[發(fā)明專利]水下LD激光/LED復合型照明手電筒

在審

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• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109578832A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 杜大勇;朱文杰;劉京郊;侯曉帆;何耀杰;肖林
• 申請（專利權）人: 北京華夏光谷光電科技有限公司
• 主分類號: F21L4/00
• 分類號: F21L4/00;F21V9/40;F21V14/02;F21V15/01;F21V19/00;F21V8/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

近年來，隨著人們在近海、湖泊、江河等水下活動的急劇增加，對提高中等水質或較渾濁水域中潛水員的觀察能力提出了非常迫切的需求。為此，本發(fā)明提出一種將藍綠LD激光和傳統(tǒng)LED光源相結合，實現優(yōu)勢互補的水下LD激光/LED復合型照明手電筒。它由450nm?532nm的藍綠光LD激光器、白光LED光源、激光發(fā)散角調節(jié)器和激光輸出功率控制器組成，根據使用水域或水下作業(yè)任務目標不同，可采用不同波長的LD激光器與LED光源進行組合，且激光輸出功率和光束發(fā)散角可調，以期達成最佳照明效果；此外，還可按約定指令模式，變換激光輸出功率大小或通斷狀態(tài)，為潛水員之間傳遞簡單指令信息提供一種輔助手段。

技術領域

本發(fā)明屬于水下照明技術領域，旨在實現藍綠LD激光與傳統(tǒng)LED光源水下應用優(yōu)勢互補，更好滿足多樣化水域照明需求。

背景技術

近年來，隨著人們在近海、湖泊、江河等水下活動的急劇增加，對在救援、搶險、養(yǎng)殖、施工和考古等方面的潛水員需求旺盛。因潛水員可達作業(yè)水深有限，故多處于中等水質或較渾濁水域。在此情況下，水下照明光源就成為一種水下觀察的基本工具。此領域目前使用最為廣泛的是LED光源，其技術成熟、類型齊全、成本較低，在有陽光照射到的水域照明效果尚可，但在能見度低或全黑水域，即使照明功率很高時也“伸手難見五指”，不僅制約著潛水員的水下作業(yè)能力，而且還帶來諸多不安全因素。而近年來技術逐漸成熟的LD藍綠激光，因其波段光束的水下穿透能力強、器件壽命長，輸出功率和發(fā)散角可調，且成本適中，所以可有效彌補現有LED光源的水下照明能力不足。本發(fā)明就是為將藍綠LD激光和傳統(tǒng)LED光源相結合，實現優(yōu)勢互補而提出的。

發(fā)明內容

本發(fā)明涉及一種水下LD激光/LED復合型照明手電筒，主要用于提高在中等水質條件下潛水員的觀察距離或小型水下機器人操作區(qū)的照明亮度，并具有指令信息水下傳遞能力。通過選擇LD激光和LED光源發(fā)射狀態(tài)、改變光束發(fā)散角及調節(jié)輸出功率，可為潛水員根據水下工作狀態(tài)進行照明選擇或改變參數提供便利。水下LD激光/LED復合型照明手電筒由LD激光器、LED光源、激光發(fā)散角調節(jié)器和激光輸出功率控制器組成，各部分均采用模塊化設計，適用于不同用戶需求。水下LD激光/LED復合型照明手電筒中的LD激光器和LED光源同時安裝在一個手電筒殼體內，利用LD激光光束可由光纖光纜輸出的特點，為其發(fā)射端的安裝結構提供了多種選擇，如LD激光的光纖發(fā)射端居中，LED光源發(fā)射端外周圈均勻排布；或LED光源發(fā)射端居中或內圈排布，LD激光的光纖發(fā)射端外周圈排布；或LD激光的光纖發(fā)射端與LED光源發(fā)射端橫縱交叉矩形排列。排布方式的選擇一方面取決于對兩種光源照射總功率的要求，另一方面還要兼顧光照分布比較均勻。LD激光器的工作波段為450nm-532nm的藍綠光，根據使用海域和觀察水下目標不同，可采用單一波長的大功率激光器，也可將多支不同波長的激光器進行組合。如在深海清澈水環(huán)境下，可首選藍光LD激光器；在淺海渾濁水環(huán)境下，可首選綠光激光器；為適應復雜水域使用，也可令每支LD激光的輸出波長有所不同，每支波長LD激光器獨立成一模塊，方便組合。激光輸出功率控制器為一分檔可調或連續(xù)可調的裝置，一是通過對水下激光照明亮度的精細調節(jié)，達成最佳照明效果；二是可按照約定的指令模式，變換激光輸出功率大小或通斷狀態(tài)，為潛水員之間傳遞簡單指令信息提供一種輔助手段。

本發(fā)明水下LD激光/LED復合型照明手電筒的優(yōu)點是：

1、可在水中實現對LD激光輸出功率和光束發(fā)散角的精準調節(jié)，方便用戶在不同水域作業(yè)條件下優(yōu)化照明效果，并具備一定的簡單指令水下傳遞能力。

2、利用LD激光光束可由光纖光纜輸出的特點，為其發(fā)射端的安裝結構提供了多種選擇，可以很容易地實現LD激光光纖發(fā)射端與LED光源發(fā)射端的復雜排列組合。

附圖說明

圖1水下LD激光/LED復合型照明手電筒結構示意圖

圖2LD激光器與LED光源發(fā)射端總體布局舉例

具體實施方案

本發(fā)明的水下LD激光/LED復合型照明手電筒具體實施方案如下水下。水下LD激光/LED復合型照明手電筒主要由LD激光器1、LED光源2、激光發(fā)散角調節(jié)器3和激光輸出功率控制器4組成，各部分均為模塊化設計，根據需要可選裝。水下LD激光/LED復合型照明手電筒中的LD激光器1和LED光源2同時安裝在一個手電筒殼體內，利用LD激光光束可由光纖光纜輸出的特點，為其發(fā)射端的安裝結構提供了多種選擇，如LD激光器1的光纖發(fā)射端居中，LED光源2發(fā)射端外周圈均勻排布；或LED光源2發(fā)射端居中或內圈排布，LD激光器1的光纖發(fā)射端外周圈排布；或LD激光器1的光纖發(fā)射端與LED光源2發(fā)射端橫縱交叉矩形排列。排布方式的選擇一方面取決于對兩種光源照射總功率的要求，另一方面還要兼顧光照分布比較均勻。LD激光器1的工作波段為450nm-532nm的藍綠光，根據使用海域和觀察水下目標不同，可采用單一波長的大功率激光器，也可將多支不同波長的激光器進行組合。如在深海清澈水環(huán)境下，可首選藍光LD激光器1；在淺海渾濁水環(huán)境下，可首選綠光LD激光器2；為適應復雜水域使用，也可令每支LD激光器1的輸出波長有所不同，每支波長LD激光器1獨立成一模塊，方便組合。激光輸出功率控制器4為一分檔可調或連續(xù)可調的裝置，一是通過對水下激光照明亮度的精細調節(jié)，達成最佳照明效果；二是可按照約定的指令模式，變換激光輸出功率大小或通斷狀態(tài)，為潛水員之間傳遞簡單指令信息提供一種輔助手段。此外，還可根據觀察水下物體或覆蓋區(qū)域的大小，通過適當調整激光發(fā)散角調節(jié)器3改變水下激光束的覆蓋范圍。