CN115372950A - 硅光电倍增管标定装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种硅光电倍增管标定装置，涉及激光雷达技术领域。硅光电倍增管标定装置包括箱体、光源和SiPM接收板。箱体内设置有至少两个隔板，至少两个隔板将箱体分隔为多个腔室，且隔板上设置有通光孔。光源设置于位于箱体一端腔室，且与通光孔对应。SiPM接收板设置于箱体另一端的腔室，且与通光孔对应。SiPM接收板用于安装硅光电倍增管或硅光电倍增管阵列，并可获取硅光电倍增管或硅光电倍增管阵列的测试数据。光源可经过通光孔向安装于SiPM接收板的硅光电倍增管发射不同光照强度的光束。其能够提高硅光电倍增管的标定精度。

Description

硅光电倍增管标定装置

技术领域

本发明涉及激光雷达领域，具体而言，涉及一种硅光电倍增管标定装置。

背景技术

激光雷达具有响应速度快、抗干扰能力强、探测精度高、发散角小等突出优点，在航天、测绘、军事等方面都有着广泛的应用，并且向着小型化，高速化的趋势发展。随着探测领域的不断扩展。对于激光雷达的响应速度提出了更高的要求。由于硅光电倍增管作为一种常用单光子探测器，其成为现代激光雷达技术发展方向之一。

现有技术中为提高激光雷达的性能和精度，一般会对硅光电倍增管的雪崩电压进行精细化标定。然而，现有的硅光电倍增管标定会受到外部环境的影响，使得标定精度不高。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种硅光电倍增管标定装置，其能够提高硅光电倍增管标定的准确性。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明提供一种硅光电倍增管标定装置，包括箱体、光源和SiPM接收板；

所述箱体内设置有至少两个隔板，至少两个所述隔板将所述箱体分隔为多个腔室，且所述隔板上设置有通光孔；

所述光源设置于所述位于所述箱体一端所述腔室，且与所述通光孔对应；

所述SiPM接收板设置于所述箱体另一端的所述腔室，且与所述通光孔对应；

所述SiPM接收板用于安装硅光电倍增管或硅光电倍增管阵列，并可获取所述硅光电倍增管或硅光电倍增管阵列的测试数据；

所述光源可经过所述通光孔向安装于所述SiPM接收板的所述硅光电倍增管发射不同光照强度的光束。

在可选的实施方式中，所述硅光电倍增管标定装置还包括均光组件，所述均光组件与所述光源设置于同一腔室，且所述均光组件设置于所述光源的出光测，所述均光组件用于对所述光源的发射光束进行均光处理和限制光强。

在可选的实施方式中，所述均光组件包括固定座、第一光阑和第一均光件；

所述第一光阑和所述第一均光件层叠安装于所述固定座；

所述固定座设置于所述箱体设置所述光源的腔室。

在可选的实施方式中，所述通光孔均安装有第二光阑。

在可选的实施方式中，所述硅光电倍增管标定装置还包括安装座和第二均光件，所述第二均光件安装于所述安装座，所述安装座安装于所述箱体设置所述SiPM接收板的腔室，且与所述SiPM接收板正对，所述光源的光束经所述第二均光件均光后可射向安装于所述SiPM接收板的所述硅光电倍增管。

在可选的实施方式中，所述安装座活动安装于所述箱体，所述安装座活动可调整所述第二均光件与所述SiPM接收板之间的距离。

在可选的实施方式中，所述箱体包括底座、顶盖、侧板和端板；

所述底座的顶面沿着所述底座的长度方向设置两条第一遮光肋，且俩条所述第一遮光肋相对设置；

所述顶盖的底面沿着所述顶盖的长度方向设置有两条第二遮光肋，且两条所述第二遮光肋相对设置；

所述侧板的数量包括两个，两个所述侧板相对设置，均位于所述第一遮光肋和所述第二遮光肋的外侧，且均与所述第一遮光肋和所述第二遮光肋连接；

所述端板的数量包括两个，分别设置于所述底座长度的方向的两侧，且与两块侧板、底座及顶盖形成密封腔室，所有的隔板均平行且间隔地安装于所述密封腔室内。

在可选的实施方式中，所述隔板的数量包括两个，所述底座、所述侧板、所述顶盖上均设置两组插接槽，两个所述隔板分别插接于两组所述插接槽内，箱体分隔为依次排布第一腔室、第二腔室和第三腔室；

所述光源设置于所述第一腔室，所述SiPM接收板设置于所述第三腔室。

在可选的实施方式中，所述硅光电倍增管标定装置还包括安装架和吸光泡棉；

靠近所述第三腔室的所述端板上设置有安装孔，且所述安装孔与所述通光孔对应，所述SiPM接收板安装于所述安装架，所述吸光泡棉包覆于所述SiPM接收板侧壁的周缘，所述安装架安装于靠近所述第三腔室的所述端板的外侧，所述SiPM接收板用于安装所述硅光电倍增管的安装区与所述安装孔对应，且所述吸光泡棉与所述端板抵接。

在可选的实施方式中，所述硅光电倍增管标定装置还包括窗口板，所述箱体与安装所述光源的所述腔室连通设置检测口，所述窗口板可拆卸地安装于所述检测口。

发明实施例提供的硅光电倍增管标定装置有益效果包括：

本申请通过在箱体内设置至少两个隔板将箱体分隔为多个腔室，且在隔板上设置有通光孔，将光源设置于位于箱体一端所述腔室，且与通光孔对应。将SiPM接收板设置于箱体另一端的所述腔室，且与通光孔对应，利用隔板和中间的腔室可以对杂散光进行吸收和阻挡，从而可以让安装SiPM接收板的腔室形成黑箱，可以避免杂散光对标定的影响，仅有光源的光可通过通光孔照射在安装在SiPM接收板的硅光电倍增管上，使得硅光电倍增管的标定更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的硅光电倍增管标定装置剖视示意图；

图2为本发明实施例提供的硅光电倍增管标定装置的箱体爆炸结构示意图；

图3为本发明实施例提供的硅光电倍增管标定装置的均光组件爆炸结构示意图；

图4为本发明实施例提供的硅光电倍增管标定装置的SiPM接收板安装包装示意图。

图标：100-硅光电倍增管标定装置；110-箱体；111-腔室；112-底座；113-顶盖；114-侧板；115-端板；116-第一遮光肋；117-第二遮光肋；118-密封腔室；119-插接槽；121-第一腔室；123-第二腔室；124-第三腔室；125-窗口板；127-检测口；128-安装孔；130-光源；150-SiPM接收板；170-隔板；171-通光孔；180-均光组件；181-固定座；183-第一光阑；185-第一均光件；191-第二光阑；193-安装座；195-第二均光件；197-安装架；199-吸光泡棉。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参照图1至图4，本发明提供一种硅光电倍增管标定装置100，其能够让硅光电倍增管雪崩电压的标定更加准确。

在本实施例中，硅光电倍增管标定装置100包括箱体110、光源130和SiPM接收板150。箱体110内设置有至少两个隔板170，至少两个隔板170将箱体110分隔为多个腔室111，且隔板170上设置有通光孔171。光源130设置于位于箱体110一端腔室111，且与通光孔171对应。SiPM接收板150设置于箱体110另一端的腔室111，且与通光孔171对应。SiPM接收板150用于安装硅光电倍增管或硅光电倍增管阵列，并可获取硅光电倍增管或硅光电倍增管阵列的测试数据，且可给硅光电倍增管或硅光电倍增管阵列供电。光源130可经过通光孔171向安装于SiPM接收板150的硅光电倍增管发射不同光照强度的光束。

本实施例通过在箱体110内设置至少两个隔板170将箱体110分隔为多个腔室111，且在隔板170上设置有通光孔171，将光源130设置于位于箱体110一端腔室111，且与通光孔171对应。将SiPM接收板设置于箱体110另一端的腔室111，且与通光孔171对应，利用隔板170和中间的腔室111可以对杂散光进行吸收和阻挡，从而可以让安装SiPM接收板150的腔室111形成黑箱，可以避免杂散光对标定的影响，仅有光源130的光可通过通光孔171照射在安装在SiPM接收板的硅光电倍增管上，使得硅光电倍增管的标定更加准确。

在本实施例中，箱体110呈长方体结构。箱体110包括底座112、顶盖113、侧板114和端板115。底座112的顶面沿着底座112的长度方向设置两条第一遮光肋116，且俩条第一遮光肋116相对设置。顶盖113的底面沿着顶盖113的长度方向设置有两条第二遮光肋117，且两条第二遮光肋117相对设置。侧板114的数量包括两个，两个侧板114相对设置在底座112和顶盖113的两侧，均位于第一遮光肋116和第二遮光肋117的外侧，且均与第一遮光肋116和第二遮光肋117贴合。端板115的数量包括两个，分别设置于底座112长度的方向的两侧，且与两块侧板114、底座112及顶盖113形成密封腔室118，隔板170均平行且间隔地安装于密封腔室118内。

在侧板114安装时先让侧板114的底面与底座112的底面贴合，再让侧板114的侧面与第一遮光肋116的侧壁贴合，按照光线沿直线传播的原理，光在侧板114与底座112之间的间隙传播时会被第一遮光肋116阻挡。将两块侧板114安装在两个第一遮光肋116打两侧后再将顶盖113安装两个侧板114的顶部，两块侧板114的顶面与顶盖113的底面贴合，两块侧板114的侧面与两个第二遮光肋117的侧面贴合，从而可以阻断光的传播，避免外部光线射入箱体110内。

本实施例通过设置第一遮光肋116和第二遮光肋117，从而可以对光线进行遮挡，避免外部光线底座112和侧板114的结合处或者顶盖113和侧板114的结合处进入至箱体110内，形成杂散光影响标定的准确性。

当然，外了进一步提高遮光和隔光效果，可以在侧板114和第一遮光肋116及第二遮光肋117之间设置吸光棉，从而可以避免因为装配误差等特殊情况导致的外部光线进入箱体110内。

请参照图1至图4，在本实施例中，隔板170的数量包括两个，底座112、侧板114、顶盖上均设置两组插接槽119，两个隔板170分别插接于两组插接槽119内，箱体110分隔为依次排布第一腔室121、第二腔室123和第三腔室124。光源130设置于第一腔室121，SiPM接收板150设置于第三腔室124。

本实施例通过设置插接槽119的方式将隔板170安装在箱体110内，利用插槽可以避免杂光由隔板170与底座112、侧板114和顶盖之间的间隙传播，从而可以更好的实现第三腔室124的黑箱的环境。插槽和第一遮光肋116和第二遮光肋117的远离基本相同，均是为阻断光沿直线传播。并且，利用第二腔室123可以形成过渡腔室，从而让第三腔室124可以无杂光的影响。

在本实施例中，硅光电倍增管标定装置100还包括安装架197和吸光泡棉199。靠近第三腔室124的端板115上设置有安装孔128，且安装孔128与通光孔对应，SiPM接收板150安装于安装架197，吸光泡棉199包覆于SiPM接收板150侧壁的周缘，安装架197安装于靠近第三腔室124的端板115的外侧，SiPM接收板150用于安装硅光电倍增管的安装区与安装孔128对应，且吸光泡棉199呈压缩状态与端板115抵接。

本实施例在靠近第三腔室124的端板115上设置有安装孔128，将SiPM接收板150安装在端板115的外侧，并通过安装孔128与第散腔室111连通，便于在标定时拆卸SiPM接收板150，来更换硅光电倍增管。设置安装支架和吸光泡棉199可以对SiPM接收板150后方钩侧边进行封闭，从而避免外部杂散光影响标定。使用吸光泡棉199可以让吸光泡棉199压缩与端板115抵接，密封和隔光的效果更好。

需要说明的是，本申请的第三腔室124是包括箱体110内部分已以及安装架197、吸光泡棉199和端板115成的空间，由于这两部分是通过安装孔128连通的。

当然，在本申请的一些实施例中，也可直接将SiPM接收板150设置在第三腔室124内。

请参照图1至图4，在本实施例中，硅光电倍增管标定装置100还包括均光组件180，均光组件180与光源130设置于同一腔室111，且均光组件180设置于光源130的出光测，均光组件180用于对光源130的发射光束进行均光处理和限制光强。

本实施例通过设置均光组件180可更好限制光源130的光照强度和对光源130的光进行均匀的处理。

在本实施例，均光组件180包括固定座181、第一光阑183和第一均光件185。第一光阑183和第一均光件185层叠安装于固定座181。固定座181设置于箱体110第一腔室121的底座112上。

第一均光件185用于对光源130的光束进行均光处理，第一光阑183用于过滤光源130方向来的杂散光。一般第一均光件185采用毛玻璃制成。

请参照图1至图4，在本实施例中，通光孔171内均安装有第二光阑191。第二光阑191可改善杂散光由通光孔171传播到下下一个腔室111，例如，第一腔室121的杂散光可被设置在第一腔室121和第二腔室123之间隔板170的第二光阑191隔绝，从而可以避免第一腔室121和第二腔室123的杂散光之间的传播。

具体的，第二光阑191通过两个固定圈从两侧固定在通光孔171内。

在本实施例中，硅光电倍增管标定装置100还包括安装座193和第二均光件195，第二均光件195安装于安装座193，安装座193安装于箱体110设置SiPM接收板150的腔室111，且与SiPM接收板150正对，光源130的光束经第二均光件195均光后可射向安装于SiPM接收板150的硅光电倍增管。

本实施通过第二均光件195可以进一步的光源130的光线进行均光处理，从而可以保证光线均匀的打在硅光电倍增管的吸光面。

请参照图1至图3，在本实施例中，安装座193活动安装于第三腔室124，安装座193活动可调整第二均光件195与SiPM接收板150之间的距离。

本实施例将安装座193可活动地设置在箱体110，从而可以调节第二均光件195与SiPM接收板150之间距离，可起到调整光强的作用。

一般情况下，第二均光件195也可为毛玻璃制成。底座112上设置有多排盲孔，安装座193可以择一地安装在一排盲孔内。

在本实施例中，硅光电倍增管标定装置100还包括窗口板125，箱体110与安装光源130的腔室111连通设置检测口127，窗口板125可拆卸地安装于检测口127。

设置检测口127可以在标定前伸入检测设备至第一腔室121内检测光源130的光照强度。

在本实施例中，光源130可以调整光照强度，一般其包括两部分，发光部和控制部，发光部通过支架安装在第一腔室121内，控制部安装在箱体110外，可根据标定需求调整发光部的光照强度。

在本实施例中，光源130、第一均光件185、第一光阑183、第二均光件195和第二光阑191高度相同，且左右对齐。从而可以将光线传播到SiPM接收板150的硅光电倍增管安装区。

在本实施例中，为了进一步提高吸光和消光的能力，可以在箱体110的内壁和隔板170上涂设吸光材料。

在本实施例中，顶盖113的顶部还设置有提手，提手可以方便硅光电倍增管标定装置100的般运。

在本实施例提供的硅光电倍增管标定装置100在使用时，先将需要标定的硅光电倍增管安装在SiPM接收板150上，再将其整体安装在端板115上，调整光源130的光照强度，使硅光电倍增管工作于线性反馈状态，再使其保持不变。然后，调整SiPM接收板150的输入偏压，一般是等间隔调整，输入偏压改变后SiPM接收板150会输出与该输入电压对应的输出信号，从而得到偏压与输出信号的曲线，根据盖曲线就可计算出该硅光电倍增管对应的雪崩电压。

发明实施例提供的硅光电倍增管标定装置100有益效果包括：

本实施例通过在箱体110内设置至少两个隔板170将箱体110分隔为多个腔室111，且在隔板170上设置有通光孔171，将光源130设置于位于箱体110一端腔室111，且与通光孔171对应。将SiPM接收板150设置于箱体110另一端的腔室111，且与通光孔171对应，利用隔板170和中间的腔室111形成过渡腔室111可以对杂散光进行吸收和阻挡。同时，本实施例还在底座112设置第一遮光肋116，在顶盖113设置第二遮光肋117，通过设置第一遮光肋116和第二遮光肋117，可以对光线进行遮挡，避免外部光线底座112和侧板114的结合处或者顶盖113和侧板114的结合处进入至箱体110内，而设置吸光泡棉199可以对端板115和安装架197之间进行遮光处理，从而可以让安装SiPM接收板150的腔室111形成光学黑箱的环境，可以避免杂散光对标定的影响，使得硅光电倍增管或硅光电倍增管阵列的标定更加准确。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种硅光电倍增管标定装置，其特征在于，包括箱体（110）、光源（130）和SiPM接收板（150）；

所述箱体（110）内设置有至少两个隔板（170），至少两个所述隔板（170）将所述箱体（110）分隔为多个腔室（111），且所述隔板（170）上设置有通光孔（171）；

所述光源（130）设置于位于所述箱体（110）一端所述腔室（111），且与所述通光孔（171）对应；

所述SiPM接收板（150）设置于所述箱体（110）另一端的所述腔室（111），且与所述通光孔（171）对应；

所述SiPM接收板（150）用于安装硅光电倍增管或硅光电倍增管阵列，并可获取所述硅光电倍增管或硅光电倍增管阵列的测试数据；

所述光源（130）可经过所述通光孔（171）向安装于所述SiPM接收板（150）的所述硅光电倍增管发射不同光照强度的光束。

2.根据权利要求1所述的硅光电倍增管标定装置，其特征在于，所述硅光电倍增管标定装置还包括均光组件（180），所述均光组件（180）与所述光源（130）设置于同一腔室（111），且所述均光组件（180）设置于所述光源（130）的出光测，所述均光组件（180）用于对所述光源（130）的发射光束进行均光处理和限制光强。

3.根据权利要求2所述的硅光电倍增管标定装置，其特征在于，所述均光组件（180）包括固定座（181）、第一光阑（183）和第一均光件（185）；

所述第一光阑（183）和所述第一均光件（185）层叠安装于所述固定座（181）；

所述固定座（181）设置于所述箱体（110）设置所述光源（130）的腔室（111）。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的硅光电倍增管标定装置，其特征在于，所述通光孔（171）均安装有第二光阑（191）。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的硅光电倍增管标定装置，其特征在于，所述硅光电倍增管标定装置还包括安装座（193）和第二均光件（195），所述第二均光件（195）安装于所述安装座（193），所述安装座（193）安装于所述箱体（110）设置所述SiPM接收板（150）的腔室（111），且与所述SiPM接收板（150）正对，所述光源（130）的光束经所述第二均光件（195）均光后可射向安装于所述SiPM接收板（150）的所述硅光电倍增管。

6.根据权利要求5所述的硅光电倍增管标定装置，其特征在于，所述安装座（193）活动安装于所述箱体（110），所述安装座（193）活动可调整所述第二均光件（195）与所述SiPM接收板（150）之间的距离。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的硅光电倍增管标定装置，其特征在于，所述箱体（110）包括底座（112）、顶盖（113）、侧板（114）和端板（115）；

所述底座（112）的顶面沿着所述底座（112）的长度方向设置两条第一遮光肋（116），且俩条所述第一遮光肋（116）相对设置；

所述顶盖（113）的底面沿着所述顶盖（113）的长度方向设置有两条第二遮光肋（117），且两条所述第二遮光肋（117）相对设置；

所述侧板（114）的数量包括两个，两个所述侧板（114）相对设置，均位于所述第一遮光肋（116）和所述第二遮光肋（117）的外侧，且均与所述第一遮光肋（116）和所述第二遮光肋（117）连接；

所述端板（115）的数量包括两个，分别设置于所述底座（112）长度的方向的两侧，且与两块侧板（114）、底座（112）及顶盖（113）形成密封腔室（118），所有的所述隔板（170）均平行且间隔地安装于所述密封腔室（118）内。

8.根据权利要求7所述的硅光电倍增管标定装置，其特征在于，所述隔板（170）的数量包括两个，所述底座（112）、所述侧板（114）、所述顶盖上均设置两组插接槽（119），两个所述隔板（170）分别插接于两组所述插接槽（119）内将所述箱体（110）分隔为依次排布第一腔室（121）、第二腔室（123）和第三腔室（124）；

所述光源（130）设置于所述第一腔室（121），所述SiPM接收板（150）设置于所述第三腔室（124）。

9.根据权利要求8所述的硅光电倍增管标定装置，其特征在于，所述硅光电倍增管标定装置还包括安装架（197）和吸光泡棉（199）；

靠近所述第三腔室（124）的所述端板（115）上设置有安装孔（128），且所述安装孔（128）与所述通光孔对应，所述SiPM接收板（150）安装于所述安装架（197），所述吸光泡棉（199）包覆于所述SiPM接收板（150）侧壁的周缘，所述安装架（197）安装于靠近所述第三腔室（124）的所述端板（115）的外侧，所述SiPM接收板（150）用于安装所述硅光电倍增管的安装区与所述安装孔（128）对应，且所述吸光泡棉（199）与所述端板（115）抵接。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的硅光电倍增管标定装置，其特征在于，所述硅光电倍增管标定装置还包括窗口板（125），所述箱体（110）与安装所述光源（130）的所述腔室（111）连通设置检测口（127），所述窗口板（125）可拆卸地安装于所述检测口（127）。

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