CN110311292A - 照射位置检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够容易且以短时间确定激光介质上使脉冲光成为线性偏振光的照射位置的照射位置检测装置。具有：发光部，出射激光光线；介质保持部，保持激光介质，能够使该激光介质移动来调整激光光线的入射位置；偏振光学构件，将透过了激光介质的激光光线分离为S偏振光和P偏振光；第一光量检测器，检测S偏振光的激光光线的输出；第二光量检测器，检测P偏振光的激光光线的输出；及控制部；该控制部以通过激光光线扫描激光介质的端面的方式驱动介质保持部，基于第一光量检测器和第二光量检测器对透过了激光介质的激光光线的检测结果计算消光比，将消光比为预先设定的设定值以上的照射位置检测为用于使激光光线成为线性偏振光的照射位置。

Description

照射位置检测装置

技术领域

本发明涉及一种对用于使从激光振荡装置发出的激光光线成为线性偏振光的照射位置进行检测的照射位置检测装置。

背景技术

作为用于光谱测量、形状测量、非线性晶体激发等的激光振荡装置，例如已有使用了Nd：YAG、Cr：YAG晶体等的各向同性激光介质的Q开关激光装置及CW(Continuous Wave：连续)激光装置。例如，Q开关激光装置包括出射规定波长的激光的发光部以及光学谐振器，该光学谐振器包括第一介电反射体、第二介电反射体、以及配置在第一介电反射体与第二介电反射体之间的激光介质和可饱和吸收体。

在Q开关激光装置中，通过从发光部出射的激发激光来激发激光介质，从激光介质放出的自然放出光被可饱和吸收体吸收。随着自然放出光的吸收，可饱和吸收体的激发级的电子密度逐渐增加，从而可饱和吸收体因电子密度饱和而透明化。因可饱和吸收体的透明化而产生激光振荡，从而出射脉冲光。

当进行脉冲光的波长转换及形状测量时，希望出射的脉冲光的偏振方向一致。然而，在上述的Q开关激光装置的情况下，具有如下偏振特性，即，若激发激光的频率为数KHz以上，则脉冲光以在正交的方向上交替地偏振的方式出射。另外，在CW激光装置的情况下也同样地，出射的激光光线以在正交的方向上交替地偏振的方式连续振荡。因此，以往，通过在光学谐振器内设置偏振元件等，来控制脉冲光的偏振方向。

另外，以往，从外部向激光介质施加应力，由在激光介质的内部产生的内部形变引起的双折射使激光光线偏振方向相同(线性偏振化)。然而，在以往的情况下，需要在整个表面上重复确认激光光线是否照射到激光介质的规定位置以及通过该照射而激发的激光光线是否成为线性偏振光，因此作业复杂且花费时间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-63063号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明提供一种能够容易且在短时间内确定激光介质上能使脉冲光成为线性偏振光的照射位置的照射位置检测装置。

用于解决问题的手段

本发明涉及一种照射位置检测装置，具有：发光部，出射激光光线；介质保持部，保持激光介质，能够使该激光介质移动来调整所述激光光线的入射位置；偏振光学构件，将透过了所述激光介质的所述激光光线分离为S偏振光和P偏振光；第一光量检测器，检测S偏振光的激光光线的输出；第二光量检测器，检测P偏振光的激光光线的输出；以及控制部，该控制部以通过所述激光光线扫描所述激光介质的端面的方式驱动所述介质保持部，并且该控制部基于所述第一光量检测器和所述第二光量检测器对透过了所述激光介质的所述激光光线的检测结果计算消光比，将消光比为预先设定的设定值以上的照射位置检测为用于使所述激光光线成为线性偏振光的照射位置。

另外，本发明的照射位置检测装置，其中，所述控制部仅将所述第一光量检测器和所述第二光量检测器的检测值的总和超过预先设定的阈值的照射位置检测为用于使所述激光光线成为线性偏振光的照射位置。

另外，本发明的照射位置检测装置，其中，该照射位置检测装置还具有能够获取所述激光介质的端面的相位差分布图像及相位差方向箭头的相位差照相机，仅在所述激光介质的内部存在双折射且存在与所述激光介质的一边垂直的所述相位差方向箭头时，执行所述照射位置的检测。

另外，本发明的照射位置检测装置，其中，所述控制部以通过所述激光光线对所述激光介质的端面的除去距离中心规定范围以外的部位进行扫描的方式驱动所述介质保持部。

进而，本发明的照射位置检测装置，其中，所述控制部在检测到预先设定的数量的所述照射位置时，结束所述激光光线对所述激光介质的端面的扫描。

发明的效果

根据本发明，由于具有：发光部，出射激光光线；介质保持部，保持激光介质，能够使该激光介质移动来调整所述激光光线的入射位置；偏振光学构件，将透过了所述激光介质的所述激光光线分离为S偏振光和P偏振光；第一光量检测器，检测S偏振光的激光光线的输出；第二光量检测器，检测P偏振光的激光光线的输出；以及控制部；该控制部以通过所述激光光线扫描所述激光介质的端面的方式驱动所述介质保持部，并且该控制部基于所述第一光量检测器和所述第二光量检测器对透过了所述激光介质的所述激光光线的检测结果计算消光比，将消光比为预先设定的设定值以上的照射位置检测为用于使所述激光光线成为线性偏振光的照射位置；因此，能够发挥以下优异的效果：能够将激发激光实际照射到所述激光介质，减少对出射的激光光线的偏振方向进行确认的次数，并能够容易地执行用于使所述激光光线线性偏振化的作业，并能够缩短作业时间。

附图说明

图1是示出激光振荡装置的一个例子的结构图。

图2是示出脉冲光以在正交的方向上交替地偏振的方式出射的状态的说明图。

图3是示出本发明的第一实施例的照射位置检测装置的结构图。

图4是示出该照射位置检测装置的支架和激光介质的主视图。

图5是说明本发明的第一实施例的照射位置的检测工序的流程图。

图6是对示出激光介质端面的扫描顺序和划分的区域的第一输出图像进行说明的说明图。

图7是示出第二输出图像的说明图。

图8是示出消光比图像的说明图。

图9是示出本发明的第二实施例的照射位置检测装置的结构图。

图10A和图10B是示出由相位差照相机拍摄的激光介质端面的一个例子的说明图。

附图标记说明

1：激光振荡装置

4：激发激光

5：激光介质

11：脉冲光

12：照射位置检测装置

13：发光部

14：介质保持部

16：照相机

17：偏振光学构件

18：第一光量检测器

19：第二光量检测器

20：激光光线

21：控制部

23：出射光轴

31：X-Y承载台

32：相位差分布图像

33：相位差方向箭头

34：第一输出图像

35：第二输出图像

36：消光比图像

44：相位差照相机

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施例。

首先，在图1中，对本发明的实施例中的激光振荡装置1的一个例子进行说明，该激光振荡装置1使用决定了激光光线的照射位置的激光介质。该激光振荡装置1例如为Q开关激光振荡装置，包括发光部2和光学谐振部3。所述发光部2例如包括半导体激光器等出射激光的发光器(未图示)和聚光透镜(未图示)等，所述发光部2用于出射规定波长的激发激光4。

在所述发光部2的下表面，设置有所需的冷却单元，例如珀耳帖元件10。通过该珀耳帖元件10冷却所述发光部2，抑制所述发光部2出射所述激发激光4时的温度上升。

所述光学谐振部3具有作为第一光学晶体的激光介质5和作为第二光学晶体的可饱和吸收体6，所述激光介质5和所述可饱和吸收体6为通过光学接触(optical contact)、热扩散接合等而一体化的结构。另外，所述激光介质5的入射面是第一谐振部反射镜7，所述可饱和吸收体6的出射面是第二谐振部反射镜8。进而，所述激光介质5和所述可饱和吸收体6由支架9一体地保持。

作为所述激光介质5，例如使用Nd：YAG/Cr：YAG晶体。所述激光介质5被波长为808nm的所述激发激光4激发，将入射的该激发激光4放大从而放出波长为1064nm的自然放出光(光子)(未图示)。

作为所述可饱和吸收体6，例如使用Cr：YAG晶体。所述可饱和吸收体6具有吸收从所述激光介质5放出的所述自然放出光的性质。另外，所述可饱和吸收体6具有如下性质，即，透过率随着所述自然放出光的吸收而增加，并且在电子密度增大而饱和时变得透明化。通过所述可饱和吸收体6透明化，从该可饱和吸收体6出射波长为1064nm的脉冲光11。

所述第一谐振部反射镜7对来自所述发光部2的所述激发激光4具有高透过性，并对从所述激光介质5放出的所述自然放出光具有高反射性。另外，所述脉冲光11从所述第二谐振部反射镜8出射。

当从所述发光部2照射出所述激发激光4时，该激发激光4透过所述第一谐振部反射镜7而入射到所述激光介质5。所述激光介质5被所述激发激光4激发，此时产生的所述自然放出光的一部分入射到所述可饱和吸收体6。当随着所述自然放出光的吸收，所述可饱和吸收体6的电子密度增加而饱和时，该可饱和吸收体6变得透明化，所述脉冲光11透过所述第二谐振部反射镜8出射。

此外，在将所述可饱和吸收体6从所述激光振荡装置1移除的情况下，从所述激光振荡装置1出射连续振荡的CW(Continuous Wave)激光。

图2示出从所述激光振荡装置1发出的所述脉冲光11的偏振方向的一个例子。

通常，所述激发激光4照射到所述激光介质5的中心部。此时，从所述可饱和吸收体6出射的所述脉冲光11交替地产生P偏振光脉冲11a和S偏振光脉冲11b，所述脉冲光11的偏振方向不稳定。这在振荡CW激光的情况下也是同样的，P偏振光和S偏振光交替地连续振荡。

在本发明中，发明人发现，即使不从外部向所述激光介质5施加应力，根据照射的所述激发激光4在所述激光介质5上的照射位置，有时也能使所述脉冲光11的偏振方向成为线性偏振。进而，发明人还发现，该现象是由在所述激光介质5中产生的内部残留应力引起的。

所述激光介质5存在因切割而产生加工形变的情况，或者使原来保持的形变在切割时释放，从而产生加工形变的情况。加工形变成为内部残留应力，在所述激光介质5的内部产生双折射。因此，在第一实施例中，利用因所述激光介质5的加工形变而产生的双折射，使所述脉冲光11线性偏振化。此外，引起双折射的内部残留应力在所述激光介质5中并不是均匀地产生的，另外，各所述激光介质5的内部残留应力的产生状态不同。另外，发明人还发现，双折射的状态根据内部残留应力的状态而不同。

以下，使用图3、图4，对本发明第一实施例的照射位置检测装置12进行说明，该照射位置检测装置12用于检测使脉冲光11的偏振方向线性偏振化的、激发激光4的候选照射位置。

该照射位置检测装置12具有发光部13、介质保持部14、光路分离构件15、遮光器22、照相机16、偏振光学构件17、第一光量检测器18、第二光量检测器19以及控制部21。此外，通过所述发光部13和所述介质保持部14构成激光振荡装置1。

所述介质保持部14、所述光路分离构件15、所述偏振光学构件17和所述第一光量检测器18设置在所述发光部13的出射光轴23上。另外，所述照相机16和所述遮光器22设置在所述光路分离构件15的反射光轴24上。所述第二光量检测器19设置在所述偏振光学构件17的反射光轴25上。

所述发光部13具有：发光器26，出射规定波长的激光光线，例如为激光二极管(LD)；光纤27，将从该发光器26出射的激光光线引导至任意的出射位置；以及投光透镜28，对从该光纤27出射的激光光线20进行聚光。所述发光器26能够调整出射的激光光线的输出。

此外，所述投光透镜28包括多个透镜，以使所述激光光线20以规定的光束直径入射到激光介质5的方式，调整各透镜的位置。

所述介质保持部14具有：激光介质5，配置在所述出射光轴23上，例如为截面为1mm见方左右的矩形的长方体；支架29，保持该激光介质5；X-Y承载台31，使所述激光介质5相对于所述出射光轴23在上下方向、左右方向移动。所述支架29被保持在所述X-Y承载台31上。

如图4所示，所述支架29具有载置有所述激光介质5的支架本体29a以及通过螺栓等固定件30可装卸地固定于所述支架本体29a的保持片29b，所述激光介质5被所述支架本体29a和所述保持片29b所夹持。此外，在夹持的状态下，不从所述支架29向所述激光介质5作用外力，而是由所述支架29来保持所述激光介质5，从而不产生内部应力。另外，在所述支架本体29a上设置有热电偶等温度检测器37，能够通过该温度检测器37测量所述激光介质5的面内温度分布。

所述光路分离构件15例如为半反射镜，具有如下的光学特性：使透过了所述激光介质5的所述激光光线20中的激光光线20’反射，并使激光光线20”透过。

所述照相机16能够拍摄所述激光介质5的端面。基于所述照相机16所拍摄的所述激光介质5的端面的图像，能够确认所述激光光线20在该激光介质5上的照射位置。

另外，所述遮光器22能够通过未图示的驱动机构插入所述反射光轴24和从所述反射光轴24移除。当在该反射光轴24上插入所述遮光器22时，所述激光光线20’被所述遮光器22阻挡，使得所述激光光线20’不会入射到所述照相机16。此外，也可以使所述光路分离构件15能够插入所述出射光轴23以及从所述出射光轴23移除。此时，通过所述光路分离构件15的插入和移除，能够控制所述激光光线20’向所述照相机16的入射，因而能够省略所述遮光器22。

所述偏振光学构件17例如为分色镜，具有如下的偏光特性：使透过了所述光路分离构件15的激光光线20”中的S偏振光的激光光线透过，而将激光光线20”中的P偏振光的激光光线反射。

所述第一光量检测器18接收透过了所述偏振光学构件17的S偏振光的激光光线20”，所述第二光量检测器19接收由所述偏振光学构件17反射的P偏振光的激光光线20”，并分别检测光的接收量(各偏振光的光量)。

所述控制部21为例如PC等计算装置，控制所述发光器26的发光，并控制所述X-Y承载台31的驱动，并控制所述遮光器22的插入和移除。另外，所述控制部21基于所述第一光量检测器18、所述第二光量检测器19的检测值计算消光比。在此，消光比是将所述第一光量检测器18和所述第二光量检测器19的检测值中的、较小的检测值作为分子而求出的。进而，所述控制部21基于计算出的消光比，确定使所述脉冲光11成为线性偏振光或大致线性偏振光的照射位置。

另外，在所述控制部21的存储部(未图示)中，存储有由所述照相机16获得的图像，并且还存储有：基于该图像判断出的激光光线在所述激光介质5的端面内的入射位置、所述第一光量检测器18和所述第二光量检测器19对该入射位置的检测值、基于所述第一光量检测器18和所述第二光量检测器19的检测值创建的图像、计算出的消光比。

另外，在所述存储部中，存储有以下等程序：用于控制所述发光器26和所述X-Y承载台31以及所述遮光器22等的驱动的程序；用于以规定的顺序用所述激光光线20扫描所述激光介质5的端面的程序；用于创建后述的第一输出图像34的程序；用于创建后述的第二输出图像35的程序；用于基于所述第一光量检测器18和所述第二光量检测器19的检测值计算消光比的程序；用于基于消光比创建后述的消光比图像36的程序；基于消光比选择使所述脉冲光11成为线性偏振或大致线性偏振的照射位置的程序。所述控制部21执行或扩展存储于所述存储部的程序，并执行各种处理。

所述发光器26出射所述激光光线20，该激光光线20经由所述光纤27、所述投光透镜28，进而入射到所述激光介质5的端面的规定部位。此外，入射到该激光介质5的所述激光光线20的光束直径，为与所述激光振荡装置1中的所述激发激光4的光束直径相同的直径，例如50μm。

透过了所述激光介质5的激光光线入射到所述光路分离构件15。该光路分离构件15将激光光线的一部分20’反射，使其余部分20”透过。

透过了所述光路分离构件15的所述激光光线20”入射到所述偏振光学构件17。通过该偏振光学构件17，使S偏振光的激光光线20”透过，将P偏振光的激光光线20”反射，从而分离成S偏振光和P偏振光。透过了所述偏振光学构件17的S偏振光的激光光线20”被所述第一光量检测器18接收，由所述偏振光学构件17反射的P偏振光的激光光线20”被所述第二光量检测器19接收。所述第一光量检测器18和所述第二光量检测器19输出与S偏振光和P偏振光的光量对应的检测值，输出的检测值存储在所述控制部21中。

接着，用图5的流程图对使用所述照射位置检测装置12检测所述激光介质5上的照射位置的检测方法进行说明。

步骤01：首先，所述控制部21使所述发光器26以低(功率)输出的方式以规定的频率出射激光光线，使所述激光光线20入射到所述激光介质5。

在该状态下，通过所述照相机16获得所述激光介质5的端面的图像，并将其显示在所述控制部21的显示部(未图示)上。在该图像中，所述激光光线20在所述激光介质5上的照射位置，显示为所述激光介质5的端面内的光点。所述控制部21将所述光点识别为在所述激光介质5上的当前的照射位置。

步骤02：当识别出当前的照射位置时，所述控制部21停止所述发光器26的驱动。并驱动未图示的驱动机构，将所述遮光器22插入所述反射光轴24。

步骤03：所述控制部21基于识别出的当前的照射位置，驱动所述X-Y承载台31，使得激光光线照射在所述激光介质5的端面上的规定的照射开始位置，例如图6中左下角部即A位置。

步骤04：当该X-Y承载台31移动到照射开始位置时，所述控制部21再次驱动所述发光器26，以高(功率)输出的方式出射规定波长的所述激光光线20。透过所述激光介质5的所述激光光线20，经由所述光路分离构件15入射到所述偏振光学构件17。另外，由所述光路分离构件15反射的所述激光光线20’被所述遮光器22遮挡，从而不入射到所述照相机16。

入射到所述偏振光学构件17的所述激光光线20”，被该偏振光学构件17分离成S偏振光的激光光线20”和P偏振光的激光光线20”，并分别被所述第一光量检测器18和所述第二光量检测器19接收。由所述第一光量检测器18和所述第二光量检测器19检测出的各偏振光的输出，与所述激光光线20的照射位置相关联地保存在所述控制部21的存储部(未图示)中。

步骤05：当向照射开始位置照射所述激光光线20时，所述控制部21以规定的间隔例如20μm间距，沿着规定的方向例如沿着外形，按顺时针改变所述激光光线20的照射位置。即，以使所述激光光线20沿着所述激光介质5的一边以规定间距扫描的方式，驱动所述X-Y承载台31。

当激光光线沿着所述激光介质5的外形绕了一周时，所述X-Y承载台31使激光光线的照射位置向内侧移动规定量，例如移动20μm，并使激光光线以20μm间距沿顺时针方向绕一周。重复进行激光光线的扫描，直至扫描完所述激光介质5的整个端面。

透过所述激光介质5的所述激光光线20与步骤04同样地，被所述偏振光学构件17分离成S偏振光的激光光线20”和P偏振光的激光光线20”，并分别被所述第一光量检测器18和所述第二光量检测器19接收。由所述第一光量检测器18和所述第二光量检测器19检测出的检测值，与所述激光光线20的照射位置相关联地保存在所述控制部21的存储部中。

步骤06：当所述激光光线20对所述激光介质5的扫描结束时，所述控制部21基于针对每个照射位置的所述第一光量检测器18、所述第二光量检测器19的检测结果，创建图6所示的第一输出图像34。

在第一实施例中，将所述激光介质5的端面用对角线分成4个区域a～d，将成为P偏振光脉冲11a的区域设为区域a、区域c，将成为S偏振光脉冲11b的区域设为区域b、区域d。另外，对于照射到区域a、区域c的所述激光光线20，由所述第二光量检测器19检测P偏振光的输出。对于照射到区域b、区域d的所述激光光线20，由所述第一光量检测器18检测S偏振光的输出。

所述第一输出图像34是以如下方式进行了区分的图，即，以如果所述第一光量检测器18或所述第二光量检测器19的检测值高则为红色，并随着输出变低而变为蓝色的方式，用颜色对每个照射位置进行了区分(在图中用深浅表示)。此外，在图6中，区域b和区域d的整个区域、以及区域a和区域c的外周部为蓝色，区域a和区域c呈朝向中心部而变为红色的分布。所创建的所述第一输出图像34被保存在所述控制部21的存储部中，并显示在显示部(未图示)上。

如上述那样，在第一实施例中，在区域a和区域c中，使用所述第二光量检测器19的检测值，在区域b和区域d中，使用所述第一光量检测器18的检测值，来创建所述第一输出图像34。另一方面，也可以在区域a和区域c使用所述第一光量检测器18的检测值，在区域b和区域d使用所述第二光量检测器19的检测值，但是检测输出(功率)低的值更能够提高分辨率，并能够高精度地检测光的接收量，因此，期望使用输出(功率)低的值。

步骤07：所述控制部21基于所述第一输出图像34创建第二输出图像35。图7示出第一实施例中的该第二输出图像35。在图7中右侧以条状示出的图是示出所述第一光量检测器18或所述第二光量检测器19的检测值与色调(图中的深浅)的改变之间的关系的标度。在该标度上，作为检测值为最大值的上端为红色，作为检测值为最小值的下端为蓝色，中间示出随着检测值变小而色调(图中的深浅)从蓝色逐渐变为红色的状态。

在所述第二输出图像35中，将在区域a和区域c中的所述第二光量检测器19的检测值以及区域b和区域d中的所述第一光量检测器18的检测值分别大于规定阈值的照射位置，例如大于10mW的照射位置(图7中的38)，显示为红色。另外，在所述第二输出图像35中，针对在区域a和区域c中的所述第二光量检测器19的检测值以及区域b和区域d中的所述第一光量检测器18的检测值为10mW以下的照射位置(图7中的39～41等)，以检测值越接近0mW越变蓝的方式，用颜色进行区分显示。所创建的所述第二输出图像35被保存在所述控制部21的存储部中，并显示在显示部上。

步骤08：接着，所述控制部21计算区域a～区域d的各照射位置的消光比。在区域a、区域c中，消光比是S偏振光相对于总光量之比(S/(S+P))，在区域b、区域d中，消光比是P偏振光相对于总光量之比(P/(S+P))。在此，区域a、区域c中的S偏振光的值使用从所述激光光线20”的光量减去P偏振光的检测值而得到的值。另外，在区域b、区域d中的P偏振光的值使用从所述激光光线20”的光量减去S偏振光的检测值而得到的值。

步骤09：所述控制部21基于计算出的消光比选择消光比为预先设定的设定值例如60：1以上的所有照射位置。另外，所述控制部21基于所述第一光量检测器18和所述第二光量检测器19的检测结果，选择所述第一光量检测器18和所述第二光量检测器19的输出值的总和为预先设定的阈值例如110mW以上的所有照射位置。

所述控制部21，基于消光比为设定值以上且输出值的总和为阈值以上的所有照射位置，来创建消光比图像36。图8示出第一实施例中的该消光比图像36。图8中右侧以条状示出的图示出消光比与色调(图中的深浅)的改变之间的关系的标度。在该标度中示出如下的状态，即，作为消光比为最小值的上端为红色，作为消光比为最大值的下端为紫色，中间随着消光比变大，而色调(图中的深浅)从红色向紫色而深浅逐渐变化。

所述消光比图像36，仅显示消光比为60：1以上且由所述第一光量检测器18和所述第二光量检测器19检测出的检测值的总和为110mW以上的照射位置(图8中39’～41’等)。另外，在所述消光比图像36中，以随着消光比变大而色调从红色变为紫色的方式，用颜色区分显示(图中用深浅显示)各照射位置39’～41’。所述消光比图像36被保存在所述存储部中，并显示在所述显示部上。

步骤10：最后，所述控制部21将所述消光比图像36上显示的所述照射位置39’～41’中的消光比特别高的规定数量的照射位置，例如将消光比为120：1以上的照射位置(例如所述照射位置39’)，检测为用于使所述脉冲光11成为线性偏振光的所述激发激光4的候选照射位置，并结束照射位置的检测处理。

当决定了候选照射位置时，将所述激光介质5组装到所述激光振荡装置1，并且以使所述激发激光4入射到候选照射位置的方式，调整所述激发激光4的入射位置。对于各候选照射位置，重复相同处理直到所述脉冲光11线性偏振化，并结束所述脉冲光11的线性偏振化处理。

此外，当照射位置位于区域a和区域c时，所述脉冲光11成为P偏振光的线性偏振光。另外，当照射位置位于区域b和区域d时，所述脉冲光11成为S偏振光的线性偏振光。

如上述那样，在第一实施例中，用所述激光光线20扫描所述激光介质5的端面，计算透过了该激光介质5的所述激光光线20的S偏振光与P偏振光的消光比，并基于该消光比检测所述激发激光4的候选照射位置。

因此，在所述激光振荡装置1中，能够减少实际上将所述激发激光4实际照射到所述激光介质5并对出射的所述脉冲光11的偏振方向进行确认的次数，因而能够容易地执行用于使所述脉冲光11线性偏振化的作业，并能够缩短作业时间。

另外，不需要用于从外部向所述激光介质5施加应力的机构，因而能够使装置结构简单化，并能够降低制造成本。

进而，S偏振光和P偏振光的检测值的总和小于阈值的照射位置不显示在所述消光比图像36中，不被选择为候选照射位置。因此，能够防止在由所述激光介质5的形变等导致的、在所述第一光量检测器18和所述第二光量检测器19的检测值的总和小于所述激光光线20的总光量时计算出与实际的消光比不同的消光比，从而能够防止选择实际的消光比小于设定值的照射位置。

此外，在第一实施例中，作为所述激光介质5，使用作为单晶体的Nd：YAG或Cr：YAG晶体，但是也可以使用陶瓷等多晶体。

另外，在第一实施例中，在扫描所述激光介质5的端面时，使所述激光光线20以20μm间距扫描，但是扫描间距不限定于20μm。例如，可以为25μm间距，也可以为40μm间距。或者，也可以设定超过所述激光光线20的光束直径即50μm的扫描间距。通过增大所述激光光线20的扫描间距，能够缩短激光介质5端面的扫描时间。此外，所述激光光线20的光束直径不限定于50μm，当然也可以为50μm以上或小于50μm。

另外，在第一实施例中，将消光比为120：1以上的规定数量的照射位置检测为候选照射位置，但是也可以将消光比最大的照射位置确定为照射位置。此时，不需要多次试验所述脉冲光11是否成为线性偏振光，因而能够进一步缩短作业时间。

另外，在第一实施例中，从消光比为设定值以上且输出值的总和为阈值以上的所有照射位置中检测所述激发激光4的照射位置。另一方面，也可以从消光比为设定值以上的所有照射位置中检测所述激发激光4的照射位置。

进而，在第一实施例中，用所述激光光线20扫描所述激光介质5的整个表面，但是消光比有这样的趋势：主要在所述激光介质5的周边部变大，在中央部变小。因此，可以将所述激光介质5的中央部(从中心开始的规定范围)预先设定为不扫描的范围，并省略扫描。或者，也可以构成为，在检测到预先设定数量的满足预先设定条件的照射位置时，结束所述激光光线20的扫描。

接着，在图9中，对本发明第二实施例的照射位置检测装置12进行说明。此外，对于与图9中的与图3中相同的构件赋予相同的附图标记，并省略其说明。

在第二实施例中，在投光透镜28和介质保持部14之间设置有第二光路分离构件42。该第二光路分离构件42能够插入出射光轴23和从出射光轴23上移除。另外，所述第二光路分离构件42的反射光轴43上设置有相位差照相机44。

该相位差照相机44具有将光透过激光介质5时由双折射导致的透过时间的差检测为相位差的功能。另外，所述相位差照相机44具有检测相位差和相位差的方向的功能。获得所述相位差照相机44检测的相位差和相位差的方向，作为图10A、图10B所示的所述激光介质5的入射端面的相位差分布图像32和相位差方向箭头33。

在此，发明人发现，对存在与所述激光介质5的一边垂直的所述相位差方向箭头33的位置上，照射了激光光线20时，脉冲光11容易成为线性偏振光或者大致线性偏振光。

所述相位差分布图像32以如下方式用颜色区分显示，即，将不存在由内部残留应力导致的形变(不存在相位差)的部位显示为蓝色，并随着相位差变大，色调从蓝色变为红色。此外，在图10A、图10B中，中间黑色的部分显示为蓝色且外周部的黑色部分显示为红色。另外，所述相位差方向箭头33以与所述相位差分布图像32重合的状态显示。获得的所述相位差分布图像32和所述相位差方向箭头33存储在控制部21中。

对使用第二实施例的所述照射位置检测装置12检测所述激光介质5上的照射位置的情况进行说明。

在第二实施例中，首先，所述控制部21驱动所述相位差照相机44拍摄所述激光介质5的端面。

所述相位差照相机44基于透过了所述激光介质5的光的相位差，获取所述相位差分布图像32，并获取表示相位差的方向的大量所述相位差方向箭头33。

作业者基于所述相位差分布图像32，判断在所述激光介质5的内部是否产生了双折射。另外，作业者基于所述相位差方向箭头33，判断是否存在与截面为矩形的所述激光介质5的一边垂直的所述相位差方向箭头33。

当在所述激光介质5的内部没有产生双折射，且不存在与该激光介质5的一边垂直的所述相位差方向箭头33时，认为不存在使脉冲光11成为线性偏振光或者大致线性偏振光的照射位置，并用新的激光介质5替换保持在所述介质保持部14中的所述激光介质5。

当在所述激光介质5的内部产生了双折射，且存在与该激光介质5的一边垂直的所述相位差方向箭头33时，认为存在使所述脉冲光11成为线性偏振光或者大致线性偏振光的照射位置，并执行照射位置的检测处理。关于照射位置的检测处理，由于与第一实施例(图5中的步骤01～步骤10)相同，因而省略说明。此外，进行照射位置的检测处理时，将所述第二光路分离构件42从所述出射光轴23上移除。

如上述那样，在第二实施例中，基于由所述相位差照相机44获取的所述相位差分布图像32和所述相位差方向箭头33，事先判断在所述激光介质5上是否存在使所述脉冲光11成为线性偏振光或者大致线性偏振光的照射位置。

因此，能够防止对不存在使所述脉冲光11成为线性偏振光或者大致线性偏振光的照射位置的所述激光介质5执行照射位置的检测处理。其结果，能够提高照射位置检测处理中的所述激光介质5的成品率，并能够提高作业性。

此外，在第二实施例中，由作业者判断在所述激光介质5的内部是否产生了双折射以及是否存在与该激光介质5的一边垂直的所述相位差方向箭头33，但是也可以在所述控制部21通过图像处理等来判断。通过由该控制部21进行判断，能够使所有处理自动化，并提高作业性。

Claims (5)

1.一种照射位置检测装置，其特征在于，具有：

发光部，出射激光光线，

介质保持部，保持激光介质，能够使该激光介质移动来调整所述激光光线的入射位置，

偏振光学构件，将透过所述激光介质的所述激光光线分离为S偏振光和P偏振光，

第一光量检测器，检测S偏振光的激光光线的输出，

第二光量检测器，检测P偏振光的激光光线的输出，以及

控制部；

该控制部，以通过所述激光光线扫描所述激光介质的端面的方式驱动所述介质保持部，并且该控制部基于由所述第一光量检测器和所述第二光量检测器对透过所述激光介质的所述激光光线进行检测的检测结果来计算消光比，将消光比为预先设定的设定值以上的照射位置，检测为用于使所述激光光线成为线性偏振光的照射位置。

2.根据权利要求1所述的照射位置检测装置，其特征在于，

所述控制部仅将所述第一光量检测器和所述第二光量检测器的检测值的总和超过预先设定的阈值的照射位置，检测为用于使所述激光光线成为线性偏振光的照射位置。

3.根据权利要求1或2所述的照射位置检测装置，其特征在于，

该照射位置检测装置还具有能够获取所述激光介质的端面的相位差分布图像及相位差方向箭头的相位差照相机，仅在所述激光介质的内部存在双折射且存在与所述激光介质的一边垂直的所述相位差方向箭头时，执行所述照射位置的检测。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的照射位置检测装置，其特征在于，

所述控制部，以通过所述激光光线对所述激光介质的端面的除去从中心开始的规定范围以外的部位进行扫描的方式，驱动所述介质保持部。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的照射位置检测装置，其特征在于，

所述控制部在检测到预先设定的数量的所述照射位置时，结束所述激光光线对所述激光介质的端面的扫描。