专利名称：包括激光源的测地装置的制作方法
技术领域：
根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种包括激光源的测地装置(geodesic device)。
背景技术：
在许多测地学应用中，发射激光是必需的或优选的。这例如应用于距离测量、目标照明或物理性质测量，例如用于色散校正或在用于分析大气污染的LIDAR系统中使用。例如在EP 0 738 899 B1和在申请日仍未公开的欧洲专利申请No.03003738中描述了用于距离测量的适当方法和装置。
对于激光辐射的发射特性，各种应用设定了不同的要求。然而，通常待跨越(bridged)或待测量的距离要求激光源的功率连续或者至少尽可能高的脉动操作。如果要确定位置或距离，则存在更进一步的要求，以便能够以毫米或亚毫米范围内的精度进行测量。这种情况的示例为必需在大约60米的距离上确保20μm范围内的精度的干涉勘测系统，或者距离为6千米且所需精度为大约30厘米的气承(air-supported)扫描系统。
在本文中，术语“包括激光源的测地装置”应该始终被理解为一般是指测量仪器或者与测量相关联地使用的仪器，例如测距仪、LIDAR系统或经纬仪，其发射激光辐射并用于测量或检查与空间相关的数据。具体地，其涉及到基准点或测量点的距离和/或方向或角度的测量。然而，另外，也可以通过辐射源来实现其它或辅助目的，例如提供用于分析目的的可见激光束，用于标记目标或用于表示在非可见光谱范围内的激光的入射点。这里，这种测地装置尤其要被理解为是指三维扫描系统、经纬仪以及具有电子角测量和电光测距仪的作为准距仪的所谓总站(totalstation)。本发明还适用于具有类似功能的专用设备，例如适用于军事观察、射击控制或瞄准环应用或者适用于工业结构或处理的监测；因此这些系统被术语“包括激光源的测地装置”涵盖。
测地装置的激光发射对于该重要应用领域必须满足的最终要求涉及功率和模式结构。尽管在连续发射的情况下实现了较小mW范围内的功率，但是对于相对长距离上的距离测量，实现在几十W范围内的功率是优选的，这尤其可以通过短且高能量的脉冲在脉动操作中实现。另外，应该提供尽可能小且均匀的光束截面，以使得还可以分辨小的结构。该光束截面或光束轮廓应该尽可能地保持不变或者在总的测量距离上仅稍微变化。为此，优选地使用TEMoo模式的发射并抑制较高模式的出现，这是因为它们具有较大的尺寸和结构。这种模式具有理想的高斯分布，并且在电场中不会相对于光束横向地产生相移，从而该光束在三维空间中完全相干。
在现有技术的测地装置中，经常使用激光二极管作为激光源。然而，这些半导体激光器的缺点在于，它们以多模操作进行发射，并且作为边缘发射器具有在几何上存在缺陷的光束截面。
因此，在现有技术中存在多种方法，以通过合适的光束成形装置将激光二极管的发射转换为优选的形状。
例如，WO 01/84077公开了一种光学测距仪，其通过下游光束成形系统使边缘发射激光二极管的光线偏转，并将它们引导至物镜的光阑(aperture)以使它们基本上填满所述光阑。
然而，该激光二极管的发射仍然具有多模特性。
将一个阵列的许多单个的激光二极管的发射组合为公共光束，这也可以增大功率，但是具有相干性差的缺点。
为了避免这些缺点，在原理上还可以在测地装置中使用其它激光器类型，例如由单模操作的半导体激光器泵激的微片固态激光器。然而，它们的缺点在于尺寸大、例如由于热效应而导致的高能耗和不利的操作特性。因此，这些方案实际用于现场勘测的适用性受到限制。
尽管使用完全单模激光二极管会导致具有实质上的高斯能量分布的相干发射并因此导致基本上合适的光束轮廓，但是到目前为止，已商品化的单管单模激光二极管或者锥形单管单模激光二极管在可见光谱范围内可获得的功率太低。在例如可以通过这些激光二极管的脉动操作获得的高功率区域中，光束经历了相对于所期望的高斯轮廓的偏移。在特定情况下，这种脉动操作也可以导致其他的缺点，例如，由于孔烧而使寿命缩短，并导致出现其他模式。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种包括激光源的测地学测量装置，该装置的发射对于相同的功率具有改善的光束质量，或者对于相同的光束质量具有更高的功率，或者同时具有更高的功率和改善的光束质量。
本发明的另一目的是对于包括激光源的测地学测量装置的尺寸、复杂性、能耗和/或设计允许结构的改进。
本发明的另一目的是对于测地装置还允许使用在由已商品化的激光二极管实现的激光发射的设计方面的可能变化。
本发明的另一目的是对于半导体二极管允许例如相对于发射波阵面的形状来影响所发射的辐射。
根据本发明，可以通过权利要求1的特征或从属权利要求的特征来实现这些目的，或者可以进一步扩展这些成果。
本发明涉及影响测地装置的激光源的谐振器中的辐射场。根据本发明，谐振器中使用的辐射产生元件是半导体激光二极管，该半导体激光二极管以多模进行发射而没有其他措施，但是其辐射受到模式选择组件的影响，以使得由辐射源发射的辐射具有单模态(monomodal)特性。适于该目的的激光二极管已商品化，并具有很多的选择和变化。具体地，可获得的波长范围从红外线范围扩展到紫外线范围，从而可以获得适于所期望用途的频谱发射。
激光二极管被作为组件引入到谐振器中，或者激光二极管为这种谐振器的端部，从而还由激光二极管外侧的外部部分来限定空腔。在该空腔或谐振器中传播的辐射场受到模式选择组件的影响，以使得出现辐射源的单模态发射和/或使得激光二极管自身产生单模态发射。
所使用的激光二极管可以是传统的边缘发射器或者垂直发射二极管，例如垂直共振腔表面发射激光器(VCSEL)或者Novalux外腔式表面发射激光器(NECSEL)。例如在WO 01/67563 A2中公开了这种NECSEL的设计。这些垂直发射激光二极管的优点尤其在于，由于基本圆形的光束截面而可以省去下游光束成形。
为了允许使用这种包括外腔的商品化激光二极管，如果需要，还必须进行修改和调整。具体地，必须去除限定激光二极管的谐振器的反射镜或涂层。例如，可以针对这些任务使用等离子体蚀刻方法。然而，在传统的边缘发射激光二极管的情况下，通常不安装反射镜，而仅抛光与该转换(transition)垂直的端面。这里，必须例如以防反射涂层的形式来减少反射效果。
在原理上，可以使用普通激光物理学中惯用的组件作为模式选择器元件(例如，适当成形的反射镜)，来设计不稳定或模式选择谐振器、可饱和吸收器或干涉仪。然而，在本文中，具体地可以使用单模光纤或光阑作为模式选择组件。通过这些组件，抑制了谐振器内的较高模式的产生或较高模式振荡的激励，以使得循环辐射脉冲基本上是单模态的。
谐振器或空腔由反射镜和部分透明反射镜限定，激光二极管的整个反射侧可以用作谐振器反射镜中的一个。为了将辐射输入到模式选择元件中以及从模式选择元件输出该辐射，可以使用包括透镜或柱面透镜的适当光学系统，但是根据本发明，还可以使用光纤或者反射或衍射元件。
因为与未改变的激光二极管相比谐振器长度较大，所以可以有利地补偿脉冲长度的最终增加。为了实现为此所需的负色散，可以使用通常在激光物理学中使用的组件。因此，例如，多对棱镜或多对光栅或者GiresTournois干涉仪(GTI)允许适当的脉冲压缩。另外，可以使用这种以及其它具有脉冲影响效果的元件(也例如可饱和吸收器)，用于相对于时间和空间对空腔中的辐射场或者脉冲进行成形和设计。根据本发明，通过使用外腔，还可以在测地装置中与半导体激光器相关联地使用设计这些组件的可能性。
为了放大在光束产生激光二极管中产生的辐射，可以使用存在于谐振器外侧的放大器。为此使用第二多模激光二极管是优选的，可以在没有反射涂层或者有防反射涂层的情况下以主振荡器功率放大器(MOPA)的形式在透射模式下使用该第二多模激光二极管。在该结构中，优选地可以使用作主振荡器的辐射产生激光二极管的波长稳定，以使所述波长与放大器的最大自发发射精确对应。
为了进行高精度的距离测量，优选地，辐射源提供具有良好限定的光脉冲形状的辐射。这样将具有平坦的非弯曲的发射波阵面和小于500ns的脉冲持续时间。
由于这些组件的尺寸以及较小的光束截面和模式轮廓，使得高精度且稳定的定位是必不可少的要求。因此，激光源的所有组件并且可选地还有下游光学组件优选地可以安装在公共基板上，或者可以在公共基板上实现。在DE 195 33 426 A1中描述了对于安装要求和所需定位精度合适的光学组件或总系统。在WO 99/26754和在申请日仍未公开的欧洲专利申请No.02026648中描述了通过焊接将小型化组件固定在基板上的适当方法。例如在申请日仍未公开的欧洲专利申请No.02026650中描述了用于将小型化组件固定在基板上，具体地，用于对光学组件进行微调的适当方法。
下面将参照在附图中示意地示出的实施示例，完全以示例的方式来更详细地描述根据本发明的测地装置和根据本发明的适用于该测地装置的激光源。具体地，图1表示根据本发明的测地装置的示意图，其包括根据本发明的激光源；图2表示根据本发明的第一激光源的示意图，其包括作为模式选择组件的单模光纤；图3表示根据本发明的第二激光源的示意图，其包括作为模式选择组件的第一适当谐振器反射镜结构；
图4表示根据本发明的第三激光源的示意图，其包括作为模式选择组件的第二适当谐振器反射镜结构；图5表示根据本发明的第四激光源的示意图，其包括作为模式选择组件的光阑；图6表示根据本发明的第五激光源的示意图，其包括作为辐射产生激光二极管的垂直发射激光二极管(VCSEL)和作为模式选择组件的单模光纤；图7表示根据本发明的第六激光源的示意图，其包括边缘发射激光二极管、作为模式选择组件的单模光纤和作为放大器的激光二极管；图8表示根据本发明的第七激光源的示意图，其包括边缘发射激光二极管、作为模式选择组件的光纤中的分布式光栅以及作为放大器的激光二极管；图9表示根据本发明的第八激光源的示意图，其包括边缘发射激光二极管、作为模式选择组件的光子光纤和作为放大器的激光二极管；图10表示根据本发明的第九激光源的示意图，其包括边缘发射激光二极管、作为模式选择组件的光阑和作为放大器的激光二极管；图11表示根据本发明的第十激光源的示意图，其包括垂直发射激光二极管(VCSEL)、作为模式选择组件的单模光纤和作为放大器的激光二极管；图12表示根据本发明的第十一激光源的示意图，其包括边缘发射激光二极管、作为模式选择组件的单模光纤和用于脉冲压缩的一对光栅；以及图13表示根据本发明的第十二激光源的示意图，其包括边缘发射激光二极管、作为模式选择组件的单模光纤和用于脉冲压缩的GiresTournois干涉仪。
具体实施例方式
图1表示作为根据本发明的测地装置1的示例的准距仪，及其一些组件的详细视图形式的更详细说明。在装置1的壳体中作为组件存在激光源2、用于检测待勘测目标的光学系统3以及接收器4。
激光源2具有基板2a，所有组件都安装在该基板上。由辐射产生激光二极管2b发射激光辐射，并使其经由输入/输出光学系统2c进入到模式选择组件2d中，这些组件存在于空腔(cavity)中，以使辐射产生激光二极管2b具有外腔。从该空腔并因此从激光源2产生的辐射可以受到下游光束成形光学系统2e的影响。
用于检测待勘测目标的光学系统3具有物镜3a和目镜单元3b。在这些组件之间有聚焦元件3c和反射偏转装置3d，通过它们将来自激光源2的辐射输入到光学系统3的光束路径中并通过物镜3a发射。
由目标反射回来的辐射又被物镜3a采集，并且该辐射的一部分被反射偏转装置3d引导到接收器4上。
在该结构中，可以使用与接收器4合作的激光源2的辐射，例如用于对目标的距离测量。所示的示例只是根据本发明的测地装置的多个可能实施例中的一个，并用于示例性地说明组件的可能合作。
在图2中示意地示出了根据本发明的第一激光源，其包括作为模式选择组件的单模光纤。这里以及在后面的附图中，上图表示与快轴相对应的结构的侧视图，而下图与平面图相对应并因此与慢轴相对应。激光源具有作为辐射产生元件的边缘发射激光二极管5，其一侧形成谐振器反射镜6。这里，还可选择地向该激光二极管的侧面施加另外的平面镜或涂层。将该边缘发射激光二极管5的发射通过两个柱面透镜9a和9b输入到作为模式选择组件的单模或单模态光纤7。输入/输出光学系统的这种变形设计是由发射的强不对称性导致的。单模态光纤7的一端由输出反射镜8终止，该输出反射镜8由此构成了第二谐振器发射镜，并因此限定了用于边缘发射激光二极管5的外腔的端部。作为单模态光纤7中的反射的结果，减少了辐射场中的较高模式的比例，并且在输出反射镜8处反射之后，将基本上单模态的辐射反馈到边缘发射激光二极管5中。作为这种设计的结果，由于单模态光纤7中的损失，而在空腔中仅激励了一个振荡模式，该振荡模式在谐振器循环中被放大并通过输出反射镜8并且可选地通过下游透镜10a作为可用激光辐射S发射。
单模态光纤7可以是具有在几何方面与圆柱形状不同的内部的光纤的形式，将反射确定区域或光纤内部的这种边界层视为所述内部。该内部可以具体地具有圆锥或弯曲形状，也可以通过使具有圆柱形状的光纤适当变形而实现该弯曲形状。另选地或另外地，单模态光纤7还可以是渐变折射率光纤(gradient fibre)的形式，其具有沿着光纤方向变化的折射率分布，这导致与所述内部的圆锥形状相似的效果。作为这种特殊成形或设计的结果，可以实现根据本发明的模式选择。
单模态光纤7例如可以是具有与理想圆柱形状的几何形状不同的内部的光纤的形式。作为可以由此实现的反射条件的选择的结果，光纤中的不同模式的传播可以受到影响，从而抑制了较高模式或者防止在谐振器中激励所述模式的振荡。例如适当的偏移(deviation)为所述内部的圆锥形状或者光纤的稍微弯曲。然而，也可以根据所选择的模式的传输对单模态光纤7进行优化，而不改变几何形状。其示例为形成具有沿光纤方向改变的折射率分布的渐变折射率光纤。
图3表示根据本发明的第二激光源的示意图，其包括作为模式选择组件的第一适当谐振器反射镜结构。与图2中所示的实施例相反，使得包括边缘发射激光二极管5′的激光源通过空腔中的特殊谐振器反射镜设计来发射单模态辐射。这里，将边缘发射激光二极管5′的在图2中用作谐振器反射镜的一侧设计为透明的，并且该空腔使用独立的外部中空反射镜作为谐振器反射镜6a，通过该反射镜以及图2中所示的单模态光纤的平面输出反射镜或者激光二极管的相对侧的反射效果，可以实现半球或半同心谐振器的特性。在这种结构中，与具有低损失的基模相比，较高模式被衰减。可以通过柱面透镜9c沿快轴的方向对边缘发射激光二极管5′的极大发散的发射进行准直。
在图4中示出了根据本发明的第三激光源，其包括第二适当谐振器反射镜结构。边缘发射激光二极管5″被修改为使其不再具有反射侧。现在，所述空腔由作为谐振器反射镜6b和6c的两个中空反射镜限定，这两个反射镜一起用作模式选择组件，并且因为谐振器反射镜6c的部分透明特性而可以实现发射。通过该结构，外腔为共焦谐振器的形式。通过柱面透镜9b沿快轴的方向对穿过谐振器反射镜6c的发散辐射进行准直。
在图5中示出了根据本发明的第四激光源，光阑11被用作模式选择组件。该实施例具有与图3所示的实施例相似的结构，并且包括边缘发射激光二极管5′和半球谐振器。在为中空反射镜形式的谐振器反射镜6d与边缘发射激光二极管5′之间引入光阑11，该光阑11的开口表现出对于更大范围的较高模式的衰减效应，并由此改善了图3所示实施例的模式选择。可以通过柱面透镜9c沿快轴的方向对该边缘发射激光二极管5′的发射进行准直。
图6表示根据本发明的第五激光源的示意图，其包括作为辐射产生激光二极管的垂直发射激光二极管(VCSEL)12和作为模式选择组件的单模态光纤7。对于垂直发射激光二极管(VCSEL)12表面的反射效果，以与边缘发射激光二极管相似的方式对垂直发射激光二极管(VCSEL)12进行修改，以使其能够用于根据本发明的激光源。根据该设计，可能必须去除现有的反射镜(其例如是分布式Bragg反射器(DBR)的形式)或者增大它们的透射，以允许辐射场反馈到垂直发射激光二极管(VCSEL)12中。用于去除涂层或反射镜的适当方法例如可以通过等离子体蚀刻的方式来实现。在垂直发射激光二极管(VCSEL)12的情况下，优选地，该发射具有圆形截面，并且与边缘发射激光二极管相比通常还具有较大面积。通过透镜10b将所发射的辐射输入到单模态光纤7中，该单模态光纤在其端部处设置有部分透明的输出反射镜8。可以通过透镜10a对来自该输出反射镜8的辐射进行准直。除了上述VCSEL之外，根据本发明，还可以使用垂直发射激光器的特定实施例，例如NECSEL。
图7至图11表示下述的实施例，其中图2、图5和图6所示的实施例与主振荡器功率放大器结构中的放大激光二极管相连接。在所有这些结构中，空腔是放大激光二极管的前级电路(down-circuit)，该放大激光二极管在这种情况下为传统的边缘发射器的形式，其中去除了侧面的反射效果从而使透射最大化。因此该激光二极管仅用作放大介质而不是谐振器的组件。
图7表示根据本发明的第六激光源的示意图，其包括边缘发射激光二极管5、作为模式选择组件的单模态光纤7以及放大激光二极管13。该激光源的空腔具有带有谐振器反射镜6的边缘发射激光二极管5、柱面透镜9a和9b以及带有输出反射镜8的单模态光纤7。从该空腔发射的辐射通过另外两个柱面透镜9b和9a而输入到放大激光二极管13中，在通过该放大激光二极管13之后，可以通过柱面透镜9e再次对该辐射进行准直。
图8表示根据本发明的第七激光源的示意图，其包括边缘发射激光二极管5、分布式光栅和放大激光二极管13，该分布式光栅在用作模式选择组件的单模态或多模态光纤7′中为空间周期性结构。该激光源的空腔具有带有谐振器反射镜6的边缘发射激光二极管5、柱面透镜9a和9b、以及带有集成的分布式光栅或另一空间周期性结构及输出反射镜8的光纤7′。从该空腔发射的辐射通过另外两个柱面透镜9b和9a而输入到放大激光二极管13中，在通过该放大激光二极管13之后，可以通过柱面透镜9e再次对该辐射进行准直。由于该空间周期性的结构，可以进一步选择波长或者可以减小谱宽。也可以集成棱镜以减小辐射的谱宽。
图9表示根据本发明的第八激光源的示意图，其包括边缘发射激光二极管5、作为模式选择组件的光子光纤7″和放大激光二极管13。该激光源的空腔具有带有谐振器反射镜6的边缘发射激光二极管5、柱面透镜9a和9b、以及带有输出反射镜8的光子光纤7″(例如，光子带隙(PBG)光纤或光子晶体光纤(PCF))。从该空腔发射的辐射通过另外两个柱面透镜9b和9a而输入到放大激光二极管13中，在通过该放大激光二极管13之后，可以通过柱面透镜9e再次对该辐射进行准直。因为光子光纤，所以可以形成或选择模式。具有中空纤芯的光纤允许高功率。在原理上，可以使用具有适当截面(例如，矩形截面)的光纤来实现模式选择效果。
图10表示根据本发明的第九激光源的示意图，其包括边缘发射激光二极管5′、作为模式选择组件的光阑11和放大激光二极管13。被设计成半球谐振器的该激光源空腔具有带有作为谐振器反射镜6d的中空反射镜的边缘发射激光二极管5′、以及光阑11。由该边缘发射激光二极管5′发射的辐射通过一对相同类型的柱面透镜9c进行准直，并被输入到放大激光二极管13中，在通过该放大激光二极管13之后，可以通过另一柱面透镜9c再次对该辐射进行准直。
图11表示根据本发明的第十激光源的示意图，其包括垂直发射激光二极管(VCSEL)12、单模态光纤7和放大激光二极管13。该激光源的空腔具有垂直发射激光二极管(VCSEL)12、透镜10b和带有输出反射镜8的单模态光纤7。从该空腔发射的辐射通过透镜10c和柱面透镜9d而输入到放大激光二极管13中，在通过该放大激光二极管13之后，可以通过柱面透镜9e再次对该辐射进行准直。
图12和图13示意地表示使用具有负色散的组件来压缩激光脉冲。因为与未修改的激光二极管相比的较大谐振器长度(该较大谐振器长度是通过使用外腔而产生的)，所以增大了脉冲长度，从而作为补偿的脉冲压缩是优选的。另外，通过该压缩可以增大可获得的脉冲峰值功率。
图12示意地表示根据本发明的第十一激光源，其包括边缘发射激光二极管5、单模态光纤7和用于脉冲压缩的一对光栅14。在该实施例中，在边缘发射激光二极管5和单模态光纤7之间的空腔中设置用于产生负色散的一对光栅14。在该区域中，通过柱面透镜9f和透镜10d使该辐射平行。
图13表示根据本发明的第十二激光源的示意图，其包括边缘发射激光二极管5、单模态光纤7和用于脉冲影响或脉冲压缩的Gires Tournois干涉仪15。在该实施例中，将Gires Tournois干涉仪15引入到边缘发射激光二极管5与单模态光纤7之间的空腔中，用于产生负色散。在该区域中，通过柱面透镜9g和透镜10e使该辐射平行。另外，通过折叠光束路径，允许测地装置中的缩短的设计并由此允许紧凑的集成。脉冲影响例如使得可以避免或校正弯曲的发射波阵面。如果在激励期间由于空腔的热量变化而导致出现类似瞬态的模式，则与该问题有关。由此在空腔的边缘比其中部更早地发射辐射，从而导致弯曲的发射波阵面，这例如在倾斜目标的情况下可能导致不正确的测量。此外，对于进一步的效果，可以通过色散或可饱和吸收结构的脉冲影响作用来实现均匀化效果。
当然，所示的这些附图仅是可能实施例的示例。因此，根据本发明也可以以其它组合和顺序来使用所使用的组件。另外，使用例如具有衍射效果的附加或另选的光纤组件、以及具有与通过在激光物理学或激光技术中使用的相同或相似的效果或功能的组件在本领域技术人员的能力范围内。在附图中，仅为了清楚的原因而没有示出所需的电子控制和供应部分以及安装组件。
权利要求
1.一种测地装置(1)，具体地为总站或测距仪，包括激光源，该激光源包括至少一个辐射产生激光二极管(2b，5，5′，5″，12)，其特征在于，具有至少一个模式选择组件(2d，7，6a，6b，6c，11)的外腔与所述辐射产生激光二极管(2b，5，5′，5″，12)协同工作，通过所述模式选择组件(2d，7，6a，6b，6c，11)产生所发射的激光辐射(S)的单模特性。
2.根据权利要求1所述的测地装置(1)，其特征在于，所述模式选择组件(7)是单模态光纤(7)，具体地具有谐振器反射镜形式的端面。
3.根据权利要求2所述的测地装置(1)，其特征在于，所述单模态光纤(7)是具有在几何方面与圆柱形状不同的内部的光纤的形式，具体地具有圆锥或弯曲形状。
4.根据权利要求2所述的测地装置(1)，其特征在于，所述单模态光纤(7)是具有沿该光纤方向变化的折射率分布的渐变折射率光纤的形式。
5.根据权利要求2所述的测地装置(1)，其特征在于，所述模式选择组件(7′，7″)是具有空间周期性结构的光纤(7′)或者光子光纤(7″)，具体地为PCF或PBG光纤。
6.根据权利要求1所述的测地装置(1)，其特征在于，所述模式选择组件(2d，6a，6b，6c，11)是以下元件中的一个·光阑(11)，·谐振器反射镜(6a，6b，6c)，用于模式选择器谐振器结构，·薄膜光纤。
7.根据前述权利要求中的任意一项所述的测地装置(1)，其特征在于，所述发射的激光辐射(S)具有脉冲持续时间小于500ns的脉冲形状。
8.根据前述权利要求中的任意一项所述的测地装置(1)，其特征在于，通过所述模式选择组件(2d，7，7′，7″，6a，6b，6c，11)来确保所述辐射产生激光二极管(2b，5，5′，5″，12)的单模操作。
9.根据前述权利要求中的任意一项所述的测地装置(1)，其特征在于，以多模操作进行发射的所述辐射产生激光二极管(2b，5，5′，5″，12)的激光辐射受到所述模式选择组件(2d，7，7′，7″，6a，6b，6c，11)的影响。
10.根据前述权利要求中的任意一项所述的测地装置(1)，其特征在于，所述空腔具有至少一个输入或输出光纤系统(2c)，具体为变形输入或输出光纤系统。
11.根据前述权利要求中的任意一项所述的测地装置(1)，其特征在于，所述激光源具有至少一个其他辐射放大激光二极管(13)，具体地用于放大由所述辐射产生激光二极管(2b，5，5′，5″，12)输入的辐射。
12.根据前述权利要求中的任意一项所述的测地装置(1)，其特征在于，所述空腔的组件设置在一公共基板(2a)上。
13.根据前述权利要求中的任意一项所述的测地装置(1)，其特征在于，所述辐射产生激光二极管(2b，5，5′，5″，12)是VCSEL激光器或NECSEL激光器的形式。
14.根据前述权利要求中的任意一项所述的测地装置(1)，其特征在于，用于发射激光辐射(S)的激光源具体地通过所述空腔中的脉冲成形组件而形成有平坦的发射波阵面。
15.根据前述权利要求中的任意一项所述的测地装置(1)，其特征在于，所述激光源具有可饱和吸收和/或色散元件，具体地作为根据权利要求13的脉冲成形组件，优选地是Gires Tournois干涉仪(15)、一对光栅(14)或一对棱镜。
16.根据前述权利要求中的任意一项所述的测地装置(1)，其特征在于，所述辐射产生激光二极管(2b，5，5′，5″，12)是波长稳定的。
17.根据前述权利要求中的任意一项所述的测地装置(1)，其特征在于，在所述激光源的下游设置有光束成形光学系统(2e)。
全文摘要
一种在测地装置(1)中使用的激光源(2)，用于改善激光的发射，其中发射多模态辐射的激光二极管(2b)受到模式选择组件(2d)的影响，从而由激光源(2)发射的激光辐射具有单模态特性。因此使用具有外腔的边缘发射器(2b)或垂直半导体发射器，其中设置有模式选择组件(2d)，例如单模光纤或谐振器反射镜，其具有模式选择谐振器结构的效果。可以使用具有负色散的组件用于脉冲压缩，以补偿由加长的空腔产生的较长脉冲持续时间。
文档编号G01C1/02GK1883091SQ200480026818
公开日2006年12月20日 申请日期2004年9月17日 优先权日2003年9月18日
发明者伯恩哈德·布劳内克, 伯恩哈德·盖西尔 申请人:莱卡地球系统公开股份有限公司