[實用新型]陣列式封裝半導體激光器照明面板

有效

• 申請號: 201220726225.1
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN202977967U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 崔曉;蓋志剛;劉孟德;楊立;初士博;石磊;惠力;朱洪海;趙杰;魯成杰;楊俊賢;周揚;趙彬;楊英
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: H01S5/022
• 分類號: H01S5/022;H01S5/42
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 曾慶國

技術領域

本發明屬于激光成像設備技術領域，具體涉及一種陣列式封裝半導體激光器照明面板。

背景技術

在主動式激光成像設備中，作為照明源的激光器是決定成像設備對目標識別能力，確定成像設備性能指標的關鍵因素。特別是在采用距離選通同步控制技術的激光成像設備中，研制高性能的激光發射裝置是設備成果與否的關鍵技術。目前在主動式激光成像設備中通常采用波長為840nm左右的近紅外半導體激光器作為照明光源，這主要是利用近紅外激光良好的大氣透射能力克服惡劣天氣的影響，實現遠距離全天候目標成像。但激光在大氣中的衰減及半導體激光器低功率的特點使得往往在主動式激光成像設備中需要同時采用多個激光器作為照明光源。試驗表明在能見度為200米情況下成像設備的探測距離若能達到1公里，則需要平均功率為0.2w的半導體激光器至少9個以上。因此，有必要提供一種新型的陣列式封裝半導體激光器照明面板。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種陣列式封裝半導體激光器照明面板，是將多個激光器集成封裝在一起，增大激光發射功率，提高設備探測距離。

本實用新型陣列式封裝半導體激光器照明面板，包括有后端蓋和帶有玻璃罩的前端蓋，其特征在于，還包括有用于安裝激光器發射模塊的激光器陣列安裝面板，所述的激光器發射模塊包括有激光器和依次安裝在激光器光路上的聚光透鏡、相差矯正透鏡、色差矯正透鏡和光闌。

上述的聚光透鏡和相差矯正透鏡之間的距離為37.5±0.2mm。

上述的色差矯正透鏡和光闌之間的距離為7.5±0.1mm。

相差矯正透鏡與色差矯正透鏡之間的距離7.5±0.1mm；

聚光透鏡與激光器之間的距離為27±0.1mm；

上述的聚光透鏡、相差矯正透鏡和色差矯正透鏡安裝在封裝腔體內；

上述的光闌安裝在矩形蓋板的卡槽中。

上述激光器發射模塊按照3×3的排列安裝在激光器陣列安裝面板上。

本實用新型的激光成像設備主要面向船載或車載成像的需求，為此突破傳統的圓形激光發射器鏡頭的設計，采用了矩形鏡頭的激光發射裝置，使得所設計的陣列式封裝半導體激光器照明面板具有結構緊湊，安裝、拆卸方便，易于恒溫控制等優點。

附圖說明

圖1：本實用新型的陣列式封裝激光器面板總體結構示意圖；

圖2：本實用新型的激光器發射模塊結構示意圖；

其中：?1、后端蓋??2、?激光器陣列安裝面板?3、激光器發射模塊??4、前端蓋??5、玻璃罩??6、聚光透鏡??7、?聚光透鏡卡環??8、封裝腔體??9、相差矯正透鏡??10、卡環??11、?色差矯正透鏡??12、?色差矯正透鏡卡環??13、光闌??14、?矩形蓋板??15、?激光器。

具體實施方式

本實用新型針對主動式激光成像設備中，需采用多個半導體激光器作為照明光源使得設備體積龐大，結構復雜而改進設計的一種新型陣列式激光器照明面板。為使得結構更加緊湊，此陣列式半導體激光器照明面板的每一個激光器發射模塊都進行了重新設計與優化。

本實用新型在激光發射模塊3的前面設計并安裝了整形物鏡組，其主要作用在于聚光和矯正像差，以得到更好的激光照明效果。透鏡組由4片K9玻璃的球面鏡構成，包括聚光透鏡6、相差矯正透鏡9、色差矯正透鏡11和光闌13，共同封裝在激光照明模塊內部。其中聚光透鏡6將半導體激光器產生的激光束匯聚，相差矯正透鏡9和色差矯正透鏡11對激光束整形，確保成像質量，最后光闌13限制發射激光束的發散角。9個激光發射模塊3可按照3×3的排列安裝在L型硬質鋁合金的激光器陣列安裝面板2上，將整個激光器照明面板封裝為一個集成設備。

如圖2所示，為本實用新型所設計的一種新型矩形窗口的激光發射模塊。為了使半導體激光器15產生的激光束匯聚并消除成像色差和圖像畸變，在其前面增加了一組透鏡組，該透鏡組由聚光透鏡6、相差矯正透鏡9、色差矯正透鏡11和光闌13共4片透鏡組成。根據對成像光路的計算，可確定4片透鏡之間及與激光器15之間的距離。在激光發射模塊透鏡組裝配的過程中，首先將聚光透鏡6安裝于封裝腔體8卡槽中，使用聚光透鏡卡環7卡緊，?聚光透鏡6與激光器15之間的距離為27±0.1mm。相差矯正透鏡9與色差矯正透鏡11之間的距離7.5±0.1mm，并膠合在一起安裝在封裝腔體8的卡槽中。使用色差矯正透鏡卡環12將其定位于封裝腔體8上。由機械加工精度確保聚光透鏡6與相差矯正透鏡9之間的距離為37.5±0.2mm。類似的，光闌13安裝在矩形蓋板14的卡槽中，通過上下2塊蓋板將其定位，由機械加工精度保證光闌13與色差矯正透鏡11之間的距離為75±0.2mm。將分別組裝好的9個激發發射模塊按照如圖1的方式安裝到L形激光器陣列安裝面板2上，并在前后分別加裝前端蓋4和后端蓋1，在前端蓋4內部固定一面透光性良好的玻璃罩5以通過激光器產生的激光束。