CN105204167A - 一种外壳绝缘的边发射激光照明模组 - Google Patents

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王英
史国柱
李沛旭
李明
李树强
徐现刚
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Abstract

本发明提供了一种外壳绝缘的边发射激光照明模组，包括散热外壳，在所述散热外壳的前部设置有镜筒、在所述散热外壳的后部设置有盖板，在所述散热外壳内绝缘封装有边发射激光器，所述边发射激光器通过热沉与所述散热外壳内壁绝缘安装，所述边发射激光器的电极线通过导线引出至散热外壳外部；沿边发射激光器光出射路径上依次设置有斑匀化整形装置和窗口透镜；在所述镜筒和散热外壳之间设置有光斑匀化整形装置，在所述镜筒内设置有用于改变边发射激光器发散角度的窗口透镜。本发明避免了由于静电、雷电等对激光器造成的损害，同时将边发射激光通过匀化手段进行了光束匀化，具有照明距离远，光电转换效率高、可靠性好等优点，具有良好的应用前景。

Description

一种外壳绝缘的边发射激光照明模组
技术领域
本发明涉及一种外壳绝缘的边发射激光照明模组，属于激光夜视照明的技术领域。
背景技术
安防发展初期，监控主要集中在室内短距离，随着安防行业的发展，24小时不间断监控对红外夜视的要求也越来越高，监控也已经从室内走到了室外，不仅仅满足近距离几十米的要求，对着安防行业智能视频新技术的不断出现，中远距离跟踪监控变得尤为重要。
目前的LED红外灯产品，实际上的效果只能达到几十米内，红外效果随着距离和角度的增大而衰减，在这种状况下，简单的增加LED红外灯数量达到远距离或在恶劣环境下的监控要求，造成了LED红外产品的体积越来越大，此情况下，照明距离并未因红外灯数量的增加，体积的增大达到预期的效果，有效照明距离始终无法突破50米的限制。而且LED红外灯的电光转换效率比较低，发热量很大，这就使红外摄像机的使用寿命大大缩短。
边发射的红外激光器(LD)相对于LED红外灯来说，出光功率大，光电转换效率高，工作寿命长，产品功耗低，且发散角小，与LED和垂直腔面发射激光器不同，边发射激光器的光束可以进行整形减小发散角，激光器的发散角是决定光源应用领域的重要指标，而且在监控距离发生变化时，照明光源需要改变发散角，使得远距离照明时有足够的亮度，光束整形之后的边发射激光器的发散角仅有10°×10°，而具有较好的光束角度调制，画质清晰，同时具有覆盖短距离到长距离监控的功能等优点，在安防领域大放异彩，受到众多用户的青睐。但是目前用于监控的边发射照明模组中LD由于其外壳带电，雷电、静电对其的影响大大降低了其使用寿命。
中国专利授权公告号为CN102062332A的专利文件“视频监控照明LED组件”提出了一种采用LED作为视频监控照明的技术，该技术的方案是通过反光碗与透镜的组合使用，使LED芯片产生的光线经反射与折射后能够达到左右小于15度，上下小于5度内矩形光斑配光要求。但该方案的缺点是转化效率低，照明距离近，不能实现远距离监控。
中国专利授权公告号CN103472695A的专利文件“一种变焦式激光红外灯”提出了一种变焦式的激光红外灯，其技术方案是光源采用的垂直腔面发射激光器，垂直腔面发射激光器的光电转换效率虽然较LED要高些，但是远低于边反射激光器，在寿命方面也远低于边发射激光器。
中国专利授权公告号为CN101382657A的专利文件“红外夜视激光探照器”提出了一种红外夜视激光探照器，该技术的方案是用红外激光二极管做红外夜视照明探照器的光源，虽然这种探照器光电转换效率高，功耗低，能进行远距离的夜视照明，但是其缺点是直接将激光二级管芯片通过管座固定到散热器上，虽然考虑到了LD工作时散热，忽略了外壳绝缘设计，激光器管座和散热片均为金属材料，这就造成了探照器外壳带电，无法避免雷电和静电对其影响，大大降低了激光二极管和探照器的使用寿命。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种外壳绝缘的边发射激光照明模组。
名词解释：
边发射激光器：边发射激光器是一种典型的半导体激光器，芯片呈长条形，激光在一面镀有增透膜的解离面上发射，出光方向垂直于衬底。
本发明的技术方案如下：
一种外壳绝缘的边发射激光照明模组，包括散热外壳，在所述散热外壳的前部设置有镜筒、在所述散热外壳的后部设置有盖板，盖板主要起到保护模组内部边发射激光器免受外界污染，同时便于在散热外壳内部安装边发射激光器，在所述散热外壳内绝缘封装有边发射激光器，所述边发射激光器通过热沉与所述散热外壳内壁绝缘安装，所述边发射激光器的电极线通过导线引出至散热外壳外部；沿边发射激光器光出射路径上依次设置有斑匀化整形装置和窗口透镜；在所述镜筒和散热外壳之间设置有光斑匀化整形装置，在所述镜筒内设置有用于改变边发射激光器发散角度的窗口透镜；所述窗口透镜既可以起到保护模组内部匀化整形装置的作用，又可以起到改变边发射激光器发散角度的的作用，根据模组不同发散角度的要求需要合理选择窗口透镜参数。
根据本发明优选的，所述的热沉包括热沉主体和在所述热沉主体的2个安装面上设置的金属层。所述的热沉主体的安装面是指，一安装面与激光器相连，另一相对的安装面与所述散热外壳相连。
根据本发明优选的，所述的热沉主体为绝缘热沉，优选Al2O3或SiC或者AlN绝缘热沉。
根据本发明优选的，所述的散热外壳表面设置有散热基片。
根据本发明优选的，所述边发射激光器为近红外波长的半导体激光器，波长为800-1000nm。所述边发射激光器设置在散热外壳内作为激光器光源使用。
根据本发明优选的，所述光斑匀化整形装置包括沿光出射方向依次设置匀化装置和整形装置。激光光斑截面横向分布为高斯分布，同时快轴慢轴的发散角不同，在照明应用中需要对激光光束进行匀化和发散角整形，以满足应用需要。激光器发出的激光先经过匀化装置对激光光束的横截面光强分布进行匀化，经过匀化装置后再经过整形装置，对光束进行整形。
根据本发明优选的，所述匀化装置为匀化膜、积分棒或复眼透镜；所述整形装置包括一片或多片正透镜或负透镜。
本发明的有益效果：
1、本发明采用边发射激光器作为光源，具有光电转换效率高，寿命长，绿色环保的作用。
2、本发明的激光器照明模组外壳绝缘，可以避免在安装、使用过程中静电对激光器造成伤害，延长模组的使用寿命。
3、本发明的激光器照明模组的光束出射角度可以根据需求，改变光学整形装置的透镜参数来进行调整，可以匹配不同焦距的摄像机镜头进行辅助照明，灵活方便。
附图说明
图1为本发明外壳绝缘的边发射激光照明模组的结构示意图；
图2为本发明中外壳绝缘的边发射激光照明模组的结构剖面示意图。
图中，1、镜筒，2、散热外壳，3、盖板，4、边发射激光器，5、光斑匀化整形装置，6、窗口透镜。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做详细的说明，但不限于此。
如图1、2所示。
实施例1、
一种外壳绝缘的边发射激光照明模组，包括散热外壳2，在所述散热外壳2的前部设置有镜筒1、在所述散热外壳2的后部设置有盖板3，在所述散热外壳2内绝缘封装有边发射激光器4，所述边发射激光器4通过热沉与所述散热外壳2内壁绝缘安装，所述边发射激光器4的电极线通过导线引出至散热外壳2外部；沿边发射激光器4光出射路径上依次设置有斑匀化整形装置5和窗口透镜6；在所述镜筒1和散热外壳2之间设置有光斑匀化整形装置5，在所述镜筒1内设置有用于改变边发射激光器发散角度的窗口透镜6；
所述的热沉为包括热沉主体和在所述热沉主体的2个安装面上设置的金属层。所述的热沉主体的安装面是指，一安装面与激光器相连，另一相对的安装面与所述散热外壳相连。
所述的热沉主体为Al2O3绝缘热沉。
所述边发射激光器4为近红外波长的半导体激光器，波长为800nm。
所述边发射激光器4的封装形式为TO封装；
所述光斑匀化整形装置包括沿光出射方向依次设置匀化装置和整形装置。激光光斑截面横向分布为高斯分布，同时快轴慢轴的发散角不同，在照明应用中需要对激光光束进行匀化和发散角整形，以满足应用需要。激光器发出的激光先经过匀化装置对激光光束的横截面光强分布进行匀化，经过匀化装置后再经过整形装置，对光束进行整形。
所述匀化装置为匀化膜；所述整形装置包括一片正透镜和一片负透镜。
实施例2、
如实施例1所述的一种外壳绝缘的边发射激光照明模组，其区别在于，所述的散热外壳表面设置有散热基片。
实施例3、
如实施例1所述的一种外壳绝缘的边发射激光器模组，其区别在于，所述边发射激光器4的波长为980nm；
实施例4、
如实施例1所述的一种外壳绝缘的边发射激光器模组，其区别在于，所述边发射激光器4的波长为880nm；所述边发射激光器4的封装形式为C-Mount封装。
实施例5、
如实施例1所述的一种外壳绝缘的边发射激光器模组，其区别在于，所述光斑匀化整形装置5中，所述匀化装置采用积分棒；所述整形装置采用光学透镜组，包括3片正透镜和3片负透镜。

Claims (7)

1.一种外壳绝缘的边发射激光照明模组，其特征在于，该模组包括散热外壳，在所述散热外壳的前部设置有镜筒、在所述散热外壳的后部设置有盖板，在所述散热外壳内绝缘封装有边发射激光器，所述边发射激光器通过热沉与所述散热外壳内壁绝缘安装，所述边发射激光器的电极线通过导线引出至散热外壳外部；沿边发射激光器光出射路径上依次设置有斑匀化整形装置和窗口透镜；在所述镜筒和散热外壳之间设置有光斑匀化整形装置，在所述镜筒内设置有用于改变边发射激光器发散角度的窗口透镜。
2.根据权利要求1所述的一种外壳绝缘的边发射激光照明模组，其特征在于，所述的热沉为包括热沉主体和在所述热沉主体的2个安装面上设置的金属层。
3.根据权利要求2所述的一种外壳绝缘的边发射激光照明模组，其特征在于，所述的热沉主体为绝缘热沉，优选Al2O3或SiC或者AlN绝缘热沉。
4.根据权利要求1所述的一种外壳绝缘的边发射激光照明模组，其特征在于，所述的散热外壳表面设置有散热基片。
5.根据权利要求1所述的一种外壳绝缘的边发射激光照明模组，其特征在于，所述边发射激光器为近红外波长的半导体激光器，波长为800-1000nm。
6.根据权利要求1所述的一种外壳绝缘的边发射激光照明模组，其特征在于，所述光斑匀化整形装置包括沿光出射方向依次设置匀化装置和整形装置。
7.根据权利要求6所述的一种外壳绝缘的边发射激光照明模组，其特征在于，所述匀化装置为匀化膜、积分棒或复眼透镜；所述整形装置包括一片或多片正透镜或负透镜。
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