)從接合強度的觀點出發，接合位置CP的光學元件300C的剖面積需要為至少Imm2 以上，較為理想地，需要為1.5mm2以上。另一方面，從散熱特性的觀點出發，固體激光介質 MOC中的垂直于光束路徑BP (光束傳播方向)的剖面積在0. 75mm2以下較為理想。根據本發明人的研究已經發現，從接合強度的觀點出發所需要的剖面積的大小以及從散熱特性的觀點出發所需要的剖面積的大小相反。基于上述研究結果，在本實施方式中，固體激光介質MOC的第一接合面MlC的剖面積(以及波長轉換元件250C的第二接合面252C的剖面積)為至少Imm2以上，更為理想的是為1. 5mm2以上。另外，固體激光介質MOC的剖面積(除了形成凸條320的部位的部分的剖面積)為0. 75mm2以下。其結果是，即使輸出具有500W以上的輸出強度的高諧波， 也能良好地保持光學元件300C的散熱特性以及元件強度(固體激光介質MOC與波長轉換元件250C的接合強度)。圖21是表示組裝有根據本實施方式的光學元件300C的激光光源200C (波長轉換激光光源)連續工作時的工作時間與高諧波的輸出強度的關系的標繪圖。用圖1、圖13、圖 18以及圖21說明工作時間與高諧波的輸出強度的關系。如結合圖13所說明的那樣，圖1所示的一般的激光光源100開始工作后，在不到 100小時的時候便觀測到了激光振蕩的停止。另一方面，如圖21所示，從組裝有本實施方式所涉及的光學元件300C的激光光源200C，在65°C的溫度環境下超過900小時的長時間的工作期間內，能夠穩定地得到500mW以上的輸出。上述說明中描述了在射出500mW以上的高諧波的光學系統中，光學元件300C發揮出有利的效果，而在射出不足500mW的高諧波的光學系統中也能得到同樣的效果。在高諧波的輸出強度比較小的光學系統中，光學接觸狀態的光學元件300C的強度的確保以及良好的散熱也能得到兼顧。根據本實施方式的原理，適合形成500mW以上的輸出、并且工作最高溫度為40°C以上的激光光源。
(凸條)再次用圖17對光學元件300C的更多特征進行說明。如圖17所示，比較固體激光介質MOC的第一接合面MlC與入射端面M2，在寬度 (w)方向上，第一接合面MlC的一邊的長度與入射端面M2的一邊的長度大致相等。另一方面，在厚度(t)方向上，第一接合面MlC的一邊的長度比入射端面242的一邊的長度長。 第一接合面MlC和入射端面242在ζ軸方向上的長度大致相等，另一方面，在y軸方向上， 第一接合面MlC的一邊比入射端面242長。沿著固體激光介質MOC與波長轉換元件250C的接合位置CP，形成平行于ζ軸(以及波長轉換元件250C的c軸)延伸的凸條320。通過在一個方向上延伸的凸條320，使用者能夠容易知道晶體軸的方向。例如，通過YVO4或GdVO4等釩酸鹽系的晶體的激勵光需要以具有平行于c軸的偏振方向的方式輸入。使用者通過光學元件300C的凸條320 (在激勵光的偏振方向上延伸的凸條320)能夠知道c軸的方向。在本實施方式中，凸條320作為凸起部而被例示。在本實施方式中，沿著出現在光學元件300C的一對側面310的接合位置CP形成凸條320。也可以額外地沿著出現在光學元件的上表面以及下表面(相對于ζ軸垂直的光學元件的面)的接合位置形成凸條。即，突條320可以被形成使第一接合面的各邊的長度比固體激光介質的入射端面的各邊的長度長，并且從入射端面來看固體激光介質時的第一接合面的投影圖覆蓋入射端面的投影圖。這樣，固體激光介質與波長轉換元件的接合部位在ζ軸以及y軸方向的兩個方向上凸出，固體激光介質與波長轉換元件之間的接合面積形成得比固體激光介質的入射端面更大。(密封部件)再次用圖14至圖17對密封部件進行說明。光學接觸的固體激光介質MOC的第一接合面MlC與波長轉換元件250C的第二接合面252C之間的界面若接觸外氣，則會促使第一接合面MlC與第二接合面252C的剝離。沿著固體激光介質MOC與波長轉換元件250C的接合位置CP設置的密封部件245抑制外氣接觸第一接合面MlC與第二接合面252C之間的界面。因此，光學元件300C的接合強度可長時間維持較高的水準。覆蓋第一接合面MlC以及第二接合面252C的外緣的密封部件245不僅抑制外氣接觸第一接合面MlC與第二接合面252C之間的界面，還抑制碳等堆積物DP在光束路徑BP周圍的附著(參照圖14)。(光學元件的制作方法)再次用圖15至圖18對光學元件300C的制作方法進行說明。另外，也可以用以下說明的光學元件300C的制作方法以外的方法來制作光學元件300C。如圖15所示，條形的光學元件列500包括光學接合的固體激光介質MOC以及波長轉換元件250C。光學元件300C從光學元件列500分離而制作。固體激光介質MOC與波長轉換元件250C的光學的接合位置CP通過密封部件245而被密封。條形的光學元件列 500的厚度(t)為1mm，長度(1)為2. 5mm,寬度(w)為10mm。光學元件列500的長度(1) 包含0. 5mm的波長轉換元件250C的長度尺寸與2. Omm的固體激光介質MOC的長度尺寸。在將固體激光介質MOC的材料和波長轉換元件250C的材料進行接合時，不形成第一切口部M6以及第二切口部257。在固體激光介質MOC的材料與波長轉換元件250C的材料被接合后，使用例如切割鋸(dicing saw)從固體激光介質MOC側和波長轉換元件 250C側刻上切口，分別形成第一切口部M6以及第二切口部257。第一切口部M6以及第二切口部257分別到達接合位置CP跟前200 μ m至500 μ m的位置。從將光學元件300C從條形的光學元件列500分離時的生產成品率的觀點出發，較為理想的是，將固體激光介質 MOC的材料以及波長轉換元件250C的材料分別刻上切口(第一切口部M6、第二切口部 257)，直到切割鋸的刀尖到達與接合位置CP相距100至200 μ m的位置為止。圖22是條形的光學元件列500的照片。圖22的部分(a)整體示出光學元件列 500。圖22的部分(b)是光學元件列500的接合位置CP、第一切口部M6以及第二切口部 257的周圍的放大照片。用圖15至圖18以及圖22，對光學元件300C的制作方法進一步進行說明。如上所述，固體激光介質MOC由NchYVO4晶體形成。另外，波長轉換元件250C由形成有極化反轉結構的MgO = LiNbO3形成。固體激光介質MOC與波長轉換元件250C光學接合，形成要被加工成光學元件列500的部件。如圖22的部分(b)所示，使用切割鋸，形成第一切口部對6以及第二切口部257 使它們不到達接合位置CP。對切割鋸的刀片寬度以及切口間距選擇適當的值，將與光的傳播方向垂直的方向的固體激光介質MOC的剖面積設定為期望的值。如圖18的部分(a)以及(b)所示，如上所述，形成有第一切口部M6以及第二切口部257的光學元件列500的一部分在切口部分被分離，成為光學元件300C。連接鄰接的光學元件300C的狹窄部(參照圖22的部分(b))例如通過加壓/彎折容易斷裂，從而使光學元件300C分離。利用密封部件M5，將從分離的光學元件300C的側面310凸出的凸條320進行密封(參照圖22的部分(a))。然后，光學元件300C如圖18的部分(c)所示，由元件保持器 270C保持，從而激光光源200C得以形成。本發明人測定了如上述那樣制作的光學元件300C的剖面積。光學元件300C的接合位置CP的剖面積為1. 5mm2 (厚度1. OOmmX寬度1. 50mm)。另外，固體激光介質MOC的入射端面(激勵光PL射入的端面)的剖面積為0. 75mm2 (厚度1. OOmmX寬度0. 75mm)。通過上述的制作方法，多個光學元件300C被同時制作。在制作條形的光學元件列 500時，進行固體激光介質MOC的ζ軸與波長轉換元件250C的c軸的位置調整，固體激光介質MO以及波長轉換元件250C得以接合。這樣，與各個光學元件300C的固體激光介質 MOC與波長轉換元件250C之間的軸調整相比，容易確定固體激光介質240與波長轉換元件 250C的接合方向。在本實施方式中，光學元件300C所使用的MgO = LiNbO3晶體的z_x面以及Nd: YVO4 晶體的a-c面被接合。調整MgO = LiNbO3晶體與Nd = YVO4晶體的接合，以使MgO = LiNbO3晶體的ζ軸和Nd = YVO4晶體的c軸達到平行。由于形成在光學元件300C的側面310的凸條320 的長度方向被形成為與MgO = LiNbO3晶體的ζ軸以及NchYVO4晶體的c軸平行，所以使用者根據凸條320的形狀能夠知道光學元件300C的方向。從圖18的部分(b)所示的側面310凸出的凸條320形成在MgO:LiNbO3晶體的 y-z面和Nd = YVO4晶體的a-c面上。凸條320的長度方向與MgO = LiNbO3晶體的ζ軸方向以及NchYVO4晶體的c軸方向一致。在使用YVO4或GdVO4等釩酸鹽系的晶體時，激勵光PL需要以具有平行于c軸的偏振方向的方式輸入，由于使用者通過凸條320能夠知道光學元件 300C的方向，因而能夠比較容易地安裝光學元件300C。光學元件300C也可以利用上述的制作方法以外的方法來制作。例如，也可以預先形成固體激光介質以便使第一接合面大于位于第一接合面相反一側的入射端面。然后，可以使固體激光介質與波長轉換元件光學接觸，從而形成光學元件。(實施方式5)在本實施方式中，說明固體激光介質的第一接合面與固體激光介質的入射端面的面積比大于根據實施方式4的光學元件300C的光學元件。圖23是根據實施方式5的光學元件列的概略的立體圖。圖M是圖23所示的光學元件列的俯視圖(從圖23中的箭頭B所示的方向看到的圖)。圖25是圖23所示的光學元件列的正視圖(從圖23中的箭頭C所示的方向看到的圖)。用圖23至圖25對光學元件列進行說明。與結合實施方式4說明的要素相同的要素用相同的標號表示。對這些相同的要素，引用實施方式4中的說明。條形的光學元件列500D包括固體激光介質MOD、波長轉換元件250D、以及密封部件M5。在圖M中，固體激光介質MOD與波長轉換元件250D的接合部作為接合位置CP而被示出。密封部件245沿著接合位置CP配置。固體激光介質MOD具有激勵光射入的入射端面M2，以及與波長轉換元件250D接合的第一接合面M1D。在固體激光介質MOD上，形成有從入射端面M2向接合位置CP延伸的第一切口部對6。波長轉換元件250D具有射出輸出光的射出端面251、以及與固體激光介質MOD 的第一接合面MlD接合的第二接合面252D。在波長轉換元件250D上，形成有從射出端面 251向接合位置CP延伸的第二切口部257。通過第一切口部對6以及第二切口部257的形成，光學元件300D得以形成。固體激光介質MOD的第一接合面MlD和波長轉換元件250D的第二接合面252D 例如光學接觸，從而使固體激光介質MOD和波長轉換元件250D為一體。在圖25中，固體激光介質MOD的切削部分(上側切削部分M7以及下側切削部分對8)用虛線表示。密封部件245密封光學接合的固體激光介質MOD與波長轉換元件250D的接合位置CP的周圍。與實施方式4同樣，通過利用切割鋸而形成的第一切口部對6以及第二切口部257，使光學元件300D容易從光學元件列500D中分離。在本實施方式中，固體激光介質MOD由YVO4晶體形成。與實施方式4不同，如圖 25所示，YVO4晶體(固體激光介質MOD)的a-a面內也被切割，c軸方向的厚度減小。圖 25的上側切削部分對7以及下側切削部分248表示通過切割被切削的部分。上側切削部分 247以及下側切削部分248被切除，使除了固體激光介質240處于光學接觸的接合位置CP 以外的剖面積(從光束路徑到固體激光介質MOD的外周面的距離)減小。其結果，促使從光束路徑上的固體激光介質MO的部分產生的熱的散熱。將條形的光學元件列500D，從波長轉換元件250D側以及固體激光介質MO側兩次使用切割鋸刻上切口(第一切口部M6以及第二切口部257)。其結果，防止固體激光介質 240D的入射端面242以及波長轉換元件250D的射出端面251的被切削物附著于切割鋸的刀尖上的碎屑產生。這樣，提高光學元件列500D的制造中的生產成品率。切割鋸的刀片寬度可根據目的適當地進行選擇。例如，較為理想的是，可以將形成于固體激光介質MOD的第一切口部246的寬度設定得大于形成于波長轉換元件250D的第二切口部257的寬度，從而提高固體激光介質MOD的散熱性能。也可以將實施方式4以及實施方式5的光學元件300C、300D的射出端面251的面積設定得大于入射端面242的面積。這樣，光學元件300C、300D的方向容易通過圖像處理自動識別。在實施方式4以及實施方式5中，固體激光介質M0C、240D由Nd = YVO4晶體形成。 另外，波長轉換元件250C、250D由形成有極化反轉結構的MgO: LiNbO3晶體形成。取而代之， 只要是不通過光學薄膜，便使固體激光介質和波長轉換元件的材料光學接觸，并且兩種材料的折射率的差為0. 1以下，則NchGdVO4晶體和MgO = LiTaO3晶體等其他材料也可用于固體激光介質以及波長轉換元件。具備用其他材料形成的固體激光介質以及波長轉換元件的光學元件也可獲得結合實施方式4以及實施方式5說明的效果。固體激光介質以及波長轉換元件也可以通過光學薄膜而被接合。如果利用被設計并成膜以便適應固體激光介質與波長轉換元件之間的折射率的差的光學薄膜來接合固體激光介質以及波長轉換元件，則會充分減少固體激光介質與波長轉換元件的接合部的光反射。例如，固體激光介質也可以用YAG或其他石榴石系陶瓷激光介質、YAG晶體、或者陶瓷 YAG以外的陶瓷材料(例如，陶瓷Y2O3等各種透光性陶瓷材料)形成。具備用這些材料形成的、并且通過光學薄膜接合的固體激光介質的光學元件也可獲得結合實施方式4以及實施方式5說明的效果。波長轉換元件也可以用KTP(KTiOPO4)或KTA (KTiOAsO4)等各種材料形成。具備用這些材料形成的波長轉換元件的光學元件也可獲得結合實施方式4以及實施方式5說明的效果。在本實施方式中，固體激光介質MOD用摻雜了 Nd的YVO4晶體形成。取而代之， 固體激光介質也可以用利用了 Nd以外的激光活性離子的材料形成。具備用利用了 Nd以外的激光活性離子的材料形成的固體激光介質的光學元件也可獲得上述的優良效果。本實施方式的原理也可以適用于陶瓷YAG以外的陶瓷材料(例如，陶瓷IO3等各種透光性陶瓷材料)。(實施方式6)圖沈是概略表示根據實施方式6的激光光源的示意圖。與結合實施方式4說明的要素相同的要素用相同的標號表示。對這些相同的要素，引用實施方式4中的說明。激光光源200E包括發出激勵光PL的激勵光源210、準直透鏡220、聚光透鏡230、 光學元件300E以及保持光學元件300E的元件保持器270C。光學元件300E包括波長轉換元件250C和固體激光介質MOE。激勵光源210發出激勵光PL。準直透鏡220使激勵光PL成為平行光。然后，聚光透鏡230將激勵光聚光于固體激光介質MOE內。如果激勵光PL聚光于固體激光介質MOE 內，則在光學元件300E內產生激光振蕩。波長轉換元件250C隨后進行波長轉換。波長轉換后的光通過波長轉換元件250C后射出。在本實施方式中，波長轉換元件250C作為射出部而被例示。
圖27概略示出固體激光介質MOE以及固體激光介質MOE內的激光活性物質的濃度分布。用圖1、圖26以及圖27進一步說明激光光源200E。固體激光介質MOE具有激勵光PL射入的入射端面M2，以及與波長轉換元件 250C接合的第一接合面M1C。固體激光介質MOE包含從入射端面242朝著第一接合面 MlC排成列的三個區域(第一區域沈1、第二區域沈2、第三區域沈；3)。第一區域261是接近入射端面M2的區域。第三區域263是接近第一接合面MlC的區域。第二區域262是第一區域261與第三區域263之間的區域。在本實施方式中，固體激光介質MOE中，摻雜Nd作為激光活性物質。激光活性物質的濃度在第一區域沈1、第二區域沈2以及第三區域263之間階段性地變化。其結果，根據固體激光介質MOE的周圍的環境溫度，吸收激勵光的區域(固體激光介質MOE中的沿著光束的傳播方向的位置)發生變動，工作溫度范圍擴大。若將具有圖27所示的濃度分布 (在第一區域261中為最高的Nd濃度，在第二區域262中為次高的Nd濃度，在第三區域263 中為最低的Nd濃度)的固體激光介質MOE用于激光光源200E，則由于環境溫度而使激勵光源210的振蕩波長發生移動，即使存在在從入射端面242起0. 5mm的區域(即第一區域 261)中未被吸收的激勵光PL，該激勵光PL也會在接下來的第二區域262及/或第三區域 263中被吸收。這樣，固體激光介質MOE對激勵光PL的吸收量大致為恒定。圖27所示的固體激光介質MOE的第一區域的Nd的濃度為2. 5%。另外，第一區域261是從入射端面242起厚度為0. 5mm的區域。與第一區域261鄰接的第二區域 262的厚度設定為1mm，第二區域262中的Nd的濃度設定為1.5%。與第二區域262鄰接的第三區域沈3的厚度設定為0. 5mm,第三區域沈3中的Nd濃度設定為0. 5%。這樣，固體激光介質MOE中的Nd的濃度從激勵光源210向波長轉換元件250C階段性地降低。根據本實施方式的光學元件300E具有結合實施方式4及/或實施方式5說明的形狀(促進散熱的形狀)。因此，結合圖1說明的激光光源100的工作溫度范圍為20至40°C 左右，而本實施方式所涉及的激光光源200E的工作溫度被擴大至0至70°C的范圍。Nd濃度的階段性的變動也可以通過采用GdVO4或YVO4等不同的單晶體的介質的貼合或接合來實現。在此情況下，也可獲得激光光源的工作溫度范圍的擴大效果。例如，若單純地增加固體激光介質中的激光活性物質的濃度，則產生激光活性物質吸收振蕩的光的現象，作為結果，存在激光振蕩無法進行的問題。根據本實施方式的原理，若使用具有多個摻雜劑濃度分布的固體激光介質，則適于消除上述問題。(實施方式7)在本實施方式中，說明具有較高的耐環境性(尤其是較高的耐溫度特性)的異種材料的光學接觸裝配體(optical contact assembly)(具有光學元件結構的光學接觸裝配體)。作為用于利用多個光學部件形成光學元件的技術，存在使用粘合劑貼合多個光學部件的技術以及直接接合多個光學部件的技術。以下，說明直接接合技術相對于使用粘合劑的貼合技術的優越性。包括被一體化的光學部件的功能性光學元件對光學元件的小型化以及低成本化是有效的。光學部件的一體化可固定光學部件間的相對位置，對光學元件的功能穩定性作出貢獻。
為了進行光學部件的一體化，一般采用利用粘合劑的貼合技術。例如，貼合面上配置有功能性薄膜的光學部件彼此粘接，形成進行波長分離或偏振分離的光學元件。作為用于進行光學部件的一體化的其他方法，直接接合技術已為公知。直接接合技術是在不使用粘合劑的情況下堅固地接合光學部件的技術。通過直接接合技術，用例如玻璃、半導體、強介電體或壓電陶瓷等各種材料形成的光學部件高精度地被接合。本實施例中描述的“光學接觸/光學接觸狀態”是廣義的直接接合技術之一。以下，對一般的直接接合技術的概要以及本實施方式所示的光學接觸進行描述。通過上述直接接合技術形成的直接接合體例如作為光波導(optical waveguide) 而加以利用。光波導是通過使被直接接合的不同的兩個光學部件的其中之一薄板化，然后進行脊形加工(ridge processing)而形成的。這種光波導的形成作為用于制作光學元件的有效手段受到關注。提出有使用LiNbO3晶體(以下稱為LN晶體)、LiTa03晶體(以下稱為LT晶體)、 MgO:LN晶體或藍寶石等各種氧化物晶體基板進行的同種基板間的直接接合或具有大致相等的折射率及/或熱膨脹系數的異種基板間的直接接合。還提出有通過薄膜的上述基板的接合。作為用于該接合的薄膜材料，可舉出Si02、 SiN、低熔點玻璃、金屬氧化物等各種材料。如果以被接合的面為基準面，要求至光學部件的表面為止的加工厚度、距離、面的傾斜度或平坦度，則由于使用粘合劑的貼合技術中產生的粘合劑的厚度分布會引起光學元件的功能性的劣化，因而直接接合技術與使用粘合劑的貼合技術相比更為有利。此外，如果激光透過光學部件的貼合面，粘合劑(例如環氧系樹脂或丙烯酸系樹脂)會引起因光吸收/光散射導致的光功率損失。另外，如果高功率激光透過光學部件的貼合面，則會潛在地引起貼合面的粘合劑層的劣化(例如剝離、燒熱或變色)。因此，在激光透過光學部件間的情況下，不使用粘合劑等中間部件而使光學部件一體化的直接接合技術也是有利的。如上所述，高精度并且堅固地將光學部件彼此進行接合，制作具有各種特性的功能性器件是直接接合技術的有利的用途之一。尤其在接合不同性質的光學部件的情況下， 直接接合技術尤其有利。作為包含使用強介電晶體的異種部件的直接接合體，例示有包含玻璃與LN晶體的異種基板的直接接合體或包含玻璃與LT晶體的異種基板的直接接合體。上述異種基板一般受到數百！至1000°C左右的加熱熱處理后被直接接合。因此，包含上述異種部件的直接接合體的形成要求接合的基板間的大致相等的熱膨脹系數。因此，與上述的玻璃與LN晶體的直接接合或玻璃與LT晶體的直接接合相比，認為LN晶體與MgO:LN晶體等熱膨脹率大致相等，并且折射率不同的部件彼此直接接合較為容易。如果將同種材料或同一材料系(例如LN晶體和MgO:LN晶體)的部件進行直接接合，作為上述加熱處理的結果，在被直接接合的部件的分界處使晶體結構一體化(處于在結構上不存在接合分界的塊型晶體的狀態)，從而形成具有較高的接合強度的接合體。在異種材料晶體之間，由于存在晶體結構或光柵常數的不匹配，因而，例如，即使為了直接接合采用異種材料晶體的光學部件而進行了上述加熱處理，光學部件間的晶體結構的一體化也較為困難。因此，尤其在使采用異種材料的多個部件一體化的光學元件中，不包含“以形成材料間的堅固的接合狀態為目的的熱處理等工序”、部件間的貼緊/吸附狀態 (在本實施例中將該狀態定義為“光學接觸狀態”)下的光學特性與耐環境性能的確保變得重要。此外，異種光學部件間的熱膨脹系數的差異在加熱處理時會引起緊貼著的光學部件的膨脹量的差異。其結果，如果因緊貼著的光學部件中所產生的應力而引起接合面的剝離，及/或光學部件在結構上較為脆弱，則會產生光學部件的斷裂。本發明人詳細地研究了用于提高通過將采用異種材料的光學部件進行光學接觸而形成的光學元件結構的耐環境性(主要是耐熱性)的技術。如本實施方式中說明的那樣，本發明人發現，通過在光學接觸面的外周形成凹部或缺口部，利用設置在凹部或缺口部的密封部件覆蓋接合面的緣部，從而形成具有較高的耐環境性的光學元件結構。根據本實施方式的原理，在不依賴于材料的情況下，制作具有多個光學部件的光學接觸裝配體。本實施方式的原理擴大了材料以及光學部件的選擇性，有利地應用于各種光學元件的制作。以下，對本實施方式的光學元件進行說明。圖觀是根據本實施方式、通過將用異種材料形成的光學部件進行光學接觸而制作成的光學元件的立體圖。圖四概略示出圖觀所示的剖面A。光學元件600包括第一光學部件610與第二光學部件620。第一光學部件610和第二光學部件620光學接觸，形成光學接觸面640。在本實施方式中，作為第一光學部件610， 例示了采用NchYVO4的激光晶體，作為第二光學部件620，例示了 MgO:LN晶體。取而代之， 只要是第一光學部件以及第二光學部件由不同材料形成，第一光學部件和第二光學部件也可以用其他材料形成。光學元件600包括密封部件630。密封部件630用紫外線固化樹脂形成。第二光學部件620具有切開MgO: LN晶體的一部分而形成的缺口部621 (參照圖29)。密封部件630 設置在缺口部621中。如圖28以及圖四所示，第一光學部件610以及第二光學部件620通過光學接觸加工，不需要樹脂等粘合劑層的介入便在光學接觸面640被接合。第一光學部件610具有與第二光學部件620接合的第一主面612。第二光學部件620具有與第一光學部件610的第一主面612接合、形成光學接觸面640的第二主面622。第一主面612以及第二主面622 至少局部被光學研磨(鏡面研磨)。第二主面622通過氫鍵結合與第一主面612分子結合， 從而第二光學部件620吸附于第一光學部件610。對與第二光學部件620的第二主面622相接觸的MgO:LN晶體的一部分實施階差加工(st印ping process)從而形成包圍第二主面622的外周部的缺口部621。在形成有與光學接觸面640鄰接的缺口部621的部分，第一光學部件610與第二光學部件620不接觸。 將密封部件630所用的紫外線固化樹脂填充到缺口部621中。其結果，形成覆蓋光學接觸面640的外緣、密封光學接觸面640的密封部件630。在本實施方式中，缺口部621形成在第二光學部件620。取而代之，缺口部也可以形成在第一光學部件。另外，也可以在第一光學部件及/或第二光學部件形成用來設置密封部件的凹部來代替缺口部。在本實施方式中，作為第一光學部件610使用的激光晶體(NchYVO4晶體)以及作為第二光學部件620使用的MgO:LN晶體都是單軸性的各向異性晶體(anisotropiccrystals)。如圖觀所示，作為第一光學部件610使用的激光晶體的C軸以及作為第二光學部件620使用的MgO:LN晶體的C軸(即Z軸)均與光學接觸面640平行。另外，作為第一光學部件610使用的激光晶體的C軸以及作為第二光學部件620使用的MgO: LN晶體的 C軸朝著大致相同的方向(即它們的C軸大致平行)。為了制作圖觀以及圖四所示的光學元件600，在作為第二光學部件620使用的 MgO:LN晶體中形成缺口部621。缺口部621可以利用各種方法形成。在本實施方式中，缺口部621的形成利用切割加工。第二光學部件620除了具有處于光學接觸狀態的第二主面622以外，還具有位于第二主面622相反一側的射出端面623。第二光學部件620的第二主面622以及射出端面 623均被鏡面研磨。第二光學部件620是第二主面622與射出端面623之間的高平行度(相對于第二主面622與射出端面623之間的Imm的厚度，例如在0. 1微米以下)得以保持的晶體基板。在第二光學部件620上形成有切割溝，并形成有處于光學接觸狀態的正方形或長方形的第二主面622(數百微米X數百微米至數mmX數mm)。切割溝的寬度(w)(從與光傳播方向平行的第二光學部件620的側面到第二主面622的外緣的距離)例如為0. 2至 Imm左右。距離第二主面622的階差(規定第一光學部件610與第二光學部件620的相距距離的深度(d))為10至300微米左右。取而代之，切割溝的深度(d)也可以設定在1微米以上500微米以下的范圍。留下切割溝中與第二主面622相接觸的部分，將作為第二光學部件620使用的 MgO:LN晶體完全切斷。這樣，形成包含缺口部621的塊狀的第二光學部件620(Mg0:LN晶體)。第一光學部件610除了具有處于光學接觸狀態的第一主面612以外，還具有位于第一主面612相反一側的入射端面613。第一光學部件610的第一主面612以及入射端面 613均被鏡面研磨。第一光學部件610是第一主面612與入射端面613之間的高平行度(相對于第一主面612與入射端面613之間的Imm的厚度，例如在0. 1微米以下)得以保持的晶體基板。作為第一光學部件610使用的激光晶體通過切割被切斷成塊狀，形成具有大于第二主面622的第一主面612的第一光學部件610。另外，第一光學部件610的外形與第二光學部件620的外形大致相等。 然后，對第一光學部件610的第一主面612和第二光學部件620的第二主面622進行親水性處理。對第一光學部件610的第一主面612以及第二光學部件620的第二主面622 例如使用丙酮進行超聲波洗滌。之后，將第一光學部件610的第一主面612以及第二光學部件620的第二主面622在被升溫至約60至70°C的氨水過氧化氫水純水=1:1:6 的混合溶液(以下稱為氨水溶液(ammonia hydroxide))中浸泡15分鐘以上。然后，用純水進行清洗處理后，對第一光學部件610的第一主面612以及第二光學部件620的第二主面622進行干燥處理。 干燥處理后，使第一光學部件610的第一主面612與第二光學部件620的第二主面622相接觸，以便使作為第一光學部件610使用的激光晶體的晶體軸與作為第二光學部件620使用的MgO:LN晶體的晶體軸的方向一致。隨后，對第一主面612以及第二主面622稍微加壓，實現第一主面612和第二主面622之間的吸附。由此形成光學接觸面640。在形成為包圍光學接觸面640的外緣的缺口部621中，涂敷并填充作為密封部件 630使用的紫外線固化樹脂。其結果，密封部件630實質上將光學接觸面640的外緣與外氣隔斷。然后，使數十毫焦耳左右的紫外線照射到紫外線固化樹脂。其結果，紫外線固化樹脂發生固化，成為密封部件630。以此方式，制作根據本實施方式的具有多個光學部件的光學接觸裝配體(一體化光學元件)。本實施方式的特征在于沿著光學接觸面640的外緣形成的缺口部621以及設置在缺口部621中的密封部件630。以下，說明缺口部621以及密封部件630所帶來的有利效
本發明人使用NchYVO4晶體(第一光學部件610)和MgO:LN晶體(第二光學部件 620)，進行對第一主面612以及第二主面622的親水性處理，以及使第一主面612與第二主面622相吸附的吸附工序，從而制作了具有ImmX Imm至15mmX 15mm左右的異種材料間的面積(光學接觸面的面積)的晶體基板的光學接觸裝配體。本發明人對制作成的光學接觸裝配體的接合強度以及耐熱性等耐環境性能進行了評價。一般而言，面彼此的貼合或接合的接合強度(簡單而言，相對于張力剝離發生的比例)依賴于貼合面/接合面的面積的大小。即，貼合面/接合面的面積越大，接合強度越大。本發明人在常溫下進行拉伸強度試驗，確認了用分別具有被吸附的第一主面612、 第二主面622的異種材料部件形成的光學接觸裝配體(光學元件600)的接合強度隨著光學接觸面640的面積的增大而增加。本發明人還進一步確認了，在制作光學接觸裝配體(光學元件600)時，第一主面 612和第二主面622之間的吸附狀態形成的容易程度也依賴于光學接觸面640的面積。在制作具有較大的光學接觸面640的光學接觸裝配體(光學元件600)時，在比較小的壓力下，容易達到光學接觸面640的整體的吸附狀態。另外，即使在處于光學接觸狀態的第一光學部件610的第一主面612與第二光學部件620的第二主面622之間存在數微米左右大小的異物(污染)，除了異物的周邊部(數十微米的區域)之外，也能夠實現吸附狀態。隨著光學接觸面640的面積減小，為了獲得第一主面612與第二主面622之間的吸附而需要的壓力增大。另外，處于光學接觸狀態的第一光學部件610的第一主面612與第二光學部件 620的第二主面622之間的數微米左右大小的異物的存在常常妨礙第一主面612與第二主面622之間的吸附。尤其是，如果光學接觸面640的大小為2mmX2mm以下，則上述的傾向變得顯著，需要對第一光學部件610的第一主面612與第二光學部件620的第二主面622 的充分的洗滌/清潔以及數kgf/cm2以上的壓力。本發明人還調查了來自外部的氣體或水分侵入吸附狀態的光學接觸面640時光學接觸面640的剝離的發生。本發明人用采用異種材料的晶體基板制作了具有不同的光學接觸面640的面積的多種光學接觸裝配體。然后，本發明人將光學接觸裝配體浸入純水中， 觀察了由來自光學接觸面640的外緣的水的侵入所造成的光學接觸面640的剝離的發生以及加劇。觀察的結果，判明了如果光學接觸面640的面積較小(例如為3mmX3mm左右以下)，則光學接觸面640的整體容易發生剝離。如果光學接觸面640的面積為IOmmX IOmm以上，則即使在光學接觸面640的外緣附近發生了剝離，到該剝離擴大至光學接觸面640的整體為止也需要比較長的時間。尤其是，與外緣相距約3mm以上的光學接觸面640的中心區域的剝離幾乎未被觀察到。可以想見，在采用異種材料的光學部件(第一光學部件610以及第二光學部件 620)處于光學接觸狀態時，這些部件間的熱膨脹系數的差異對光學接觸面640的剝離或這些部件的斷裂等缺陷產生較大的影響。表1示出NchYVO4晶體(第一光學部件610)以及 MgO:LN晶體(第二光學部件620)的物理特性值的比較。另外，表1所示的物理特性值是公知的值。(表 1)
權利要求
1.一種波長轉換激光光源，其特征在于包括 用于產生基波光的固體激光介質；將所述基波光轉換為頻率高于所述基波光的第二諧波光的波長轉換元件；以及與所述波長轉換元件相接觸的導電性材料，其中，所述波長轉換元件具備形成有多個極化反轉區域的極化反轉結構和與所述極化反轉區域垂直相交的第一側面，所述導電性材料與所述第一側面相接觸。
2.根據權利要求1所述的波長轉換激光光源，其特征在于 所述極化反轉結構露出于所述第一側面，所述導電性材料與露出于所述第一側面的所述極化反轉結構直接接觸。
3.根據權利要求1或2所述的波長轉換激光光源，其特征在于所述波長轉換元件和所述固體激光介質，光學接觸形成第一光學元件， 所述固體激光介質具有與所述第一側面連續的第二側面， 所述第二側面與所述導電性材料相接觸。
4.根據權利要求3所述的波長轉換激光光源，其特征在于還包括維持所述固體激光介質發出的激光的橫模的第二光學元件，其中，所述第一光學元件和所述第二光學元件光學接觸， 所述第二光學元件具有射出所述激光的射出部， 所述射出部呈球面凸透鏡形狀。
5.根據權利要求4所述的波長轉換激光光源，其特征在于所述第二光學元件與所述固體激光介質的端面接合。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的波長轉換激光光源，其特征在于所述第一側面與所述波長轉換元件的極化方向平行，并且具有與所述波長轉換元件的晶體軸相交的第一短路面和第二短路面，其中，所述第一短路面和所述第二短路面相互電短路。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的波長轉換激光光源，其特征在于所述導電性材料的電阻率為10Χ10_5Ω · cm以下。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的波長轉換激光光源，其特征在于所述固體激光介質具有處于與所述波長轉換元件光學接觸的狀態的接合面、以及位于該接合面相反一側的相對面，所述接合面的面積大于所述相對面的面積。
9.根據權利要求1至7中任一項所述的波長轉換激光光源，其特征在于還包括密封所述固體激光介質與所述波長轉換元件之間的接合部的密封部件，其中，所述固體激光介質具有至少局部被鏡面研磨的第一主面， 所述波長轉換元件具有至少局部被鏡面研磨的第二主面，所述接合部具有讓所述第一主面和所述第二主面通過氫鍵結合而處于光學接觸狀態的光學接觸面，所述光學接觸面允許所述激光透過，在所述固體激光介質和所述波長轉換元件的至少其中之一上，形成有與所述光學接觸面的外緣鄰接的凹部或缺口部，設置在所述凹部或所述缺口部的所述密封部件覆蓋所述光學接觸面的所述外緣。
10.一種光學元件，其特征在于包括 用于產生基波光的固體激光介質；以及將所述基波光轉換為頻率高于所述基波光的第二諧波光的波長轉換元件，其中， 所述固體激光介質具有處于與所述波長轉換元件光學接觸的狀態的接合面、以及位于該接合面相反一側的相對面，所述接合面的面積Sl大于所述相對面的面積S2。
11.根據權利要求10所述的光學元件，其特征在于所述接合面的所述面積Sl與所述相對面的面積S2的關系用不等式0. 75XSl > S2來表示。
12.根據權利要求10或11所述的光學元件，其特征在于還包括覆蓋所述接合面的外緣的密封部件，其中，所述密封部件防止水分向所述接合面的侵入。
13.根據權利要求10至12中任一項所述的光學元件，其特征在于所述固體激光介質以及所述波長轉換元件具有與所述接合面垂直的面， 在該垂直的面上，形成有沿所述接合面的外緣的凸起部， 所述凸起部與所述固體激光介質的c軸方向平行。
14.一種波長轉換激光光源，其特征在于包括 發出光的激勵光源；如權利要求10至13中任一項所述的光學元件；以及將所述光聚光于所述光學元件的聚光光學構件，其中， 在所述光學元件上形成有沿所述光的偏振方向延伸的凸起部。
15.一種波長轉換激光光源，其特征在于包括 發出光的激勵光源；如權利要求10至13中任一項所述的光學元件；以及將所述光聚光于所述光學元件的聚光光學構件，其中， 所述光學元件具有射出激光的射出部，摻雜在所述固體激光介質中的激光活性物質的濃度自所述激勵光源起朝所述射出部而降低。
16.根據權利要求14或15所述的波長轉換激光光源，其特征在于輸出為500mW以上， 工作最高溫度為40°C以上。
17.一種光學元件，其特征在于包括具有至少局部被鏡面研磨的第一主面的第一光學部件；具有通過氫鍵結合與所述第一主面光學接觸、并與所述第一主面一起形成能夠讓激光透過的光學接觸面的第二主面的第二光學部件；以及密封所述光學接觸面的密封部件，其中， 所述第二主面至少局部被鏡面研磨，在所述第一光學部件和用與該第一光學部件不同的物質形成的所述第二光學部件的至少其中之一上，形成鄰接于所述光學接觸面的外緣的凹部或缺口部，設置在所述凹部或缺口部的所述密封部件覆蓋所述光學接觸面的所述外緣。
18.根據權利要求17所述的光學元件，其特征在于所述第一光學部件以及與該第一光學部件接合的第二光學部件形成至少一個平坦的所述凹部或所述缺口部形成在從所述光學接觸面的所述外緣起到所述平坦的面為止的區域內。
19.根據權利要求17或18所述的光學元件，其特征在于與所述光學接觸面的所述外緣鄰接設置的所述密封部件防止所述光學接觸面與外氣的接觸。
20.根據權利要求17至19中任一項所述的光學元件，其特征在于所述凹部或缺口部具有使所述第一光學部件和所述第二光學部件相距1微米以上500微米以下的深度尺寸。
21.一種波長轉換激光光源，其特征在于包括發出光的激勵光源；以及如權利要求17至20中任一項所述的光學元件，其中，所述光學元件的所述光學接觸面，作為對在所述光學元件中傳播的所述光進行激光振蕩橫模控制的光學窗口發揮作用。
22.—種波長轉換激光光源，其特征在于包括發出光的激勵光源；以及如權利要求17至20中任一項所述的光學元件，其中，所述第一光學部件以及所述第二光學部件的至少其中之一的形狀沿著所述光的傳播方向呈錐形，與所述傳播方向垂直的所述光學元件的剖面，作為對在所述光學元件中傳播的所述光進行激光振蕩橫模控制的光學窗口發揮作用。
23.一種圖像顯示裝置，其特征在于包括發出光的激光光源；對所述激光光源供應電流的激光驅動電路；調制所述光以形成圖像的調制元件；反射從所述調制元件射出的光的反射鏡；以及驅動所述調制元件的控制器，其中，所述激光光源具備如權利要求1至9、權利要求14至16、權利要求21以及權利要求22 中任一項所述的波長轉換激光光源。
全文摘要
本發明提供一種波長轉換激光光源，包括用于產生基波光的固體激光介質；將所述基波光轉換為頻率高于所述基波光的第二諧波光的波長轉換元件；以及與該波長轉換元件相接觸的導電性材料，該波長轉換元件具備形成有多個極化反轉區域的極化反轉結構和與所述極化反轉區域垂直相交的第一側面，所述導電性材料與所述第一側面相接觸。
文檔編號G02F1/37GK102308445SQ201080006929
公開日2012年1月4日 申請日期2010年12月10日 優先權日2009年12月14日
發明者古屋博之, 杉田知也 申請人:松下電器產業株式會社