[發(fā)明專利]基于VCSEL成像和同軸可視化設(shè)計(jì)的激光器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110059453.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112382928A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京鐳科光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H01S5/183
• 分類號(hào): H01S5/183;H01S5/022;H01S5/024
• 代理公司: 北京汲智翼成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11381
• 代理人: 陳曦;王鵬麗

1.一種基于VCSEL成像和同軸可視化設(shè)計(jì)的激光器，其特征在于，包括：

外殼，限定中空的容納腔；

VCSEL平面陣列光源和熱沉，設(shè)置于外殼中；VCSEL平面陣列光源設(shè)置在熱沉上且用于發(fā)射出VCSEL激光；

成像透鏡，設(shè)置于外殼中；且成像透鏡與VCSEL平面陣列光源的主光軸同軸設(shè)置，用于對(duì)VCSEL激光進(jìn)行成像；VCSEL平面陣列光源和成像透鏡之間的距離大于成像透鏡的焦距；

平面反射鏡，設(shè)置于外殼中；平面反射鏡位于成像透鏡的后方并與VCSEL平面陣列光源的主光軸成α角設(shè)置，以使經(jīng)過(guò)成像透鏡的激光發(fā)生偏折，并在偏折后的VCSEL激光的主光軸上形成實(shí)像，0°α90°；所述平面反射鏡用于對(duì)VCSEL激光進(jìn)行全反射并允許其他波長(zhǎng)光線透過(guò)；

光學(xué)窗口，設(shè)置在外殼上，并設(shè)置在偏折后的VCSEL激光的實(shí)像像點(diǎn)位置；

觀測(cè)位置，設(shè)置在平面反射鏡遠(yuǎn)離成像透鏡和光學(xué)窗口的一側(cè)，所述觀測(cè)位置與偏折后的VCSEL激光的光心軸同軸設(shè)置。

2.如權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于：

VCSEL平面陣列光源和成像透鏡之間的距離c，成像透鏡和平面反射鏡之間的距離a，以及平面反射鏡與光學(xué)窗口之間的距離b，滿足以下公式：1/(a+b)+1/c=1/f；

其中，f表示成像透鏡的焦距。

3.如權(quán)利要求2所述的激光器，其特征在于：

所述成像透鏡的直徑D應(yīng)滿足以下公式：D≥m+2c×tan(θ/2)；其中，m為VCSEL平面陣列光源的光斑直徑，θ為VCSEL平面陣列光源的發(fā)散角全角。

4.如權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于：

所述成像透鏡是雙凸透鏡。

5.如權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于：

所述平面反射鏡面向所述成像透鏡的一側(cè)表面設(shè)置有用于對(duì)VCSEL激光進(jìn)行反射的高反膜。

6.如權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于：

平面反射鏡和VCSEL平面陣列光源的主光軸成45度角設(shè)置。

7.如權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于：所述觀測(cè)位置設(shè)置有CCD成像設(shè)備。

8.如權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于：所述觀測(cè)位置設(shè)置有觀測(cè)窗口，或者所述觀測(cè)位置設(shè)置有觀測(cè)窗口和放大鏡的組合。

9.如權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于：還包括半導(dǎo)體制冷片和熱管，其中，半導(dǎo)體制冷片的冷端用于對(duì)光學(xué)窗口進(jìn)行制冷，所述半導(dǎo)體制冷片的熱端通過(guò)所述熱管與所述熱沉進(jìn)行散熱。

10.如權(quán)利要求9所述的激光器，其特征在于：還包括風(fēng)扇和控制單元，所述風(fēng)扇設(shè)置在所述熱沉下方，用于對(duì)所述熱沉進(jìn)行散熱；所述半導(dǎo)體制冷片、所述VCSEL平面陣列光源和所述風(fēng)扇分別與所述控制單元電連接。