CN109960043A - 一种线状激光照明光源 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种线状激光照明光源，包括激光器芯片、自聚焦透镜和鲍威尔棱镜。激光器芯片输出激光至自聚焦透镜前表面，激光经过自聚焦透镜前表面后继续传播，经过N/4（N=1,3,5,7……）节距后从后表面平行出射；平行出射的激光进入到鲍威尔棱镜前表面，经过对鲍威尔棱镜的设计，可以得到不同角度的线状光源，且光源均匀性＞90%。

Description

一种线状激光照明光源
技术领域
本发明涉及一种线状激光照明光源，应用在扫描式激光雷达，属于激光雷达照明领域。
背景技术
随着科技的不断发展，激光雷达的应用越来越广泛，在机器人、无人驾驶、无人车等领域都能看到它的身影，同时激光雷达需求的不断增大，激光雷达的种类也变得琳琅满目。同时线阵探测器以及面阵探测器技术的快速发展，促使扫描式激光雷达应用越来越广泛，而此类激光雷达需要高峰值功率、窄脉冲、光斑均匀的一字线激光光源，市面上很少有产品可以满足应用需求，而本发明就是为了解决一字线激光光源问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种线状激光照明光源，可以输出线状激光光源，主要应用于扫描式激光雷达中。其设计方案是通过自聚焦透镜和鲍威尔棱镜对激光器光束整形，实现线状激光照明光源。
一种线状激光照明光源，包括：输出激光的半导体激光器芯片、对激光光斑进行准直的自聚焦透镜、根据需求拉伸线状角度的鲍威尔棱镜。
本发明所采取的技术方案，包括如下步骤：
第一步：半导体激光器芯片输出激光至自聚焦透镜前表面；
第二步：激光经过自聚焦透镜前表面后继续传播，经过N/4（N=1,3,5,7……）节距后从后表面平行出射；
第三步：平行出射的激光进入到鲍威尔棱镜前表面，经过对鲍威尔棱镜的设计，可以得到不同角度的线状光源。
优选的，本发明所述半导体激光器芯片峰值功率在75w~120w，波长为905nm。
优选的，本发明所述自聚焦透镜长度为N/4节距（N=1,3,5,7……）。
优选的，本发明所述鲍威尔棱镜入射面光斑大小要求为0.5~3mm之间。
优选的，本发明所述鲍威尔棱镜的拉伸角度为1°~120°之间。
优选的，本发明所述线状光斑均匀性＞90%。
本发明所述的线状激光照明光源应用于激光雷达领域。
本发明的优点和有益效果是：本方案实现方式简易，仅通过两个器件将高斯光束整形成为线状光源。本方案提出的线状激光照明光源，可以根据用户需求设计相应的角度。本方案光源均匀性好，一般光斑均匀性＞90%。
附图说明
图1为本发明光学原理图。
图2为本发明自聚焦准直示意图。
图3为本发明激光器芯片出射端光斑示意图。
图4为本发明在目标表面上光斑示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，整个光学系统由激光器芯片1、自聚焦透镜2、鲍威尔棱镜3组成，其中激光器芯片1为边发射激光器芯片，也可以是激光器芯片阵列，激光器1发出的激光进入到自聚焦透镜2的前表面，根据自聚焦透镜的特性，选用长度为N/4（N=1,3,5,7……）节距的透镜进行准直，之后在出射面输出平行光线，且光斑直径应该控制在0.5mm~3mm；然后光线进入到鲍威尔棱镜3内部，根据用户需要，对前表面参数进行设计优化，且保证出射表面为平面，方便安装；最后光线出射后打到目标表面4，可以得到1°~120°的线状光源。
所述激光器芯片1由于本身特性的原因，发出的激光光斑通常为椭圆形。
进一步的，椭圆光斑进入到自聚焦透镜2，当自聚焦透镜长度为N/4（N=1,3,5,7……）节距时，其功能为准直透镜，光线进入透镜内部，由于折射率梯度改变，使得光线可以平行出射；从自聚焦透镜后表面出射的光斑形状变为圆形光斑。
进一步的，圆形光斑进入到鲍威尔棱镜3，经过鲍威尔棱镜的拉伸，形成一条线状的光斑，之后照射到目标表面4，形成均匀的线状照明光源。

Claims (5)

1.一种线状激光照明光源，其特征在于，包括输出激光的半导体激光器芯片、对激光光斑进行准直的自聚焦透镜、根据需求拉伸线状角度的鲍威尔棱镜；激光器芯片发出的激光经过自聚焦透镜进行准直，然后进入鲍威尔棱镜对光束拉伸，形成线状光源。
2.根据权利要求1所述，一种线状激光照明光源，其特征在于所述半导体激光芯片峰值功率在75w~120w，波长为905nm。
3.根据权利要求1所述，一种线状激光照明光源，其特征在于所述自聚焦透镜长度为N/4节距（N=1,3,5,7……）。
4.根据权利要求1所述，一种线状激光照明光源，其特征在于所述鲍威尔棱镜入射面光斑大小要求为0.5~3mm之间，拉伸后光束角度为1°~120°之间。
5.根据权利要求1所述，一种线状激光照明光源，其特征在于所述线状光斑均匀性＞90%。
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