CN202003115U - 红外半导体照明系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种红外半导体照明系统，所述系统包括半导体基频激光器、OPO激光器和激光整形器；半导体基频激光器产生一定重复频率的脉冲基频激光，所述脉冲基频激光输入OPO激光器内，激励OPO晶体产生处于人眼安全波段的脉冲激光，该处于人眼安全波段的脉冲激光经激光整形器对激光发散角进行连续调整，实现对被监控目标的红外照明，本实用新型在脉冲激光重复频率不小于25Hz时可与摄像机配合使用，对被监控目标进行拍摄，在脉冲激光重复频率小于25Hz时可与照相机配合使用，对被监控目标进行拍照，处于人眼安全波段的脉冲激光可最大程度减少对被监控目标的潜在伤害，加大监控距离、提高监控质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体照明系统，具体涉及一种采用红外照明技术的半导体照明系统。
背景技术
目前国内全天候主动视频监视系统中80%以上配备的是红外LED灯做照明光源，夜视距离仅在100米以内，主要监控对象为宾馆酒店、小区出入口、停车场出入口等固定地点。受LED光源功率、方向性等参数制约，仅能用于近距离监控。
远距离的主动视频监控系统主要应用在机场、港口、油田、铁路、森林防火等领域，其中矿山安全监控、森林防火监控等领域的应用对监控距离有更远更清晰的要求。国内已经有厂家敏锐的捕捉到了远距离主动视频监视系统这个更有潜力的市场，用半导体红外激光器替代红外LED灯进行照明，实现了最远夜视距离为3千米的视频监控，但是由于采用的照明光多为800nm~1100nm之间的连续激光，对人眼存在潜在的伤害，对照明功率有一定的限制，照明距离及清晰度受到很大限制。
随着国内旅游业近年来的迅猛发展，同样对远距离监控产品提出了更大的需求，景区防火和失踪游客寻找成为近年来各旅游景区重点关注的问题。目前各景区针对重点路段都有视频监控系统如景区出入口以及重点防护区等均已经配备全天候视频监控系统，但这些监控系统均为近距离的监控系统，主要功能是景区防盗以及重点文物保护等。随着各地旅游景区的范围不断扩大以及众多“驴友”探险活动的大量开展，可以用于远距离或超远距离搜救寻找以及全景区监控的视频监控系统正越来越受到各方面的关注。但各旅游景点的大面积安全监控产品供应在国内几乎还是属于空白。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本实用新型公开了红外半导体照明系统，通过引入半导体基频激光器、OPO激光器，以及采用输出脉冲激光的方式输出人眼安全波段的1570nm激光，解决了夜视照明用激光对人眼存在潜在伤害的问题，同时脉冲激光的高峰值功率可以提供更远距离的照明以及更加清晰的图像，可以配合摄像机或照相机使用。
本实用新型的目的是这样实现的：
该红外半导体照明系统，包括半导体基频激光器、OPO激光器和激光整形器；
所述半导体基频激光器产生一定重复频率的脉冲基频激光，所述脉冲基频激光输入OPO激光器内，激励OPO晶体产生处于人眼安全波段的脉冲激光，该处于人眼安全波段的脉冲激光经激光整形器对激光发散角进行连续调整，实现对被监控目标的红外照明。
进一步，所述半导体基频激光器包括脉冲基频激光全反镜、半导体脉冲泵浦模块、Q开关、偏振片和脉冲基频激光输出镜；
所述脉冲基频激光全反镜的设置方向垂直于脉冲基频激光光束的出射方向，所述半导体脉冲泵浦模设置于脉冲基频激光全反镜后方，所述Q开关设置于半导体脉冲泵浦模块后方，所述偏振片设置于Q开关后方，所述基频激光输出镜设置于偏振片后方；
进一步，所述OPO激光器包括OPO激光全反镜、OPO晶体和OPO激光输出镜，所述OPO激光全反镜的光轴与脉冲基频激光的光束中心轴线重合，所述OPO晶体设置于OPO激光全反镜后方，所述OPO激光输出镜设置于OPO晶体后方；
进一步，所述激光整形器包括扩束目镜和扩束物镜，所述扩束目镜的光轴与处于人眼安全波段的脉冲激光光束中心轴线重合，所述扩束物镜的光轴与扩束目镜的中心轴线重合；
进一步，所述脉冲基频激光的波长为1064nm；
进一步，处于人眼安全波段的脉冲激光的波长为1570nm；
进一步，所述半导体基频激光器为风冷半导体脉冲泵浦激光器。
本实用新型的有益效果是：
1.半导体基频激光器中采用半导体脉冲模块泵浦，输出脉冲激光，脉冲激光的高峰值功率可以实现更远距离、更加清晰的照明，既可以与摄像机配合使用拍摄，也可以与照相机配合使用拍照，其应用范围广泛，实用性强；
2.本实用新型通过OPO激光器把1064nm脉冲基频激光转化为人眼安全波段的1570nm脉冲激光，可以避免对被监控目标造成潜在的伤害；
3.激光整形器可以对监控用人眼安全波段的1570nm脉冲激光在一定照射角度内进行连续调整，既可以进行大范围快速搜索，也可以进行小范围精确跟踪，使用灵活可靠。
本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述：
图1示出了本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型的红外半导体照明系统，包括半导体基频激光器3、OPO激光器7和激光整形器12，半导体基频激光器3产生一定重复频率的脉冲基频激光（波长为1064nm），脉冲基频激光输入OPO激光器7激励OPO晶体8产生处于人眼安全波段的脉冲激光（波长为1570nm），该处于人眼安全波段的脉冲激光经激光整形器12后可以在一定范围内对激光发散角进行连续调整，对被监控目标进行红外照明。其中：
半导体基频激光器3为风冷半导体脉冲泵浦激光器，主要作用是产生一定重复频率的1064nm脉冲基频激光，并确保一定环境波动范围内，输出激光光束功率稳定，抗抖动能力强。
本实施例中，该半导体基频激光器3包括：垂直于脉冲基频激光光束出射方向的脉冲基频激光全反镜1，位于脉冲基频激光全反镜1后的半导体脉冲泵浦模块2，位于半导体脉冲泵浦模块2后的Q开关4，位于Q开关4后的偏振片5，位于偏振片5后的脉冲基频激光输出镜6，脉冲基频激光输出镜同时作为OPO激光器7的OPO全反镜6。
激光产生过程如下：半导体脉冲泵浦模块2泵浦激光晶体产生激光，在脉冲基频激光全反镜1和脉冲基频激光输出镜6之间振荡后，从脉冲基频激光输出镜6输出，通过Q开关4控制脉冲宽度，由偏振片5控制偏振方向，从而输出可用于泵浦OPO激光器7的1064nm脉冲基频激光。
OPO激光器7的主要作用是产生可用于夜视照明用的处于人眼安全波段的脉冲激光，辅助主动视频监控系统得到更远更清晰的图像。
本实施例中，OPO激光器7包括：光轴与出射脉冲基频激光光束中心轴线重合的OPO激光全反镜6，位于OPO激光全反镜6后的OPO晶体8，位于OPO晶体8后的OPO激光输出镜9。
处于人眼安全波段的脉冲激光的调制过程如下：半导体基频激光器3产生的脉冲基频激光经过OPO激光全反镜6注入OPO晶体8，产生处于人眼安全波段的脉冲激光，经OPO激光输出镜9输出用于照明用的处于人眼安全波段的脉冲激光。
激光整形器12的主要作用是将用于照明的处于人眼安全波段的脉冲激光在一定照射角度内连续可调，既可以对被监控目标进行大范围快速搜索，又可以对被监控目标进行小范围精确跟踪。
激光整形器12包括光轴与处于人眼安全波段的脉冲激光光束中心轴线重合的扩束目镜10，光轴与扩束目镜10中心轴线重合的扩束物镜11。
处于人眼安全波段的脉冲激光依次经过扩束目镜10和扩束物镜11输出进行红外照明，改变扩束目镜10与扩束物镜11之间的距离，可以使红外照明激光在一定角度范围内连续可调。
用于红外半导体照明系统照明的激光为处于人眼安全波段的脉冲激光，本实施例中为1570nm，区别于其他红外半导体激光器产生的波长为800nm~1100nm的激光，可以避免对被监控目标造成潜在的伤害。采用脉冲激光照明的方式，区别于其他红外半导体激光器的连续输出方式，可以得到更高的峰值功率用于照明，得到更远、更清晰的图像；同时采用脉冲照明方式的系统不但可以和摄像机配合摄像，也可以和照相机配合拍照，扩大了主动视频监控系统的使用范围。
本实用新型公开的红外半导体照明系统可以有效提高照明距离,远远超过现有红外照明系统的最远照明距离。现有红外半导体激光器想得到最远3千米的照明距离时，需要激光输出平均功率达到20W以上。本实用新型公开的红外半导体照明系统在输出的人眼安全波段的脉冲激光的脉冲宽度在10ns时，激光输出平均功率为1.5mW，当重复频率为50Hz时，就可以得到峰值功率超过3000W的激光，大大降低了能源消耗，远远超过现有红外照明系统的照明功率。
本实用新型在激光器的功率输出范围内，功率密度一致性良好、抗抖动能力强。在实际应用中，可以用于旅游景区的远距离或超远距离搜救寻找以及全景区监控，由于旅游景区紧急救援属于国家应急体系的一部分，所以该系统也可用于国家应急体系的建设。
以上所述仅为本实用新型的优选并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.红外半导体照明系统，其特征在于：所述系统包括半导体基频激光器、OPO激光器和激光整形器；
所述半导体基频激光器产生重复频率的脉冲基频激光，所述脉冲基频激光输入OPO激光器内，激励OPO晶体产生处于人眼安全波段的脉冲激光，该处于人眼安全波段的脉冲激光经激光整形器对激光发散角进行连续调整，实现对被监控目标的红外照明。
2.如权利要求1所述的红外半导体照明系统，其特征在于：所述半导体基频激光器包括脉冲基频激光全反镜、半导体脉冲泵浦模块、Q开关、偏振片和脉冲基频激光输出镜；
所述脉冲基频激光全反镜的设置方向垂直于脉冲基频激光光束的出射方向，所述半导体脉冲泵浦模设置于脉冲基频激光全反镜后方，所述Q开关设置于半导体脉冲泵浦模块后方，所述偏振片设置于Q开关后方，所述基频激光输出镜设置于偏振片后方。
3.如权利要求1或2所述的红外半导体照明系统，其特征在于：所述OPO激光器包括OPO激光全反镜、OPO晶体和OPO激光输出镜，所述OPO激光全反镜的光轴与脉冲基频激光的光束中心轴线重合，所述OPO晶体设置于OPO激光全反镜后方，所述OPO激光输出镜设置于OPO晶体后方。
4.如权利要求3所述的红外半导体照明系统，其特征在于：所述激光整形器包括扩束目镜和扩束物镜，所述扩束目镜的光轴与处于人眼安全波段的脉冲激光光束中心轴线重合，所述扩束物镜的光轴与扩束目镜的中心轴线重合。
5.如权利要求1所述的红外半导体照明系统，其特征在于：所述脉冲基频激光的波长为1064nm。
6.如权利要求1所述的红外半导体照明系统，其特征在于：处于人眼安全波段的脉冲激光的波长为1570nm。
7.如权利要求1所述红外半导体照明系统，其特征在于：所述半导体基频激光器为风冷半导体脉冲泵浦激光器。
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| CN110636187A (zh) * | 2018-06-25 | 2019-12-31 | 半导体组件工业公司 | 用于限制对红外光的暴露的方法、驱动器ic和成像系统 |
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| CN110636187B (zh) * | 2018-06-25 | 2022-04-26 | 半导体组件工业公司 | 用于限制对红外光的暴露的方法、驱动器ic和成像系统 |
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