测量用激光装置制造方法及图纸

一种测量用激光装置，它具备激光光源部和将从该激光光源部来的激光光线按规定方向照射的光学系统，把上述激光光源部设置成至少与光学系统热隔离并用光纤将上述激光光源部的激光光线引导到上述光学系统，由于使激光光源部或至少光源部的发热部与光学系统隔离，因此光学系统不受激光光源部热的影响，能够防止由热而引起的精度降低，并可以使测量用激光装置维持高精度。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及自带激光器的测量用激光装置，特别是，涉及已考虑激光器发热影响的测量用激光装置。就自带激光器的测量用激光装置来说，已知的有使用于经纬仪、建筑物内装修的旋转激光器、使用于配管施工的导管激光器、使用于测距的激光距离计及水平装置等，并且采用He-Ne激光、LD(半导体激光)作为激光源。一般，这些测量用激光装置的水平用光学系统，或者测距用光学系统等的光学系统都得设置在镜筒内。把该镜筒支承在壳体中，上下及左右两个方向都能自由转动，并且将激光光源固定在镜筒上，而与光学系统一体化。在使用He-Ne激光器作为上述激光光源时，He-Ne管的形状很大就不可能做成小型。而且，使用He-Ne管时，必须高电压才能进行激光振荡，一般要使用100V电源。因此，消耗电力多，发热量也大。因而，不可能把电源装到装置里，难以使装置小型化为小型又可携带的装置。并且，由于上述激光光源的发热，因光学系统受热，使倾角传感器等各种检出器的检出精度下降，或者因镜筒、镜筒支撑机构受热，随热膨胀而发生变位，发生机械精度降低等问题，因而，就需要有冷却机构及散热机构，装置就变得复杂庞大。因为上述的LD(半导体激光器)小型消耗电力少，所以容易安装在上述镜筒等内，可以制成适合于携带使用的小型化设备。附图说明图14，表示了一种使用LD的测量用激光装置例的导管激光器示意图。在镜筒2内设置光学系统1，该镜筒2由壳体4支承，可在上下及左右两个方向自由转动，而将激光光源3固定在镜筒2的底部。还有，LD发光的激光光线6纵横方向不同呈椭圆状，因为扩展角大，所以要设置准直透镜5使其变为平行光束。通常，为将椭圆形变成近于圆形，设置校正透镜。发自上述LD的激光光线6与He-Ne管的激光光线相比较，平行性方面不是细微轮廓清晰均匀的激光光线，因光束有所发散，即使进行了校正形状的激光光线目视性也低。作为提高目视性的手段，虽有增加输出的方法，但从保护操作者安全等观点出发，有关激光光线强度则受法律制约。因而，在同样输出下为提高目视性起见有必要选用目视性高的波长。就目视性而言，绿色光较优，但不能大量生产可输出高输出绿色激光光线的半导体器件。为此，目前，对来自近红外的LD的激光器光源设置共振部，使激光光线的频率增大变换为绿色。作为产生绿色激光光线的激光光源使用，有利用近红外半导体激光器件使外部、或内部谐振型SHG(二次谐波发生)方式的振荡装置组合的LD激励固体激光器。图15正是示出用这样的内部谐振型SRG方式的LD激励固体激光器的激光光源3的示意图。图15中，8为发光部，9为光谐振部。该发光部8具备LD发光器10、聚光透镜11，进而光谐振部9有由形成第1电介质反射膜12的激光器晶体(NdYVO4)片13、非线性光学介质(KTP)14、及形成第2电介质反射膜15的输出反射镜16，并且在该光谐振部9抽运激光光线，进行谐振放大予以输出。下面还要做详细介绍。激光光源3是用于产生激光光线的，使用作为半导体激光器的LD发光器10。另外，该LD发光器10具有作为产生基波的抽运光发生装置的功能。还有，激光光源3不限于半导体激光器，凡能产生激光光线的，不论哪一种光源手段也都可以采用。激光器晶体片13是用于进行光放大的。至于此激光器晶体片13，可采用掺入Nd3+离子的YAG(钇铝柘榴石)等。YAG具有946nm、1064nm、1319nm等的振荡谱线。激光器晶体片13不限于YAG，还可以使用振荡线为1064nm的(NdYVO4)，振荡线为700～900nm的(Ti兰宝石)等。在激光器晶体片13的LD发光器10侧，形成第1电介质反射膜12。此第1电介质反射膜12对LD发光器10是高透射(光)的，而对激光器晶片13所振荡的波长则是高反射的，同时即使对于SHG(二次谐振产生的波)也是高反射的。输出反射镜16以与激光器晶体片13相对的方式构成，把输出反射镜16的激光器晶体片13的一侧加工成有适当半径的凹面球面镜的形状，再形成第2电介质反射膜15。此第2电介质反射膜15对于激光器晶体片13的振荡波长为高反射，对于SHG(二次谐波产生)也变成了高透射。如以上那样，把激光器晶体片13的第1电介质反射膜12和输出反射镜16组合起来，通过聚光透镜11将从LD发光器10来的光束抽运，经激光器晶体片13，光就会在激光器晶体片13的第1电介质反射膜12与输出反射镜16之间多次往复，由于可以长时间封闭光，因而会使光谐振放大。为此在由上述激光器晶体片13的第1电介质反射膜12与上述输出反射镜16构成的光谐振器内插入非线性光学介质14。在此，简要说明非线性光学效应。若在物质上施加电场，就会产生电极化。当这个电场强度小时，极化与电场成正比例，在象激光光线这样的高强度相干光的情况下，则打破了电场与极化之间的比例关系，而成为与电场的二次方、三次方成比例的非线性极化分量。从而，在非线性光学介质14中，因光波发生的极化，含有与光波电场的二次方成比例的分量，通过这种非线性极化，使不同频率的光波间发生结合，产生2倍于光频率的高次谐波。这种第2次高次谐波发生(SHG)叫做二次谐波发生。上述的激光源3是把非线性光学介质14插入由激光器晶体片13与输出反射镜16构成的光谐振器内，所以也叫做内部型SHG，由于变换输出与基波光功率的二次方成比例，所以具有能直接利用光谐振器内很高光强度的效果。非线性光学介质14，例如使用KTP(KTiOPO4磷酸钛钾)、BBO(β-BaB2O4β型硼酸钡)、LBO(LiB3O5三硼酸锂)等，主要在于将光波1064nm变换为532nm。也采用KNbO3(铌酸钾)等，主要将光波从946nm变换为473nm。一般，为了稳定激光光源输出波长，要监控输出激光并反馈到激光光源。图16是内部谐振型SHG方式振荡装置的反馈框图。光源单元60由激光光源3、半反射镜61、聚光透镜17构成。自激光光源3输出的激光光线用半反射镜61分出一部分作为监控光。透过半反射镜61的激光光线射向上述聚光透镜17。上述监控光为监控光电器件62、光电电路63所接收并变换成电信号。从光电电路63来的光电信号输入控制部66，该控制部66把与上述光电信号对应的控制信号输出到LD驱动部67。该LD驱动部67再根据上述控制信号控制LD发光器10的发光。在用上述的内部谐振型SHG方式的振荡装置组成的LD激励固体激光器时，发光效率与单个半导体激光器相比较差，因为发热量大。因而，如果把LD激励固体激光器安装在收纳望远镜等光学系统的壳体里，就会导致与He-Ne管方式的激光光源一样因热膨胀、热变形造成精度下降。本专利技术的一个目的是提供一种使用目视性高的激光光线，并且消除了激光光源的热影响，高精度测量用激光装置。并且，本专利技术的另一个目的是将激光光源和光学系统设置到分离开的位置，以消除激光光源的热影响，在用光纤连接激光光源和光学系统的情况下，容易进行激光光源与光纤的耦合调整，同时调整后不会失常，而且还可能是随时间变化不多的光纤耦合。因而，本专利技术的测量用激光装置配备有激光光源部、沿规定方向照射自该激光光源部来的激光光线的光学系统、以及将上述激光光源部的激光光线导入上述光学系统的光纤；上述激光光源部至少与光学系统热隔离，并且激光光源部是配备发光部和光谐振部的LD激励固体激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量用激光装置，它具备：激光光源部、使从该激光光源部来的激光光线按规定的方向照射的光学系统、以及将上述激光光源部的激光光线引导到上述光学系统的光纤，其特征在于上述激光光源部至少与光学系统热隔离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大友文夫，小泉浩，内正幸，大石政裕，后藤义明，
申请(专利权)人：株式会社拓普康，
类型：发明
国别省市：JP[日本]