CN213513376U - 一种高流明激光探照灯光路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高流明激光探照灯光路结构，包括激光二极管bank（1）、准直反射组件（2）、合反组件（3）、汇聚组件（4）、组合透镜（5）、出光透镜（6）；激光二极管bank（1）出射激光经过准直反射组件（2）进行纵向压缩及二次准直矫正，之后光束经过合反组件（3）进行横向压缩；之后光束通过汇聚组件（4）进行汇聚，汇聚后的点光源经过组合透镜（5）及出光透镜（6）进行扩束准直后出射。从激光二极管bank出射的光束经过准直反射组件与合反组件进行横向纵向空间压缩，压缩后的光束通过汇聚组件汇聚为点光源，点光源经过组合透镜与出光透镜进行扩束准直，得到了远距离高流明的激光探照灯。

Description

一种高流明激光探照灯光路结构

技术领域

本实用新型属于照明技术领域，特别是涉及利用激光照明的特种照明，具体为一种高流明激光探照灯光路结构。

背景技术

当前，从初始的白炽灯以及节能灯作为照明光源，到后来LED类型光源成为主流的照明光源，但无论是白炽灯、节能灯以及LED光源，在一些需要高亮光源的特殊应用的领域中，例如投影显示、舞台灯光照明等领域，LED等就无法满足要求了。与LED同源的半导体激光二极管，具有高效、节能、环保、寿命长等优点，利用半导体激光二极管准直耦合汇聚技术，可以得到超高亮度的点光源，该点光源可用在激光探照灯等特殊的照明领域。

激光光源通过准直耦合汇聚的技术，可以制成超高亮度的点光源，利用该点光源可以设计出光束发散角非常小的激光探照灯。激光探照灯的光束发散角统称在0.7°以内，因而可以形成几公里的照射距离。

发明内容

本实用新型目的是设计出光束发散角非常小，能够应用于激光探照灯的激光光路结构。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种高流明激光探照灯光路结构，包括激光二极管bank、准直反射组件、合反组件、汇聚组件、组合透镜、出光透镜。

所述激光二极管bank出射激光经过准直反射组件进行纵向压缩及二次准直矫正，之后光束经过合反组件进行横向压缩；之后光束通过汇聚组件进行汇聚，汇聚后的点光源经过组合透镜及出光透镜进行扩束准直后出射。

工作时，从激光二极管bank出射的激光，先经过准直反射组件将激光进行纵向空间压缩及二次准直矫正，纵向压缩层叠后的激光进入合反组件将激光进行横向空间压缩，压缩后的激光进入汇聚组件入光面汇聚形成点光源，汇聚后的点光源经过组合透镜到出光透镜进行扩束准直，得到了发散角度小、光通量大，用于远距离照射的激光探照灯光源。

本实用新型设计合理，具有很好的实际应用价值。

附图说明

图1表示本实用新型的激光探照灯光路结构示意图。

图2表示光源部分的轴侧示意图。

图3表示激光二极管bank示意图。

图4表示准直反射组件示意图。

图5表示合反组件示意图。

图6表示汇聚组件示意图。

图7表示组合透镜与出光透镜光路示意图。

图中：1-激光二极管bank，11-散热基座，101-蓝光模块，102-绿光模块，103-红光模块；2-准直反射组件，21-波浪形反射镜安装架，201-反射镜；3-合反组件，301-偏振片，302-第一反射镜，303-第二反射镜，304-PBS滤光片，305-透蓝绿反红合束镜；4-汇聚组件，401-凸透镜组，402-入射光纤；5-组合透镜，501-凸透镜，502-双透镜，503-双凹透镜；6-出光透镜。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。

一种高流明激光探照灯光路结构，如图1所示，包括激光二极管bank 1、准直反射组件2、合反组件3、汇聚组件4、组合透镜5、出光透镜6。

激光二极管bank 1出射激光经过准直反射组件2进行纵向压缩及二次准直矫正，之后光束经过合反组件3进行横向压缩；之后光束通过汇聚组件4进行汇聚，汇聚后的点光源经过组合透镜5及出光透镜6进行扩束准直后出射。

具体工作为，从激光二极管bank 1出射的若干条条准直激光光束作为入射激光光束，经过准直反射组件2进行空间层叠与90°换向，准直反射组件2中每个反射镜201可以对单个激光二极管LD进行整合调整，将各个激光光束调整平行进入合反组件3，合反组件3由反射镜及合束镜组合等构成，合反组件具有将宽距的光束压缩为平行短距光束，其作用为将准直激光光束界面尺寸压缩至适合进入汇聚组件4的尺寸，汇聚组件4具有将压缩后的平行光束汇聚为点光源，其作用为将激光光束汇聚为探照灯适用的点光源，点光源所形成的光束进入组合透镜5，组合透镜5具有匀光与改变发散角，其作用为将点光源还原为均匀的具有固定发散角的光束，最终光束经过出光透镜6出射，作为高流明激光光束。

本实施例中，如图3所示，激光二极管bank 1包括散热基座11，散热基座11上布置有蓝光模块101、绿光模块102及红光模块103，红光模块103为三个4×4红光激光二极管阵列、并依次分布于散热基座11一侧，绿光模块102为两个2×4绿光激光二极管阵列，蓝光模块101为一个2×4蓝光激光二极管阵列，绿光模块102和蓝光模块101依次分布于散热基座11另一侧；则：蓝光模块101、绿光模块102及红光模块103共同构成一个6×12激光二极管阵列，该模块组合可调整配出各色出光，模块组合出光最高为12000lm。

本实施例中，如图2、4所示，准直反射组件2位于激光二极管bank 1正上方，准直反射组件2包括波浪形反射镜安装架21，波浪形反射镜安装架21上位于每一个激光二极管上方对应45°倾斜方向安装一个反射镜201。准直反射组件2中反射镜201与激光二极管bank 1成45°倾斜设置，对激光二极管bank 1光束进行纵向空间压缩，压缩比为5:1，反射光路进行二次准直矫正，减少激光光能量损失，提高光能量的利用效率。

本实施例中，如图5所示，合反组件3包括偏振片301、第一反射镜302、第二反射镜303、PBS滤光片304及透蓝绿反红合束镜305；其中，偏振片301与入射红光方向垂直，PBS滤光片304与入射红光方向呈45°左右，透蓝绿反红合束镜305与入射的蓝绿光方向呈45°左右，PBS滤光片304和透蓝绿反红合束镜305近乎位于同一平面内，第一反射镜302和第二反射镜303分别与PBS滤光片304和透蓝绿反红合束镜305平行布置。这样，红光模块103中部分列（例如旁边两列）出射的红光经各自的反射镜201反射后入射至偏振片301，之后依次经过第一反射镜302、PBS滤光片304、第二反射镜303和透蓝绿反红合束镜305反射后出射；红光模块103中另部分列（例如中间两列）出射的红光经各自的反射镜201反射后入射至PBS滤光片304，之后依次经过第二反射镜303和透蓝绿反红合束镜305反射后出射；首先激光发出的光为线偏振光。线偏振光波形互相垂直，可以分别称为P偏振光与S偏振光。而偏振片的作用为将P偏振光转变为S偏振光。PBS滤光片的作用为透过P偏振光与反射S偏振光。所以两束红光，其中一束红光通过偏振片后，改变了波形的偏振方向，然后通过PBS滤光片的特质，就可以是使得偏振片301和PBS滤光片304配合，使得经过偏振片301的红光能够再次经过PBS滤光片反射。蓝光模块101和绿光模块102出射的蓝光和绿光各自的反射镜201反射后入射至透蓝绿反红合束镜305后出射。设置合反组件3，其将RGB光束进行横向的空间压缩，其压缩比为3:1，将光束整体尺寸压缩至可进入汇聚组件4的尺寸。激光为RGB光源合成白光。

本实施例中，如图6所示，汇聚组件4包括凸透镜组401和入射光纤402；凸透镜组401一般为两个凸透镜构成，相距12mm，入射光纤402的光纤入口位于后面凸透镜的焦点处（距离30mm），合反组件3的出射光束经过凸透镜组401汇聚进入入射光纤402后出射。汇聚组件4作用为将激光光束汇聚为探照灯适用的点光源。

在本实例中，为获得发散角小于1°的远距离照明光束，该混合点光源需要进一步扩束准直，如图7所示，组合透镜5为三个透镜组合，包括凸透镜501（φ48mm）、双透镜502（φ54mm）及双凹透镜503（φ54mm），双透镜502和双凹透镜503胶合为整体，凸透镜501的焦距为24mm；凸透镜501与双透镜502和双凹透镜503的整体相距为27mm，如此设置使得他们之间的焦点重合或接近，光束经过透镜组件5扩束准直可形成发散角小于1°的远距离照明光束。

如图7所示，双凹透镜503与出光透镜6相距为95mm。汇聚组件4的出射光束依次经过凸透镜501、双透镜502和双凹透镜503后进行扩束准直形成发散角小于1°的远距离照明光束，最后经过出光透镜6出射。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高流明激光探照灯光路结构，其特征在于：包括激光二极管bank（1）、准直反射组件（2）、合反组件（3）、汇聚组件（4）、组合透镜（5）、出光透镜（6）；

所述激光二极管bank（1）出射激光经过准直反射组件（2）进行纵向压缩及二次准直矫正，之后光束经过合反组件（3）进行横向压缩；之后光束通过汇聚组件（4）进行汇聚，汇聚后的点光源经过组合透镜（5）及出光透镜（6）进行扩束准直后出射。

2.根据权利要求1所述的一种高流明激光探照灯光路结构，其特征在于：所述激光二极管bank（1）包括散热基座（11），所述散热基座（11）上布置有蓝光模块（101）、绿光模块（102）及红光模块（103），所述红光模块（103）为三个4×4红光激光二极管阵列、并依次分布于散热基座（11）一侧，所述绿光模块（102）为两个2×4绿光激光二极管阵列，所述蓝光模块（101）为一个2×4蓝光激光二极管阵列，所述绿光模块（102）和蓝光模块（101）依次分布于散热基座（11）另一侧；则：蓝光模块（101）、绿光模块（102）及红光模块（103）共同构成一个6×12激光二极管阵列。

3.根据权利要求2所述的一种高流明激光探照灯光路结构，其特征在于：所述准直反射组件（2）位于激光二极管bank（1）正上方，所述准直反射组件（2）包括波浪形反射镜安装架（21），所述波浪形反射镜安装架（21）上位于每一个激光二极管上方对应45°倾斜方向安装一个反射镜（201）。

4.根据权利要求3所述的一种高流明激光探照灯光路结构，其特征在于：所述合反组件（3）包括偏振片（301）、第一反射镜（302）、第二反射镜（303）、PBS滤光片（304）及透蓝绿反红合束镜（305）；所述红光模块（103）中部分列出射的红光经各自的反射镜（201）反射后入射至偏振片（301），之后依次经过第一反射镜（302）、PBS滤光片（304）、第二反射镜（303）和透蓝绿反红合束镜（305）反射后出射；所述红光模块（103）中另部分列出射的红光经各自的反射镜（201）反射后入射至PBS滤光片（304），之后依次经过第二反射镜（303）和透蓝绿反红合束镜（305）反射后出射；所述蓝光模块（101）和绿光模块（102）出射的蓝光和绿光各自的反射镜（201）反射后入射至透蓝绿反红合束镜（305）后出射。

5.根据权利要求4所述的一种高流明激光探照灯光路结构，其特征在于：所述汇聚组件（4）包括凸透镜组（401）和入射光纤（402）；所述合反组件（3）的出射光束经过凸透镜组（401）汇聚进入入射光纤（402）后出射。

6.根据权利要求5所述的一种高流明激光探照灯光路结构，其特征在于：所述组合透镜（5）为三个透镜组合，包括凸透镜（501）、双透镜（502）及双凹透镜（503），所述双透镜（502）和双凹透镜（503）胶合为整体；

所述汇聚组件（4）的出射光束依次经过凸透镜（501）、双透镜（502）和双凹透镜（503）后进行扩束准直形成发散角小于1°的远距离照明光束，最后经过出光透镜（6）出射。

7.根据权利要求3所述的一种高流明激光探照灯光路结构，其特征在于：所述准直反射组件（2）对激光二极管bank（1）中出射的光束进行纵向空间压缩，压缩比为5:1。

8.根据权利要求4所述的一种高流明激光探照灯光路结构，其特征在于：所述合反组件（3）将RGB光束进行横向空间压缩，压缩比为3:1，将光束整体尺寸压缩至进入汇聚组件（4）的尺寸。

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