CN1156824A

CN1156824A - 测量用激光装置

Info

Publication number: CN1156824A
Application number: CN96109995A
Authority: CN
Inventors: 大友文夫; 小泉浩; 籾内正幸; 大石政裕; 后藤义明
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1995-08-17
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 1997-08-13
Anticipated expiration: 2016-08-16
Also published as: US6048105A; EP1717548B1; EP0759538B1; EP1717548A1; DE69636711T2; DE69636711D1; EP0759538A3; EP0759538A2; CN1121740C; US5745623A

Abstract

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。

Description

测量用激光装置

本发明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。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(Nd：YVO₄)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(Nd：YVO₄)，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。

本发明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，本发明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，本发明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激励固体激光器；上述光谐振部设置于光学系统内，并与上述发光部热隔离，而且至少激光光源部的发热部应固定在壳体上，通过该壳体散热；光纤是作为保持偏振光方向照原样传送光的定偏振波光纤，配置在光纤输出端附近并反射激光光线，同时具有分出一部分光作为监控光的第1反射装置和接收用该第1反射装置分出的监控光的第1光电装置；该第1反射装置就是偏振光反射镜，根据上述第1光电装置的接收光量控制上述激光光源部的激光输出；在光纤输入端附近还有分配激光光线的第2反射装置和第2光电装置，进而本发明的测量用激光装置，其激光光源部具有半导体激光光源和容纳该半导体激光光源的壳体，该壳体与上述光纤通过具有球面的耦合调整装置进行连接，激光光源部还具有把半导体激光器作为激励光源的光谐振部和容纳该光谐振部的壳体，该壳体和上述光纤通过具有球面的耦合调整装置进行连接，并且光纤的激光光线入射端沿相对于光轴的垂直方向可以移动，同时被沿倾斜以及轴心方向可以位移地支承，还有穿过上述外壳而设置的激光光线射出孔、设置于该激光光线射出孔处的筒状夹具以及保持该夹具的至少一部分成为球状的球连接器，将光纤的激光光线入射端保持在该球连接器上，而且光纤的激光光线入射端被相对光轴可扭转地支承，球连接器既保持激光光线入射端，又保持GRIN透镜。

图1是表示本发明实施例的示意结构图。

图2是该实施例所使用的光源部结构图。

图3是表示本发明另一个实施例的示意结构图。

图4是该另一个实施例所使用的光源部结构图。

图5是表示本发明实施例的断面图。

图6是表示本发明另一个实施例的断面图。

图7是激光光线射出部的放大断面图。

图8是该激光光线射出部的要点图。

图9是该激光光线射出部的光程图。

图10是本发明的光源单元的控制框图。

图11是表示本发明的激光光源与光纤耦合结构的平面图。

图12是表示该耦合构造断面图。

图13是表示本发明的激光光源与光纤的另一种耦合结构的断面图。

图14是表示现有例的示意结构图。

图15是该现有例的激光光源部的结构图。

图16是现有例的光源单元的控制框图。

下面，一边参照附图一边说明本发明的实施例。

图1是表示本发明的实施例的示意图。图2则是表示该本发明的实施例所用的光源部20。在图1中，对与图14中所示的同样的构件使用相同标号，而图2中，则对与图15中所示的同样构件，使用相同标号。

将光学系统1设置在镜筒2内，该镜筒2被支撑在壳体4内，并且沿上下而且左右的2个方向都能自由转动，导引来自激光光源3的激光光线的光纤22固定于镜筒2的底部，并在该镜筒2的最前面设置准直透镜5。

将散热片21固定在上述壳体4的所要求的位置，例如离开接受上述激光光线6的镜筒2、或离开镜筒2的支撑机构的位置，例如壳体4的后部，粘附于壳体4的后壁与底面上。

上述光源部20由上述激光光源3和将来自该激光光源3的激光光线引导到所需位置的光纤22构成，并将上述激光光源3固定在上述散热片21上，以减小热阻，而将上述光纤22的激光光线入射端22a通过聚光透镜17固定到上述激光光源3的激光光线射出位置，再将激光光线射出端22b固定到上述激光光线6的光轴上，上述镜筒2的底端位置处，从而将激光光线从上述激光光源3引到光学系统1中。

由上述光纤22的激光光线射出端22b射出的激光光线6用上述的准直透镜变成了平行光束，并且通过壳体4进行照射。

如上所述，作为发热部的激光光源3固定于上述散热片21上，由于可通过上述散热片21把激光光源3产生的热散发到壳体4的外部，所以抑制了壳体内温度的升高，而且还因散热片21远离镜筒2及镜筒2的支撑机构，所以光源部20的热对精度不会有影响。

图3、图4是表示本发明的另一个实施例，上述光源部20之内，发热部特别着眼于LD发光器10，使发光部8与光谐振部9分开，再用光纤22把上述发光部8与上述光谐振部9连起来。

该发光部8配备LD发光器10和聚光透镜11，而光谐振部9配备聚光透镜23、形成了电介质反射膜12的激光晶体(Nd：YVO₄)片13、非线性光学介质(KTP)14以及形成了电介质反射膜15的输出反射镜16。

将上述发光部8固定到上述散热片21上以减小热阻，并且将上述光谐振部9安装在镜筒2的底部上。在上述聚光透镜的成象点配置上述光纤22的激光光线入射端22a，而上述聚光透镜23的光轴上则配置上述激光光线射出端22b。从上述光纤22的激光光线射出端22b射出的激光光线通过上述聚光透镜23成象在上述激光器晶体(Nd：YVO₄)片13内，并在上述激光器晶体片13和输出反射镜16间抽运激光光线，进行谐振、放大并输出。从上述光谐振部9发出的激光光线6用上述准直透镜5变成平行光束，由壳体4向外照射。

由于在本实施例也把作为发热部的发光部8固定在上述散热片21上，通过上述散热片21向壳体4的外部散发发光部8产生的热，所以可抑制壳体4内的温度上升，而且由于散热片21远离镜筒2、镜筒2支撑机构，所以发光部，即光源部20的热对精度不会有影响。

图5表示以本发明实施于经纬仪的情况。

图中，对具有与图1、图3中所示的同样结构的元件，标以相同的标号。

壳体30以垂直轴为中心能旋转，还可以上下方向倾斜摆动地支承在托架31上。又将托架31安置在校平台32上，用该校平台32的校平螺钉33可把上述壳体30安置在水平面上。上述校平台32上还设有显示部34，具有把水平角、高度角、距离等数据显示于该显示部34的结构。

上述壳体30内沿水平方向设置望远镜41，该望远镜41的镜筒2里安放具有水平方向光轴的光学系统1。该光学系统1在光轴O上由依次配置目镜35、分度线36、成为正立象的棱镜37、内透镜38、选择地反射绿色激光光线的激光反射镜(或者棱镜)39以及物镜40等构成。

上述激光光源3固定于上述壳体30的底部，在与上述镜筒2的上述激光反射镜39相对立的位置固定激光光线射出部42，以及在该激光光线射出部42固定保持光纤22的激光光线射出端22b。

上述壳体30的材料由含碳、热传导率高的合成树脂制成，或者至少固定上述激光光源3的部分由热导率高的材料、含碳的热导率高的合成树脂、或铜、铝等金属制成。

如上所述，上述激光反射镜39选择地反射绿色的激光光线，即制作成可透射其他波长的光线，从上述激光光线射出部42射出的激光光线被上述激光反射镜39反射并且从上述物镜40向未图示的目标物照射。用上述光学系统1就能确定激光光线的照射位置。

由于作为上述光源部20的发热部的激光光源3被固定在上述壳体30上，故激光光源3的热通过壳体30散热，可以抑制包含在壳体30内的热和温升，而且由于用光纤22传导激光光源3来的激光光线，激光光源3的热便不会传到镜筒2。因而，光学系统1，或者支持光学系统1的机构不会受热的影响，可以进行高精度测定。

图6表示将本发明实施于旋转激光照射装置的情况。

图中，对具有与图1、图3及图5中所示的同样结构的元件，标以同一标号。

在构成校平台32一部分的本体底座45上设置壳体46，在壳体46内又设置光学系统1和光源部20。在上述壳体46上部设置能自由转动地安装五角棱镜的转动部48。并且，上述壳体46用热传导性良好的铜、铝、铁等金属制作，或用混合碳等热导率高的合成树脂制品制成。嵌接于扫描电机50输出轴的驱动齿轮51与设置在上述转动部48的从动扫描齿轮49啮合，通过上述扫描电机50的驱动使五棱镜47通过驱动齿轮51、从动扫描齿轮49，以上述光学系统1的光轴为中心进行旋转。

光源部20的激光光源3被固定于上述壳体46的侧壁，激光光源3所发的热通过上述壳体46发散到外部。从激光光源3来的激光光线用上述光纤22导向上述光学系统1。

该光学系统1具有有自由液面的倾斜校正装置52和反射镜53，配置固定保持激光光线射出端22b的激光光线射出部42，使激光光线朝向上述倾斜校正装置的自由液面入射，设置上述反射镜53，使被上述倾斜校正装置52反射的激光光线朝向上述五角棱镜47反射。

因而，由上述激光光线射出部42入射到光学系统1的激光光线用上述五棱镜47改变成水平方向进行照射，用该五棱镜47的旋转就能形成激光光线的水平基准面。

在本实施例中，也将作为上述光源部20的发热部的激光光源3固定在上述壳体46上，因此通过壳体46散发激光光源3的热，抑制了包含在壳体内的热和温升，并且由于用光纤22传导来自激光光源3的激光光线，因此激光光源3的热不会传到光学系统1，或者也不会把热传到支持光学系统1的机构中，而可以进行高精度测定。

在图7～图8中，说明上述激光光线射出部42的一个例子。

将上述光纤22的输出端引导到激光光线射出部42，该输出端相对于激光光线射出光轴以所需的角度嵌入夹具55。通常，将规定偏振光方向的偏振光入射进光纤，而所射出的光不会变成了偏振光，但光纤22则是保存偏振方向照原样传送光的定偏振波的光纤。在上述光纤22的端面附近，顺次配置偏振光反射镜56和在该偏振光反射镜的背面侧的反射镜57并与该反射镜57相对立设置偏振板59和监控用光电器件58。由上述光纤22的输出端射出的激光光线之中，透射上述偏振光反射镜56的透射光，由上述反射镜57反射，再用上述监控用光电器件58接收。由激光光源射出的直线偏振光的激光光线一边用上述光纤22保存偏振光方向一边引导向上述偏振光反射镜56射出。

偏振光反射镜56反射大部分激光光线而只透射百分之几作为监控光。从光纤22输出的激光光线是一种S偏振光，但多少也含点P偏振光。对上述偏振光反射镜56而言，百分之几的S偏振光与P偏振光一起透过。上述反射镜57朝向光电器件反射透射的偏振光。将偏振板59配置在该反射镜57与光电器件58之间，仅仅让S偏振光透过。实质上由于所射出的激光光线是S偏振光，所以对S偏振光进行监控。所监控的信息被反馈到激光光源3的发光驱动部分，而获得所射出的激光光线的目视性和输出稳定化，而且有射出的激光光线被检出。

图9是表示了偏振光反射镜与光源(发光点)L的关系的光程图。若将与光程上的偏振光反射镜56的安装误差的关系置换成光源L的移动，则以光轴上作为基准，光源的移动就是聚光点的移动。光源与偏振光反射镜56的间隔越大光源的移动也越大。为了把移动量变小，就需把光源L与偏振光反射镜56的间隔做小。光源L不移动时，光源L的移动则置换为偏振光反射镜的倾角。因此，减小了偏振光反射镜的安装误差影响，为了使激光光线聚光于光轴上，就必须将光源L与偏振光反射镜的间隔缩小，在本装置中，将偏振光反射镜配置在光纤22的激光光线射出端近傍就是这个缘故。

将来自光源单元60的激光光线导入光纤22，由激光光线射出端22b输出激光光线时，由于聚光透镜17或入射光纤端部22a的位置偏移、光纤折损及其它原因决定的光纤耦合效率的改变以及光谐振部构成零件的位置偏移等原因会减小或增大激光输出，仅靠配置于光源单元60内部的监控光电器件62反馈控制，就存在不能调整的问题。

图10是在光源单元60和激光光线射出端22b设置了监控光电部70的反馈系列的框图。光源单元60由激光光源3、半反射镜61及聚光透镜17构成。从光源单元60来的激光光线输出由半反射镜61加以分开，分出的一部分光入射到监控光电器件62，另一部分光用光纤22，如图7所示，引导到激光光线射出端并射出。

用偏振光反射镜56分开的监控光，由反射镜57反射并透过偏振板59，射入监控光电器件58。来自该监控光电器件58和光电电路64的光电信号被送入比较电路65和控制部66。

将来自上述光源单元60的监控光电器件62和光电电路63的光电信号也送到上述比较电路65。对上述两光电电路63和光电电路64来的光电信号用比较电路65进行比较，当比较值落在规定范围以外时，就把电信号送到控制部66。当从上述光电电路63与光电电路64来的光电信号的比较值为规定范围内时，则把从光电电路64来的光电信号送到控制部66，将与输入信号相应的控制信号送给LD驱动部67。LD驱动部67根据制控信号，控制LD发光器的发光。

所谓比较值在规定的范围以外，如上述的那样，是由聚光透镜或入射光纤端部的位置偏移、光纤折损及其它原因决定的光纤耦合效率的改变造成从光纤射出的激光输出的减少或增大，这种情况下，为了安全，将从比较电路65传来异常的电信号送给控制部66，由控制部66执行LD驱动部67停止和异常显示等处理。

还有，在本发明中，可把激光光源3或发光部8设置在壳体的外部，或者也可以给壳体的激光光源3或发光部8的安装部设置散热片等等的改变不言而喻也都是可行的。

因此在本发明中，由于可以使用目视性高的绿色激光光线，提高了可操作性，还把激光光源部的发热部与光学系统、光学系统的支持装置与热隔离地设置，由于利用测量用激光装置的壳体散热，因而可以防止由热引起的精度降低，由于还用随意弯曲的光纤引导来自发热部的激光光线，因此对光学系统的工作就不会有什么影响。

接着，说明有关激光光源和光纤的耦合。

通过上述光纤22，将来自上述内部谐振型SHG方式的振荡装置的激光光源3的激光光线导入上述光纤22的激光光线入射端22a，再导向光学系统1时，要求激光光线输出部与光纤22的激光光线入射端22a的位置高精度配合。耦合效率也取决于聚光透镜的象差，但光纤的倾斜以及位置的偏差影响较大。

因此，在上述光纤22的入射端固定之际，有必要要在垂直面内对激光光线上下左右移动地调整光纤22的入射端、对光轴作倾斜调整以及调整光轴方向，以使激光光线能效率高地入射上述光纤22，而且调整激光光线的偏振方向时，也有必要调整以光轴为中心的旋转方向。

在图11，图12中，说明有关激光光源3与光纤22的耦合方法。

壳体74呈偏平，是上部开了口的正方体形状，上面开口部用盖75封闭。上述壳体74的底面通过电子致冷器件(TEC)71固定在光谐振部82上。在该光谐振部82上安装着温度监视用的热控管72，该热控管72的检测结果送给图未示出的控制器，再通过上述电子致冷器件71控制上述光谐振部82的温度。并且，根据需要，用光分开装置分出从该光谐振部82射出来的激光光线的一部分，并用光电器件(图未示)接收激光光线的这一部分，再把从该光电器件输出的光电信号反馈给激光输出控制器(图未示)，也可以控制LD发光器10的输出以使用该激光输出控制器发光的激光光线的强度成为设定的值。

该光谐振部82也如图2所示的一样，具有配置在LD发光器10的光轴上的LD发光器10、聚光透镜11(图12中未示出)及形成介质膜15的输出反射镜16，进而有配置于输出反射镜16的LD发光器10相反侧的热反射镜18，并且具有使它们一体化的结构。上述热反射镜18对基波1064nm有高反射特性，而对SHG波532nm则具有高透射特性。

设置一个与上述LD发光器10的光轴一致，穿过上述壳体74的激光光线射出孔76，在上述激光光线射出孔76的外侧面设置与上述LD发光器10的光轴一致的圆筒状夹具81，并且将球窝接头79嵌入该夹具81内。上述夹具81沿上述壳体74的安装面，亦即在与上述光谐振部82光轴正交的面内可以改变位置，用保持球窝接头79的状态，就能够在与上述夹具81的光轴正交的平面内调整位置。

上述球窝接头79的上述光谐振部82侧的端部在球状部79a，上述球窝接头79的谐振部82的相反侧变成了管状的光纤保持部79b，上述的球状部79a嵌装到上述夹具81内，上述的光纤保持部79b自上述夹具81向外伸出，并且将上述光纤22的激光光线入射端22a插入保持于该光纤保持部79b里。

作为聚光透镜的GRIN透镜(大指数透镜)78被嵌装在上述球窝接头79的上述球状部79a侧，这样设置该GRIN透镜78，使从上述光谐振部82发出的激光光线聚焦于上述光纤22的端面。

上述球状部79a合适地嵌装保持在上述夹具81内，将规定以上的力施加于上述的球窝接头79上，可对光轴倾斜旋转、以轴心为中心的扭转，轴心方向能移动。于是，球窝接头79在保持光纤22的状态下，以激光光线入射端22a的端面中心为中心，对光轴进行倾斜方向的旋转调整、以光轴为中心的拧转方向的扭转调整及光轴方向的位置调整。

如上述这样，上述光谐振部82和上述激光光线入射端22a的耦合状态会影响从上述光谐振部82向激光光线入射端22a的激光光线的入射效率。因此，施行上述夹具81对上述壳体74的移动、进而对该夹具81施行上述球窝接头79的旋转、扭转及位置调整，上述光谐振部82与上述光纤22的光轴调整、使从该光谐振部82发出的激光光线与该光纤22的偏振光面一致及激光光线的聚焦位置都调整到与该光纤22的端面一致。于是，就会使从上述光谐振部82发出的激光光线向该光纤22的入射效率最大。

最后的调整完毕之后，用粘合剂固定上述夹具81和上述球窝接头79。还有，要防止用于嵌装夹具81和球窝接头79的粘合剂进入，以免沾污了光纤端面。

接着，在图13，说明另一实施例。另外，图中，与图12中表示的同一零件，标以相同标号。

穿入通孔84而设的夹具83以与激光光线射出孔76同心的方式固定于壳体74上，并且在通孔84的最前面形成圆锥形85，再用袋形螺母从外拧合到上述夹具83上。上述夹具83沿着上述壳体74的安装面也能改变方位，在与光轴正交的2个方向都能做位置调整。在上述袋形螺母86上贯穿设置与上述通孔84同心的孔87，并且在该孔87的内侧面上形成与上述圆锥形85相对的圆锥形88。在上述夹具83与上述袋形螺母86之间挟着与上述圆锥形85和上述圆锥形88相接触的球形的球窝接头89。与嵌装激光光线射入端22a的同时，其最前头嵌装着GRIN透镜78的支持管90穿过上述球窝接头89。上述支持管90对球窝接头89，沿光轴方向可以滑动。

然而，通过松开上述袋形螺母86，使上述球窝接头89变成可以旋转而进行上述激光入射端22a的旋转、扭转及位置调整。光谐振部82与上述光纤的光轴调整、使从上述光谐振部82发出的激光光线与上述的光纤22的偏振方向一致、以及激光光线的聚焦位置都要调整到与该光纤22的端面一致。

最终的调整完了之后，固定了上述夹具83以后，拧紧上述袋形螺母86，进一步用粘合剂固定该夹具83与上述球窝接头89。另外，在该球窝接头89处形成狭缝，通过拧紧上述袋形螺母86，会使上述球窝接头89缩小，也可同时用拧紧上述袋形螺母86的方法，进行对上述激光光线入射端22a的该球窝接头89的固定。

因此在本发明中，在光纤和激光光源的耦合方面，由于用组装状态可以进行光纤的旋转、扭转及位置调整，所以不必要求单个零件精度高，又由于调整过程也不要求巧妙精细的操作，所以显著提高可操作性，进而提高耦合精度而能高效率地耦合。

Claims

1.一种测量用激光装置，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。

2.根据权利要求1的测量用激光装置，其特征在于，上述激光光源部是具备发光部和光谐振部的LD激励固体激发器，上述光谐振部设置在光学系统中并使上述发光部热隔离。

3.根据权利要求1或2的测量用激光装置，其特征在于，上述激光光源部的至少上述发热部固定在壳体内，通过该壳体进行散热。

4.根据权利要求1的测量用激光装置，其特征在于，上述光纤是保存偏振光方向照原样传送光的定偏振波光纤。

5.根据权利要求1的测量用激光装置，其特征在于，还具有：配置于光纤输出端附近，反射激光光线，同时分出一部分作为监控光的第1反射装置和接收用该第1反射装置所分出的监控光的第1光电装置。

6.根据权利要求5的测量用激光装置，其特征在于，上述第1反射装置是偏振光反射镜。

7.根据权利要求5或6的测量用激光装置，其特征在于，根据上述第1光电装置的受光量控制上述激光光源部的激光输出。

8.根据权利要求5或6的测量用激光装置，其特征在于，在光纤输入端附近具有分开激光光线的第2反射装置和第2光电装置。

9.根据权利要求1的测量用激光装置，其特征在于，上述激光光源部具有半导体激光光源和安放该半导体激光光源的壳体，该壳体和上述光纤通过具有球面的耦合调整装置进行连接。

10.根据权利要求1的测量用激光装置，其特征在于，上述激光光源部具有以半导体激光器作为激励用光源的光谐振部和安放该光谐振部的壳体，该壳体和上述光纤通过具有球面的耦合调整装置进行连接。

11.根据权利要求9或10的测量用激光装置，其特征在于，上述光纤的激光光线入射端可沿对光轴正交的方向移动，同时被能够倾斜和沿轴心方向变位地支承。

12.根据权利要求9或10的测量用激光装置，其特征在于，还具有：穿过上述壳体而设置的激光光线射出孔、设置于该激光光线射出孔的筒状夹具、及保持在该夹具上的至少一部分成为球状的球窝接头，并在该球窝接头内保持光纤的激光光线入射端。

13.根据权利要求11的测量用激光装置，其特征在于，上述光纤的激光光线入射端被可对光轴扭转地支承。

14.根据权利要求9或10的测量用激光装置，其特征在于，上述球窝接头在保持激光光线入射端的同时，保持GRIN透镜。