CN114853356A - 激光雷达反射镜的加工方法 - Google Patents

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朱元强
阮异凯
陈昕
廖以旺
赖安东
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Abstract

本发明涉及激光雷达反射镜的加工方法，包括如下步骤：首先，在反射镜基片的两面全部镀上减反射膜层；然后，在其中一面减反射膜外表面的中心区域制作出掩模层；接着，继续反射镜基片的设有掩模层的减反射膜层和掩模层外镀制高反射膜层；最后，对中心区域的掩模层进行褪胶处理，剥离掩模层及覆盖于所述掩模层外高反射膜层部分，即得。本发明制备了一种中间区域高透、边缘区域高反(即中间区域镀减反射膜，而边缘区域镀高反射膜)的激光雷达反射镜，而且减反射膜和高反射膜的边界很清晰，过渡区域小，能减少过渡区域对激光的散射或损耗影响，提高激光雷达系统的信噪比和精度。

Description

激光雷达反射镜的加工方法
技术领域
本发明涉及激光雷达反射镜的加工方法。
背景技术
激光雷达利用激光进行探测和测距，如今被广泛应用于汽车行业，作为车辆驾驶时探测感知周围所处环境的“眼睛”。自动驾驶用的LiDAR通过测量激光束在空中的飞行时间(从发射窗口发射，照射到目标，再反射回接收窗口所需要的时间)，乘以光速，得到测距仪到目标的距离。
在激光雷达内部，每一组组件都包含有发射单元与接收单元，光机扫描是发射单元通用的扫描方式，而反射镜更是光机扫描不可或缺的部分。
通常的激光雷达反射镜的作用是单一的，只是反射激光束，于是反射光束和接收光束要分开。为了缩小光机系统的尺寸和体积，一种中间开窗的环形反射镜出现了，即反射镜中间部分区域透光；发射单元发射的激光束通过反射镜中心透光区域发射出去进行扫描，而扫描后返回的激光束能在反射镜边缘反射区域进行反射，然后进入接收单元。发射光路和反射光路是同轴的，这样能有效减少光机系统的尺寸和结构，有利于装机和减少成本费用。
这种环形反射镜要求中间区域高透，边缘区域高反，即要求中间区域镀减反射膜，而边缘区域镀高反射膜，而且要求减反射膜和高反射膜的边界很清晰，过渡区域越小越好，以减少过渡区域对激光的散射或损耗影响，提高激光雷达系统的信噪比和精度。
通常的分区镀膜方案都是采用工装遮挡的形式，但是这里涉及两种薄膜，若是每次镀膜都进行一次工装遮挡，则中心部分的工装存在无处定位的困难，而且两次工装遮挡也存在两次工装叠套对准的问题。
发明内容
本发明提供激光雷达反射镜的加工方法，本发明方法舍弃传统工装遮挡，解决了中心部分的工装存在无处定位的困难，不仅成功实现同一基片表面不同功能光学薄膜的镀制，制备出中心区域高透边缘区域高反的激光雷达反射镜，而且实现了不同功能薄膜区域零过渡带的高精度分区，制备方法简单易行。
本发明通过以下技术方案实现：
激光雷达反射镜的加工方法，包括如下步骤：
首先，在反射镜基片的两面全部镀上减反射膜层；
然后，在其中一面减反射膜外表面的中心区域制作出掩模层；(本方案可以用高精度的掩模板涂上胶水制成掩模层)
接着，继续反射镜基片的设有掩模层的减反射膜层和掩模层外镀制高反射膜层；
最后，对中心区域的掩模层进行褪胶处理，剥离掩模层及覆盖于所述掩模层外高反射膜层部分，
即得所述的激光雷达反射镜。
进一步地，所述的反射镜基片为经过双面抛光的玻璃基片。
进一步地，所述的减反射膜层包括里层的厚度为40nm的Ta2O5层和外层的厚度为230nm的SiO2层。
进一步地，所述的高反射膜层包括从里至外依次设置的7层第一复合层和1 层第二复合层，所述的第一复合层包括里层的厚度为118nm的Ta2O5和外层的厚度为174nm的SiO2层，所述的第二复合层包括里层的厚度为118nm的Ta2O5和外层的厚度为348nm的SiO2层。
进一步地，对中心区域的掩模层进行褪胶处理时，用掩模清洗液浸润掩模层里层后去除掩模层。
较之前的现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明制备了一种中间区域高透、边缘区域高反(即中间区域镀减反射膜，而边缘区域镀高反射膜)的激光雷达反射镜，而且减反射膜和高反射膜的边界很清晰，过渡区域小，能减少过渡区域对激光的散射或损耗影响，提高激光雷达系统的信噪比和精度。本发明舍弃工装遮挡解决了中心部分的工装存在无处定位的困难。
附图说明
图1是本发明激光雷达反射镜的侧面结构示意图。
图2是本发明剥离掩模层前的剖视结构示意图。
图3是本发明激光雷达反射镜的剖视结构示意图。
图4是本发明实施例1的减反射膜层的光谱曲线。
图5是本发明实施例1的高反射膜层的光谱曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步阐述
实施例1
本实施例以波长为905nm的激光雷达反射镜为例，其形状如图1、3所示，该镜片的长为20mm，宽是12mm，其中中心区域的掩模层3长为10mm，宽是3mm。
本实施例激光雷达反射镜的加工方法，包括如下步骤：
首先，在反射镜基片1的两面全部镀上减反射膜层2；
然后，在其中一面减反射膜外表面的中心区域用光刻胶掩模工艺制作出掩模层3；也可以用高精度的掩模板涂上胶水制成掩模层，
接着，继续反射镜基片的设有掩模层的减反射膜层2和掩模层3外镀制高反射膜层4；
最后，对中心区域的掩模层进行褪胶处理，剥离掩模层及覆盖于所述掩模层外高反射膜层4部分，
即得所述的激光雷达反射镜。
本实施例所述的反射镜基片1为经过双面抛光的K9玻璃基片。
本实施例所述的减反射膜层2包括里层的厚度为40nm的Ta2O5层和外层的厚度为230nm的SiO2层。其光谱曲线示意图如图4所示。本发明也可以采用由其它的高折射率材料和低折射率材料制备而成的减反射膜。
本实施例所述的高反射膜层4包括从里至外依次设置的7层第一复合层和1 层第二复合层，所述的第一复合层包括里层的厚度为118nm的Ta2O5和外层的厚度为174nm的SiO2层，所述的第二复合层包括里层的厚度为118nm的Ta2O5和外层的厚度为348nm的SiO2层。其光谱曲线示意图如图5所示。本实施例的高反射膜对已镀减反射膜不敏感，即加在减反射膜上并不会损失反射率。本发明也可以使用由其它的高折射率材料和低折射率材料制备而成的对上述减反射膜不敏感的高反射膜。
本实施例对中心区域的掩模层3进行褪胶处理时，可以先用刀片刮开掩模层3外的高反射膜层4部分，然后用掩模清洗液(光刻胶清洗液或者胶水清洗液)浸润掩模层去除掩模层3。
上述实施例是对本发明的进一步阐述，凡是依据本发明原理所作出的变换或者替换，均在本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.激光雷达反射镜的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
首先，在反射镜基片(1)的两面全部镀上减反射膜层(2)；
然后，在其中一面减反射膜层(2)外表面的中心区域制作出掩模层(3)；
接着，继续在反射镜基片(1)的设有掩模层(3)的一面的减反射膜层(2)外和掩模层(3)外镀制高反射膜层(4)；
最后，对中心区域的掩模层(3)进行褪胶处理，剥离掩模层(3)及覆盖于所述掩模层(3)外的高反射膜层(4)部分，
即得所述的激光雷达反射镜。
2.根据权利要求1所述的激光雷达反射镜的加工方法，其特征在于：所述的反射镜基片(1)为经过双面抛光的玻璃基片。
3.根据权利要求1所述的激光雷达反射镜的加工方法，其特征在于：所述的减反射膜层(2)包括里层的厚度为40nm的Ta2O5层和外层的厚度为230nm的SiO2层。
4.根据权利要求1所述的激光雷达反射镜的加工方法，其特征在于：所述的高反射膜层(4)包括从里至外依次设置的7层第一复合层和1层第二复合层，每层第一复合层包括里层的厚度为118nm的Ta2O5和外层的厚度为174nm的SiO2层，所述的第二复合层包括里层的厚度为118nm的Ta2O5和外层的厚度为348nm的SiO2层。
5.根据权利要求1所述的激光雷达反射镜的加工方法，其特征在于：对中心区域的掩模层(3)进行褪胶处理时，用掩模清洗液浸润掩模层里层后去除掩模层(3)。
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JP2019007885A (ja) * 2017-06-27 2019-01-17 株式会社島津製作所 反射鏡、多重反射セル、ガス濃度モニタ及び反射鏡の製造方法
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