CN202977967U - 阵列式封装半导体激光器照明面板 - Google Patents

Abstract

本实用新型阵列式封装半导体激光器照明面板，包括有后端盖和带有玻璃罩的前端盖，其特征在于，还包括有用于安装激光器发射模块的激光器阵列安装面板，所述的激光器发射模块包括有半导体激光器和依次安装在半导体激光器光路上的聚光透镜、相差矫正透镜、色差矫正透镜和光阑。本实用新型的激光成像设备主要面向船载或车载成像的需求，为此突破传统的圆形激光发射器镜头的设计，采用了矩形镜头的激光发射装置，使得所设计的阵列式封装半导体激光器照明面板具有结构紧凑，安装、拆卸方便，易于恒温控制等优点。

Description

阵列式封装半导体激光器照明面板

技术领域

本发明属于激光成像设备技术领域，具体涉及一种阵列式封装半导体激光器照明面板。

背景技术

在主动式激光成像设备中，作为照明源的激光器是决定成像设备对目标识别能力，确定成像设备性能指标的关键因素。特别是在采用距离选通同步控制技术的激光成像设备中，研制高性能的激光发射装置是设备成果与否的关键技术。目前在主动式激光成像设备中通常采用波长为840nm左右的近红外半导体激光器作为照明光源，这主要是利用近红外激光良好的大气透射能力克服恶劣天气的影响，实现远距离全天候目标成像。但激光在大气中的衰减及半导体激光器低功率的特点使得往往在主动式激光成像设备中需要同时采用多个激光器作为照明光源。试验表明在能见度为200米情况下成像设备的探测距离若能达到1公里，则需要平均功率为0.2w的半导体激光器至少9个以上。因此，有必要提供一种新型的阵列式封装半导体激光器照明面板。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种阵列式封装半导体激光器照明面板，是将多个激光器集成封装在一起，增大激光发射功率，提高设备探测距离。

本实用新型阵列式封装半导体激光器照明面板，包括有后端盖和带有玻璃罩的前端盖，其特征在于，还包括有用于安装激光器发射模块的激光器阵列安装面板，所述的激光器发射模块包括有激光器和依次安装在激光器光路上的聚光透镜、相差矫正透镜、色差矫正透镜和光阑。

上述的聚光透镜和相差矫正透镜之间的距离为37.5±0.2mm。

上述的色差矫正透镜和光阑之间的距离为7.5±0.1mm。

相差矫正透镜与色差矫正透镜之间的距离7.5±0.1mm；

聚光透镜与激光器之间的距离为27±0.1mm；

上述的聚光透镜、相差矫正透镜和色差矫正透镜安装在封装腔体内；

上述的光阑安装在矩形盖板的卡槽中。

上述激光器发射模块按照3×3的排列安装在激光器阵列安装面板上。

本实用新型的激光成像设备主要面向船载或车载成像的需求，为此突破传统的圆形激光发射器镜头的设计，采用了矩形镜头的激光发射装置，使得所设计的阵列式封装半导体激光器照明面板具有结构紧凑，安装、拆卸方便，易于恒温控制等优点。

附图说明

图1：本实用新型的阵列式封装激光器面板总体结构示意图；

图2：本实用新型的激光器发射模块结构示意图；

其中： 1、后端盖  2、 激光器阵列安装面板 3、激光器发射模块  4、前端盖  5、玻璃罩  6、聚光透镜  7、 聚光透镜卡环  8、封装腔体  9、相差矫正透镜  10、卡环  11、色差矫正透镜  12、 色差矫正透镜卡环  13、光阑  14、矩形盖板  15、 激光器。

具体实施方式

本实用新型针对主动式激光成像设备中，需采用多个半导体激光器作为照明光源使得设备体积庞大，结构复杂而改进设计的一种新型阵列式激光器照明面板。为使得结构更加紧凑，此阵列式半导体激光器照明面板的每一个激光器发射模块都进行了重新设计与优化。

本实用新型在激光发射模块3的前面设计并安装了整形物镜组，其主要作用在于聚光和矫正像差，以得到更好的激光照明效果。透镜组由4片K9玻璃的球面镜构成，包括聚光透镜6、相差矫正透镜9、色差矫正透镜11和光阑13，共同封装在激光照明模块内部。其中聚光透镜6将半导体激光器产生的激光束汇聚，相差矫正透镜9和色差矫正透镜11对激光束整形，确保成像质量，最后光阑13限制发射激光束的发散角。9个激光发射模块3可按照3×3的排列安装在L型硬质铝合金的激光器阵列安装面板2上，将整个激光器照明面板封装为一个集成设备。

如图2所示，为本实用新型所设计的一种新型矩形窗口的激光发射模块。为了使半导体激光器15产生的激光束汇聚并消除成像色差和图像畸变，在其前面增加了一组透镜组，该透镜组由聚光透镜6、相差矫正透镜9、色差矫正透镜11和光阑13共4片透镜组成。根据对成像光路的计算，可确定4片透镜之间及与激光器15之间的距离。在激光发射模块透镜组装配的过程中，首先将聚光透镜6安装于封装腔体8卡槽中，使用聚光透镜卡环7卡紧， 聚光透镜6与激光器15之间的距离为27±0.1mm。相差矫正透镜9与色差矫正透镜11之间的距离7.5±0.1mm，并胶合在一起安装在封装腔体8的卡槽中。使用色差矫正透镜卡环12将其定位于封装腔体8上。由机械加工精度确保聚光透镜6与相差矫正透镜9之间的距离为37.5±0.2mm。类似的，光阑13安装在矩形盖板14的卡槽中，通过上下2块盖板将其定位，由机械加工精度保证光阑13与色差矫正透镜11之间的距离为75±0.2mm。将分别组装好的9个激发发射模块按照如图1的方式安装到L形激光器阵列安装面板2上，并在前后分别加装前端盖4和后端盖1，在前端盖4内部固定一面透光性良好的玻璃罩5以通过激光器产生的激光束。

Claims (8)

1.一种阵列式封装半导体激光器照明面板，包括有后端盖（1）和带有玻璃罩（5）的前端盖（4），其特征在于，还包括有用于安装激光器发射模块（3）的激光器阵列安装面板（2），所述的激光器发射模块（3）包括有激光器（15）和依次安装在激光器（15）光路上的聚光透镜（6）、相差矫正透镜（9）、色差矫正透镜（11）和光阑（13）。

2.如权利要求1所述的照明面板，其特征在于所述的聚光透镜（6）和相差矫正透镜（9）之间的距离为37.5±0.2mm。

3.如权利要求1所述的照明面板，其特征在于所述的色差矫正透镜（11）和光阑（13）之间的距离为7.5±0.1mm。

4.如权利要求1所述的照明面板，其特征在于所述的相差矫正透镜（9）与色差矫正透镜（11）之间的距离7.5±0.1mm。

5.如权利要求1所述的照明面板，其特征在于所述的聚光透镜（6）与激光器（15）之间的距离为27±0.1mm。

6.如权利要求1所述的照明面板，其特征在于所述的聚光透镜（6）、相差矫正透镜（9）和色差矫正透镜（11）安装在封装腔体（8）内。

7.如权利要求1所述的照明面板，其特征在于所述的光阑（13）安装在矩形盖板（14）的卡槽中。

8.如权利要求1所述的照明面板，其特征在于所述激光器发射模块（3）按照3×3的排列安装在激光器阵列安装面板（2）上。

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