專利名稱：一種采用光纖整形與勻化的激光照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種采用光纖整形與勻化的激光照明裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及半導體激光器的照明裝置領(lǐng)域，更具體的說，改進涉及的是一種采用光纖整形與勻化的激光照明裝置。
背景技術(shù)：
[0002]目前市場上多數(shù)的攝像儀都已采用高功率半導體激光照明器進行紅外攝像補光， 隨著夜間攝像技術(shù)的發(fā)展，對紅外激光補光(即紅外激光照明)的要求也越來越高。[0003]由于半導體激光器存在能量高斯分布(即光能量分布不均勻)以及多橫模(即明暗相間條紋)的特性，夜間攝像時，在照明區(qū)域內(nèi)的圖像中存在有明暗相間的條紋，且圖像的光能量強度由中心向邊沿遞減。現(xiàn)有的激光照明裝置通常直接利用尾纖對激光光束進行勻化，所謂的尾纖指的是，用于將半導體激光芯片發(fā)出的激光光束直接耦合進入光纖的那部分光纖段。[0004]但是，尾纖并不能改變激光光能量的高斯分布，以至于在圖像中存在有中間曝光過度、邊緣曝光不足的白暴現(xiàn)象，影響了成像的效果。此外，采用尾纖耦合輸出的半導體激光器的價格昂貴，也不適合大范圍推廣。[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)尚有待改進和發(fā)展。實用新型內(nèi)容[0006]本實用新型的目的在于，提供一種采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，可在勻化半導體激光器多橫模效應的同時改善照明區(qū)域內(nèi)圖像的白暴現(xiàn)象。[0007]本實用新型的技術(shù)方案如下一種采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，包括激光器和勻化器；其中所述激光器包括對激光光束進行整形的柱面鏡；所述勻化器設(shè)置為光纖段；在所述柱面鏡與光纖段之間設(shè)置有一短焦聚焦透鏡；整形之后的激光光束通過該短焦聚焦透鏡耦合進入光纖段。[0008]所述的采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，其中所述短焦聚焦透鏡設(shè)置為非球面鏡、雙凸透鏡、平凸透鏡或自聚焦透鏡。[0009]所述的采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，其中所述柱面鏡設(shè)置為光纖、半邊光纖、圓形玻璃棒或半圓形玻璃棒。[0010]所述的采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，其中所述光纖段設(shè)置為單模光纖段或多模光纖段。[0011]所述的采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，其中在所述光纖段一側(cè)還設(shè)置有一鏡頭組，激光光束耦合進入光纖段之后，通過該透鏡組進行變焦補光。[0012]所述的采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，其中所述透鏡組至少包括一擴束鏡和一聚焦鏡；所述擴束鏡位于光纖段與聚焦鏡之間，并沿透鏡組的光軸相對聚焦鏡可移動設(shè)置。[0013]本實用新型所提供的一種采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，由于在激光器的3柱面鏡與作為勻化器的光纖段之間采用了短焦聚焦透鏡，將經(jīng)過柱面鏡整形之后的激光光束耦合進入光纖段進行全反射傳導；不同模式激光光束的光程不同，在光纖段內(nèi)部通過無數(shù)次的全反射之后，所有模式的激光光束都被混合在一起，從而勻化了半導體激光器多橫模效應；同時結(jié)合柱面鏡將長橢圓形的激光光斑整形為矩形，使激光能量分布更加均勻，改善了照明區(qū)域內(nèi)圖像的白暴現(xiàn)象；而且利用單個短焦聚焦透鏡代替尾纖進行耦合，成本更為低廉，也更適合大范圍推廣和普及，其產(chǎn)業(yè)化的意義非常重大。


[0014]圖1是本實用新型采用光纖整形與勻化的激光照明裝置構(gòu)成原理示意圖。[0015]圖2是本實用新型采用光纖整形與勻化的激光照明裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖。
具體實施方式
[0016]以下將結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施方式
和實施例加以詳細說明，所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的具體實施方式
。[0017]本實用新型的一種采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，用于攝像機的補光，其構(gòu)成原理如圖1所示，包括用于發(fā)射激光光束的激光器110和用于對激光光斑進行勻化處理的勻化器120 ；其中[0018]一方面，所述激光器110內(nèi)部包括高功率的半導體激光芯片和一柱面鏡；所謂高功率指的是功率超過0. 5瓦，所述半導體激光芯片可以是紅外半導體激光芯片，所述柱面鏡被封裝在激光器110內(nèi)部，可以是光纖、半邊光纖、圓形玻璃棒或半圓形玻璃棒等，用于對半導體激光芯片發(fā)出的激光光束進行整形，使長橢圓形的激光光斑變?yōu)榫匦蔚募す夤獍?，并改善激光光能量的高斯分布效應，使激光光能量分布比較均勻；[0019]另一方面，所述勻化器120設(shè)置為光纖段，即一段光纖，通過無數(shù)次的全反射將不同模式光程不同的激光束相混合，以達到勻化的效果；所述光纖段可以是單模光纖段或多模光纖段；[0020]此外，在所述柱面鏡與作為勻化器120的光纖段之間還采用了一短焦聚焦透鏡 112，用于將整形之后的激光光束通過該短焦聚焦透鏡112耦合進入光纖段；由于單個短焦聚焦透鏡112的價格非常低廉，相比較直接采用尾纖耦合激光進入光纖的高成本工藝，采用短焦聚焦透鏡112的激光照明裝置成本更低，更適合大范圍推廣和普及，其產(chǎn)業(yè)化的意義非常重大。[0021]所謂的激光器110為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，例如半導體激光器等，在此不再贅述；所謂的作為勻化器120的光纖段，指的是對在其中作全反射傳導的多橫模激光束進行模式混合，以達到勻化的效果的一段光纖，包括但不限于單模光纖段或多模光纖段等；所謂的短焦聚焦透鏡112指的是至少具有一個短焦距的聚焦透鏡，包括但不限于平凸透鏡、雙凸透鏡、非球面鏡或自聚焦透鏡等。[0022]在本實用新型采用光纖整形與勻化的激光照明裝置的優(yōu)選實施方式中，如圖1所示，在作為勻化器120的光纖段另一側(cè)還可設(shè)置有一鏡頭組130，激光光束經(jīng)由所述短焦聚焦透鏡112耦合進入光纖段之后，可通過該透鏡組130進行變焦補光。[0023]進一步地，所述透鏡組130可至少包括一擴束鏡131和一聚焦鏡132 ；所述擴束鏡131位于光纖段與聚焦鏡132之間，并沿透鏡組130的光軸相對聚焦鏡132可移動設(shè)置。[0024]具體的，如圖2所示，為本實用新型激光照明裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所述激光器110、作為勻化器120的光纖段與透鏡組130同光軸組裝，所述激光器110和透鏡組130分別位于光纖段的兩端；所述激光器110可設(shè)置在一殼體113上，所述透鏡組130可設(shè)置在一管筒135 上；其中[0025]在所述殼體113上沿該殼體113的軸向方向加工有安裝孔111，所述光纖段的入光端設(shè)置在安裝孔111的前端處，激光器110設(shè)置在安裝孔111的后端處，所述短焦聚焦透鏡112設(shè)置在激光器110與光纖段入光端之間的安裝孔111中，所述安裝孔111可以是臺階孔，電路連接激光器110的線路板115通過螺釘114固定在安裝孔111后端的端面上；同時在該線路板115的另一面對應設(shè)置有散熱器116和散熱風扇117，作為激光器110的散熱系統(tǒng)，以降低半導體激光芯片的工作溫度，提高激光器110的有效使用壽命；[0026]在所述管筒135上沿該管筒135的軸向方向加工有通孔136，所述光纖段的出光端設(shè)置在通孔136的后端處，透鏡組130中的擴束鏡131通過其固定座133滑動設(shè)置在通孔 136中，透鏡組130中的聚焦鏡132通過其固定座134固定設(shè)置或滑動設(shè)置在通孔136中， 所述擴束鏡131位于光纖段出光端與聚焦鏡132之間，通過移動所述擴束鏡131或/和聚焦鏡132調(diào)節(jié)激光光束的發(fā)散角度，以適應遠距離攝像時或近距離攝像時的照明要求。[0027]與現(xiàn)有技術(shù)中的激光照明裝置相比，本實用新型所提供的一種采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，由于在激光器的柱面鏡與作為勻化器的光纖段之間采用了短焦聚焦透鏡，將經(jīng)過柱面鏡整形之后的激光光束耦合進入光纖段進行全反射傳導；不同模式激光光束的光程不同，在光纖段內(nèi)部通過無數(shù)次的全反射之后，所有模式的激光光束都被混合在一起，從而勻化了半導體激光器多橫模效應；同時結(jié)合柱面鏡將長橢圓形的激光光斑整形為矩形，使激光能量分布更加均勻，改善了照明區(qū)域內(nèi)圖像的白暴現(xiàn)象；而且利用單個短焦聚焦透鏡代替尾纖進行耦合，成本更為低廉，也更適合大范圍推廣和普及，其產(chǎn)業(yè)化的意義非常重大。[0028]應當理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不足以限制本實用新型的技術(shù)方案，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，可以根據(jù)上述說明加以增減、替換、變換或改進，而所有這些增減、替換、變換或改進后的技術(shù)方案，都應屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，包括激光器和勻化器；其特征在于所述激光器包括對激光光束進行整形的柱面鏡；所述勻化器設(shè)置為光纖段；在所述柱面鏡與光纖段之間設(shè)置有一短焦聚焦透鏡；整形之后的激光光束通過該短焦聚焦透鏡耦合進入光纖段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，其特征在于所述短焦聚焦透鏡設(shè)置為非球面鏡、雙凸透鏡、平凸透鏡或自聚焦透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，其特征在于所述柱面鏡設(shè)置為光纖、半邊光纖、圓形玻璃棒或半圓形玻璃棒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，其特征在于所述光纖段設(shè)置為單模光纖段或多模光纖段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，其特征在于在所述光纖段一側(cè)還設(shè)置有一鏡頭組，激光光束耦合進入光纖段之后，通過該透鏡組進行變焦補光。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，其特征在于所述透鏡組至少包括一擴束鏡和一聚焦鏡；所述擴束鏡位于光纖段與聚焦鏡之間，并沿透鏡組的光軸相對聚焦鏡可移動設(shè)置。
專利摘要本實用新型公開了一種采用光纖整形與勻化的激光照明裝置，包括帶有柱面鏡的激光器和作為勻化器的光纖段；柱面鏡與光纖段之間設(shè)置有用于耦合經(jīng)柱面鏡整形之后的激光光束進入光纖段的短焦聚焦透鏡。由于采用了短焦聚焦透鏡，將經(jīng)過柱面鏡整形之后的激光光束耦合進入光纖段作全反射傳導；模式不同的激光光束在光纖段內(nèi)部通過無數(shù)次全反射之后，所有模式的激光光束都被混合在一起，從而勻化了半導體激光器多橫模效應；同時結(jié)合柱面鏡將長橢圓形的激光光斑整形為矩形，使激光能量分布更加均勻，改善了照明區(qū)域內(nèi)圖像的白暴現(xiàn)象；而且利用單個短焦聚焦透鏡代替尾纖進行耦合，成本更為低廉，也更適合大范圍推廣和普及，其產(chǎn)業(yè)化的意義非常重大。
文檔編號G03B15/05GK202285076SQ20112043873
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者陸知緯 申請人:深圳市佶達德科技有限公司