一種超大功率近紅外半導(dǎo)體激光照明器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體激光照明器，更具體的說，尤其涉及激光照明領(lǐng)域的超大功率近紅外半導(dǎo)體激光照明器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前傳統(tǒng)的激光夜視系統(tǒng)，通常為連續(xù)照明成像系統(tǒng)，受大氣后向散射的影響，作用距離一般不超過3000米。后向散射即使在空氣質(zhì)量較好的條件下也會(huì)存在，一是因?yàn)榭諝庵锌倳?huì)有水汽和微小顆粒存在，二是遠(yuǎn)距離照明光束發(fā)散角度較小，三是照明和成像設(shè)備距離較近。當(dāng)遠(yuǎn)距離夜視照明時(shí)，從照明光源位置看目標(biāo)，光源光束的后向散射很容易被凸顯出來，尤其是有輕微霧氣的夜晚后向散射會(huì)更加嚴(yán)重。如說明書附圖中的圖1所示，由于后向散射形成了明顯的光柱，基本無法對(duì)激光照明目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)。圖1中，在近距離后向散射較弱的條件下，人物的臉部特征，衣著打扮，肢體的動(dòng)作等就可以清晰的被攝像機(jī)捕捉至IJ，從而有利于夜視監(jiān)控。
[0003]由于上述后向散射問題嚴(yán)重影響連續(xù)波激光照明夜視的作用距離，而脈沖式距離選通激光夜視儀能從根本上解決這一問題。選通脈沖激光器由于占空比不會(huì)很高，要求峰值功率要上千瓦，通常采用綠光固體激光器做照明器，峰值功率可達(dá)上千瓦。作為激光夜視來說，可見光的激光容易暴露監(jiān)控位置，同時(shí)對(duì)人眼也有傷害，不適合做激光夜視照明光源。
[0004]激光夜視通常采用人眼不可見近紅外半導(dǎo)體激光器做照明光源，而上千瓦的大功率半導(dǎo)體脈沖激光器通常被國(guó)外所壟斷，國(guó)內(nèi)尚無成熟產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)可以做的脈沖半導(dǎo)體激光器通常為兩種方式來實(shí)現(xiàn)，一是連續(xù)激光器做脈沖用，通常為光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器，出光功率最大在100W左右，光斑勻化較好，后期整形方便，價(jià)格較高；另一種是多個(gè)bar條輸出激光器，出光功率可達(dá)千瓦以上，對(duì)于激光夜視儀來說，由于陣列bar條半導(dǎo)體激光器的發(fā)光面較大，后期整形難度較大，不易采用；可以使用的只有單bar條半導(dǎo)體激光器比較合適，性價(jià)比也較高。
[0005]另外由于激光夜視設(shè)備的成像和照明器通常在一起，再有激光夜視用于室外云臺(tái)承載應(yīng)用，通常只能用散熱片加風(fēng)冷形式來實(shí)現(xiàn)散熱。這就限制了激光器的尺寸和散熱形式。
[0006]單個(gè)bar條激光器出光功率可達(dá)2百瓦，要達(dá)到上千瓦的峰值功率，至少需要5個(gè)激光照明器才能滿足。但是由于是獨(dú)立的照明器，會(huì)存在嚴(yán)重的干涉散斑現(xiàn)象，同時(shí)多個(gè)照明器占用空間較大，另外在光斑重疊調(diào)試時(shí)也存在較大的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問題的缺點(diǎn)，提供了一種超大功率近紅外半導(dǎo)體激光照明器。
[0008]本發(fā)明的超大功率近紅外半導(dǎo)體激光照明器，其特別之處在于:包括主殼體和設(shè)置于主殼體外圍的多個(gè)激光器模組，激光器模組由單bar條半導(dǎo)體激光器和與其固定的激光器固定散熱組件組成，單bar條半導(dǎo)體激光器用于產(chǎn)生激光束，每個(gè)單bar條半導(dǎo)體激光器的前端均設(shè)置有對(duì)其發(fā)出的激光束進(jìn)行會(huì)聚的會(huì)聚透鏡，會(huì)聚透鏡的前端設(shè)置有對(duì)激光束進(jìn)行反射的主反射鏡，主反射鏡后端的激光束焦點(diǎn)位置處設(shè)置有次反射鏡，多條激光束經(jīng)主反射鏡反射后會(huì)聚于次反射鏡的表面，并經(jīng)次反射鏡的反射后合束成具有良好勻化效果的激光束;次反射鏡的前端設(shè)置有對(duì)激光束的出光角度進(jìn)行調(diào)節(jié)的整形鏡組，以滿足激光照明要求。
[0009]本發(fā)明的超大功率近紅外半導(dǎo)體激光照明器，所述單bar條半導(dǎo)體激光器上設(shè)置有對(duì)其發(fā)出激光束的快軸進(jìn)行快軸角度壓縮的柱面鏡，通過快軸角度壓縮柱面鏡的調(diào)節(jié)，將單bar條半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光束整形為快軸和慢軸發(fā)散角度相等或近似相等的方形激光束。
[0010]本發(fā)明的超大功率近紅外半導(dǎo)體激光照明器，所述單bar條半導(dǎo)體激光器的發(fā)光端面到會(huì)聚透鏡間的距離、從會(huì)聚透鏡經(jīng)主反射鏡到次反射鏡之間的距離滿足物像位置關(guān)系，單bar條半導(dǎo)體激光器的發(fā)光端面為物面，次反射鏡為像面。
[0011]本發(fā)明的超大功率近紅外半導(dǎo)體激光照明器，所述激光器模組的數(shù)目為5個(gè)，主殼體為正六棱柱形狀，5個(gè)激光器模組設(shè)置于主殼體除底面外的其余5個(gè)面上，主殼體上開設(shè)有用于固定激光器模組的定位槽;主殼體的前端固定有會(huì)聚透鏡固定座，會(huì)聚透鏡固定座的外圈開設(shè)有5個(gè)固定會(huì)聚透鏡的外通光孔，內(nèi)圈開設(shè)有5個(gè)便于經(jīng)主反射鏡反射后的光束通過的內(nèi)通光孔，中心位置上開設(shè)有便于經(jīng)次反射鏡反射后的光束通過的中心通光孔。
[0012]本發(fā)明的超大功率近紅外半導(dǎo)體激光照明器，所述會(huì)聚透鏡固定座的前端固定有主反射鏡固定座，主殼體的后端固定有次反射鏡固定座，主反射鏡、次反射鏡均為表面反射鏡，主反射鏡的中央開設(shè)有便于經(jīng)次反射鏡反射后的光束通過的通孔;主反射鏡固定座的前端固定有鏡筒，整形鏡組設(shè)置于鏡筒上，整形鏡組由沿激光束射出方向依次布置的透鏡一、透鏡二和透鏡三組成，透鏡一和透鏡二為負(fù)屈光度透鏡，用于對(duì)激光束進(jìn)一步發(fā)散，透鏡三為正屈光度透鏡，對(duì)光束進(jìn)行會(huì)聚，使激光束形成會(huì)聚或平行光束射出。
[0013]本發(fā)明的超大功率近紅外半導(dǎo)體激光照明器，所述激光器固定散熱組件的散熱筋處固定有散熱風(fēng)扇，激光器固定散熱組件上設(shè)置有固定單bar條半導(dǎo)體激光器的固定凹槽，單bar條半導(dǎo)體激光器的前側(cè)、上側(cè)分別固定有前玻璃蓋板和上玻璃蓋板。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的半導(dǎo)體激光照明器，首先利用會(huì)聚透鏡對(duì)多個(gè)單bar條半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光束進(jìn)行會(huì)聚，然后多條激光束再經(jīng)主反射鏡的反射后會(huì)聚于次反射鏡上，經(jīng)次反射鏡的反射后使多條激光束重疊，形成了具有良好勻化效果的激光束，激光束最后經(jīng)整形鏡組的處理后，形成出光角度滿足要求的照明激光。本發(fā)明的半導(dǎo)體激光照明器，可以將5個(gè)200瓦以上功率的單bar條激光器組合在一起，最終形成功率大于1000瓦的激光照明器，滿足了大功率激光照明的要求，易于獲取清晰的紅外激光圖像。
[0015]本發(fā)明的半導(dǎo)體激光照明器，最終使多個(gè)激光器發(fā)出的光束重疊，具有相互彌補(bǔ)各自之間光束內(nèi)暗紋、散斑的作用，形成了具有較好勻化效果的重疊激光；由于重疊的光束只用一組整形鏡組來實(shí)現(xiàn)光束角度控制，有效的解決了上千瓦半導(dǎo)體激光器脈沖出光時(shí)帶來的多個(gè)照明器尺寸大、成本高、對(duì)準(zhǔn)重疊困難的問題，有益效果顯著，適于應(yīng)用推廣。
【附圖說明】
[0016]圖1為發(fā)生明顯后向散射時(shí)的激光照明成像；
圖2為后向散射較弱時(shí)的激光照明成像；
圖3為本發(fā)明的近紅外半導(dǎo)體激光照明器的原理圖；
圖4為本發(fā)明的近紅外半導(dǎo)體激光照明器的結(jié)構(gòu)爆炸圖；
圖5為本發(fā)明中激光模組的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明的近紅外半導(dǎo)體激光照明器的結(jié)構(gòu)圖；
圖7為本發(fā)明的近紅外半導(dǎo)體激光照明器的剖視圖。
[0017]圖中:I激光器模組一，2激光器模組二，3激光器模組三，4激光器模組四，5激光器模組五，6單bar條半導(dǎo)體激光器，7激光器固定散熱組件，8前玻璃蓋板，9上玻璃蓋板，10散熱風(fēng)扇，11會(huì)聚透鏡一，12會(huì)聚透鏡二，13會(huì)聚透鏡三，14會(huì)聚透鏡四，15會(huì)聚透鏡五，16主殼體，17會(huì)聚透鏡固定座，18主反射鏡，19次反射鏡，20次反射鏡固定座，21會(huì)聚透鏡一壓圈，22會(huì)聚透鏡二壓圈，23會(huì)聚透鏡三壓圈，24會(huì)聚透鏡四壓圈，25會(huì)聚透鏡五壓圈，26主反射鏡固定座，27鏡筒，28透鏡一，29透鏡一壓圈，30透鏡二，31透鏡二壓圈，32透鏡三，33透鏡三固定座，34透鏡三壓圈，35照明器固定座，36整形鏡組，37快軸角度壓縮柱面鏡，38外通光孔，39內(nèi)通光孔，40中心通光孔，41會(huì)聚透鏡，42定位槽。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0019]如圖3和圖4所示，分別給出了本發(fā)明的近紅外半導(dǎo)體激光照明器的原理圖和爆炸圖，圖7給出了其剖視圖，所示的近紅外半導(dǎo)體激光照明器由主殼體16、5個(gè)激光器模組、會(huì)聚透鏡14、主反射鏡18、次反射鏡19和整形鏡組36組成，所示的主殼體16為正六棱柱形狀，主殼體16