CN107561519A - 一种接触网静态检测专用激光雷达光源装置 - Google Patents
一种接触网静态检测专用激光雷达光源装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107561519A CN107561519A CN201710637013.3A CN201710637013A CN107561519A CN 107561519 A CN107561519 A CN 107561519A CN 201710637013 A CN201710637013 A CN 201710637013A CN 107561519 A CN107561519 A CN 107561519A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- ultrasonic
- semiconductor
- chip
- semiconductor laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003068 static effect Effects 0.000 title claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010721 machine oil Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000026683 transduction Effects 0.000 claims description 2
- 238000010361 transduction Methods 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 3
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
本发明公开一种新型激光雷达光源，它由半导体激光器驱动电源(1)、砷化镓或硫化镉或磷化铟或硫化锌半导体激光器芯片(2)、半导体激光器管壳(3)、热沉(4)、超声驱动器(5)、磁致伸缩式或压电陶瓷式超声换能器(6)及机油或羧甲基纤维素超声耦合剂(7)组成。以超声耦合剂(7)将超声换能器(6)垂直于半导体激光器输出激光光束(8)方向连接于半导体激光器芯片(2)上，实现一体式全固化的激光雷达用激光束扫描输出半导体激光器激光源。大大简化了激光雷达光源的结构复杂程度，压缩了体积，提高了系统稳定性，对接触网激光雷达检测技术发展具有很好的推动作用。
Description
技术领域
本发明涉及激光雷达光源装置领域，具体地，涉及接触网静态检测专用激光雷达光源装置。
背景技术
随着经济的不断发展，激光雷达应用领域迅速扩展。高铁接触网、电力线等线状物状态的精确检测，对于高压输电网络和高铁系统的安全运行至关重要，尤其是与无人机相结合的应用发展，在压缩激光雷达光源体积、提高激光束扫描频率方面提出了更高的要求。
目前，基于声光效应，在激光雷达光源中人们已经提出多种压缩激光雷达光源体积、增加光束扫描频率的方法。例如，2012年11月14日公告的CN201210247904.5的中国发明专利说明书公开了一种基于声光偏转器的声光扫频激光器，该系统基于声光效应进行光束扫描，实现扫频输出功能。但是，该系统中基于声光效应的声光滤波器与激光器是两个分立体，激光器输出激光，激光进入声光滤波器后基于声光效应实现扫频输出功能，声光效应并非直接作用于激光器上。2013年12月25日公告的CN201310419707.1的中国发明专利公开了基于声光扫描的三维视频激光雷达系统，该系统基于声光效应进行光束扫描，实现光束扫描输出功能。同样，该系统中基于声光效应的二维声光扫描模块独立存在，与激光器是两个分立体，声光效应并非直接作用于激光器上。
发明内容
本发明的目的在于为激光雷达接触网静态参数检测系统提供一种一体式、全固化、激光束高扫描频率及小扫描角度范围的半导体激光器光源装置。
本发明公开了一种接触网静态检测专用激光雷达光源装置，它由半导体激光器驱动电源(1)、半导体激光器芯片(2)、半导体激光器管壳(3)、热沉(4)、超声驱动器(5)、超声换能器(6)及超声耦合剂(7)组成，其特征在于，超声换能器(6)为磁致伸缩式超声换能器或压电陶瓷式超声换能器，半导体激光器芯片(2)为砷化镓半导体激光器芯片或硫化镉半导体激光器芯片或磷化铟半导体激光器芯片或硫化锌半导体激光器芯片，使用机油或羧甲基纤维素超声耦合剂(7)将超声换能器(6)垂直于半导体激光器输出激光光束(8)方向连接于半导体激光器芯片(2)上。
本发明以声光效应为基础，将超声波垂直于半导体激光器输出激光束(8)方向直接耦合进半导体激光器芯片(2)，使得半导体激光器输出激光束(8)方向随超声波频率而改变，得以实现输出激光束(8)的角度扫描，从而实现了一体式、全固化、激光束高扫描频率及小扫描角度范围的半导体激光器激光源，非常适用于高铁接触网、电力线等线状物状态检测激光雷达。该技术的实现，对激光雷达技术的发展具有很好的推动作用。
本发明的有益效果如下：
首先，超声波直接耦合进半导体激光器芯片(2)，声光效应在半导体激光器芯片(2)内完成，实现了一体式全固化的激光雷达用激光束扫描输出半导体激光器激光源，大大简化了激光雷达光源的结构复杂程度，压缩了光源的体积，有效地提高了系统的稳定性。
其次，半导体激光器输出激光束(8)随超声波频率改变而扫描，可大大提高激光束扫描频率，增加了相应激光雷达的适用范围。
再次，尽管以超声波频率改变驱动半导体激光器输出激光束(8)扫描的扫描角度范围α较小，但非常适用于对高铁接触网、电力线等线状物检测的激光雷达。
本发明适用于多种超声换能器(6)和半导体激光器芯片(2)，且结构简单，制造容易，成本低廉，非常适宜于推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图，
图2为本发明实施例二的结构示意图；
图中：1为半导体激光器驱动电源，2为半导体激光器芯片，3为半导体激光器管壳，4为热沉，5为超声驱动器，6为超声换能器，7为超声耦合剂，8为输出激光束，α为扫描角度范围。
具体实施方式
实施例一
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的实施例中，该装置是由半导体激光器驱动电源(1)、半导体激光器芯片(2)、半导体激光器管壳(3)、热沉(4)、超声驱动器(5)、超声换能器(6)及超声耦合剂(7)组成。超声换能器(6)为磁致伸缩式超声换能器。半导体激光器芯片(2)为砷化镓半导体激光器芯片，半导体激光器芯片(2)厚度为100微米。使用机油作为超声耦合剂(7)将超声换能器(6)垂直于半导体激光器输出激光束(8)方向连接于半导体激光器芯片(2)上。
半导体激光器驱动电源(1)通过半导体激光器管壳(3)驱动半导体激光器芯片(2)输出激光束(8)，热沉(4)引导出半导体激光器芯片(2)的热量。超声驱动器(5)驱动超声换能器(6)通过超声耦合剂(7)向半导体激光器芯片(2)输入超声波，超声波频率在1～2GHz范围变化。在声光效应的作用下，半导体激光器输出激光束(8)实现扫描，输出激光束扫描角度范围α为25毫弧度。
实施例二
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图2所示的实施例中，该装置是由半导体激光器驱动电源(1)、半导体激光器芯片(2)、半导体激光器管壳(3)、热沉(4)、超声驱动器(5)、超声换能器(6)及超声耦合剂(7)组成。超声换能器(6)为压电陶瓷式超声换能器。半导体激光器芯片(2)为硫化锌半导体激光器芯片，半导体激光器芯片(2)厚度为95微米。使用羧甲基纤维素作为超声耦合剂(7)将超声换能器(6)垂直于半导体激光器输出激光束(8)方向连接于半导体激光器芯片(2)上。
半导体激光器驱动电源(1)通过半导体激光器管壳(3)驱动半导体激光器芯片(2)输出激光束(8)，热沉(4)引导出半导体激光器芯片(2)的热量。超声驱动器(5)驱动超声换能器(6)通过超声耦合剂(7)向半导体激光器芯片(2)输入超声波，超声波频率在500～800MHz范围变化。在声光效应的作用下，半导体激光器输出激光束(8)实现扫描，输出激光束扫描角度范围α为13毫弧度。
Claims (4)
1.一种接触网静态检测专用激光雷达光源装置，由半导体激光器驱动电源、半导体激光器芯片、半导体激光器管壳、热沉、超声驱动器、超声换能器及超声耦合剂组成，其特征在于，超声换能器和半导体激光器芯片以超声耦合剂直接进行超声耦合连接。
2.根据权利要求1所述接触网静态检测专用激光雷达光源装置，其特征在于，超声换能器为磁致伸缩式超声换能器或压电陶瓷式超声换能器。
3.根据权利要求1所述接触网静态检测专用激光雷达光源装置，其特征在于，超声耦合连接为使用超声耦合剂将超声换能器垂直于半导体激光器激光输出光束方向连接于半导体激光器芯片上，超声耦合剂为机油或羧甲基纤维素。
4.根据权利要求1所述接触网静态检测专用激光雷达光源装置，其特征在于，半导体激光器芯片为砷化镓半导体激光器芯片或硫化镉半导体激光器芯片或磷化铟半导体激光器芯片或硫化锌半导体激光器芯片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710637013.3A CN107561519A (zh) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | 一种接触网静态检测专用激光雷达光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710637013.3A CN107561519A (zh) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | 一种接触网静态检测专用激光雷达光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107561519A true CN107561519A (zh) | 2018-01-09 |
Family
ID=60973869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710637013.3A Pending CN107561519A (zh) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | 一种接触网静态检测专用激光雷达光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107561519A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112414309A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-02-26 | 北京交通大学 | 基于机载激光雷达的高铁接触线导高及拉出值巡检方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040125829A1 (en) * | 2002-12-31 | 2004-07-01 | Williams David L. | Ultrasonic tunable laser |
| CN202199931U (zh) * | 2011-06-15 | 2012-04-25 | 中科中涵激光设备（福建）股份有限公司 | 一种基于声光效应加工微圆孔的激光扫描装置 |
| CN103472458A (zh) * | 2013-09-16 | 2013-12-25 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 基于声光扫描的三维视频激光雷达系统 |
| CN104582581A (zh) * | 2012-09-03 | 2015-04-29 | 富士胶片株式会社 | 光源单元及使用了该光源单元的光声计测装置 |
| KR20150046637A (ko) * | 2013-10-22 | 2015-04-30 | 삼성전자주식회사 | 광음향 이미지와 초음파 이미지를 위한 광대역 초음파 프로브 |
-
2017
- 2017-07-31 CN CN201710637013.3A patent/CN107561519A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040125829A1 (en) * | 2002-12-31 | 2004-07-01 | Williams David L. | Ultrasonic tunable laser |
| CN202199931U (zh) * | 2011-06-15 | 2012-04-25 | 中科中涵激光设备（福建）股份有限公司 | 一种基于声光效应加工微圆孔的激光扫描装置 |
| CN104582581A (zh) * | 2012-09-03 | 2015-04-29 | 富士胶片株式会社 | 光源单元及使用了该光源单元的光声计测装置 |
| CN103472458A (zh) * | 2013-09-16 | 2013-12-25 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 基于声光扫描的三维视频激光雷达系统 |
| KR20150046637A (ko) * | 2013-10-22 | 2015-04-30 | 삼성전자주식회사 | 광음향 이미지와 초음파 이미지를 위한 광대역 초음파 프로브 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112414309A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-02-26 | 北京交通大学 | 基于机载激光雷达的高铁接触线导高及拉出值巡检方法 |
| CN112414309B (zh) * | 2020-11-25 | 2021-08-31 | 北京交通大学 | 基于机载激光雷达的高铁接触线导高及拉出值巡检方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102810469B (zh) | 一种晶圆的裂片装置和方法 | |
| CN103926320B (zh) | 一种基于自动扫描的非线性超声成像检测方法 | |
| CN103227413A (zh) | 半导体激光器驱动电路 | |
| CN106525974A (zh) | 一种超声波混凝土检测装置 | |
| CN203885484U (zh) | 用于旋转多普勒oct中提高血管采样频率的光学装置 | |
| CN107561519A (zh) | 一种接触网静态检测专用激光雷达光源装置 | |
| CN206161599U (zh) | 一种压电超声直探头 | |
| CN103111410A (zh) | 新型超声波传感器 | |
| CN104833726A (zh) | 压电式超声波探头装置 | |
| CN105356950B (zh) | 水文双通道水下通信系统 | |
| CN101782378B (zh) | 微型超声波传感器 | |
| CN2615666Y (zh) | 用于固体材料超声无损检测的相控阵探头 | |
| CN104501751A (zh) | 一种双通道高频超声探头用发射接收电路 | |
| CN107589423A (zh) | 一种俯仰电扫天气雷达系统及其工作方法 | |
| US20060043149A1 (en) | Method of bonding and bonding apparatus for a semiconductor chip | |
| CN107202993B (zh) | 基于全波形采样的级联声光大视场激光三维成像系统 | |
| CN102707287A (zh) | 压电式超声波测距系统 | |
| CN103433176A (zh) | 一种带荧光粉厚度视觉检测装置的新型点胶机 | |
| CN207070311U (zh) | 一种增大超声波回波幅度的电路 | |
| CN103475334A (zh) | 一种超声波发生器的自适应方法 | |
| CN102700137A (zh) | 一种聚合物微器件的超声波焊接装置及其焊接方法 | |
| CN104990987A (zh) | 三角形超声波探头 | |
| CN113658882A (zh) | 基于光干涉断层的半导体封装封胶内气泡瑕疵成像方法 | |
| CN206763312U (zh) | 一种二维阵列超声探头 | |
| CN203053921U (zh) | 一种电致伸缩超声导波铁轨检测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |