[发明专利]一种薄型激光透射探测窗口

说明书

本发明专利介绍一种薄型激光透射探测窗口，包含窗口片，成像镜组，感光元件。其在工作时，当有激光束穿过窗口片上的激光透射探测区域，激光束照亮窗口片中的散射结构，产生与待测激光束同波长的散射光，散射光向窗口片边缘传输并传出窗口片，被成像镜组收集而在感光元件上形成散射区域的像，感光元件在感光后输出可读的电信号，表明激光透射的存在。不同方位、角度的激光只需穿过窗口片上的激光透射探测区域就可以被探测到。感光元件可以通过散射光的强度来区分激光与自然光，或者通过阵列式感光元件，通过散射像的大小来区分激光与自然光。

技术领域

本发明涉及一种激光探测装置，尤其涉及一种薄型激光透射探测窗口。

背景技术

激光探测器在安保、人体防护、动作检测、自动化生产等领域具有广泛应用。目前常见的激光探测器有光电二极管、雪崩二极管、光电池、光敏电阻、CCD相机、CMOS相机等，其材质通常为半导体，例如硅、砷化镓、铟镓砷等材料。不同的材料具有不同的带隙，能够吸收不同能量的光子。探测器器件在吸收光子之后发生变化，例如p-n结载流子的增多，通过探测器器件的电流或者器件两级之间的电压发生变化，成为探测信号。实际的探测器可以探测紫外光、可见光、近红外光等不同波长的光，在时间领域，可以实现从皮秒级的快速响应到对连续光的持续响应。

在实际应用中，上述的激光探测器均为截止型，激光束不能穿透它们。待测光在器件内部被吸收，或者被反射。而在一些应用场合，例如激光照准、主动激光防护等，希望在获得激光束信息之后允许激光束继续传输，这时就需要透明型的探测器。对于固定传输路径的激光束，可以用分束镜与传统探测器的组合来达到这一目的，即分束镜将激光束分束，一部分透过分束镜继续传输，另一部分被反射到探测器上，达到采样探测的目的。然而，对于路径不确定的激光束，这种方法的可靠性开始下降，而且往往探测装置的体积过大、厚度过厚，不便于应用。一些努力是将半导体探测元件本身做成很薄的薄膜式，使得部分待测光能透过它们，然而这样做常常会因为厚度的要求而牺牲掉元件的其他性能。因此开发一种能让激光束透射而且不限制激光束方位、角度的激光探测器件成为业界的迫切需求。

发明内容

本发明提供一种薄型激光透射探测窗口，利用特制的窗口片的散射效应来提取激光透射信息，稳定可靠，可探测不确定方位、方向的激光束，可在一定程度上区分激光与强自然光，可应用于多种波长，绝大部分激光能量可以成功传输过窗口。

本发明所述的一种薄型激光透射探测窗口，包含窗口片，成像镜组，感光元件；其特征是:窗口片为透明平板形，以其上的部分或全部区域作为激光透射探测区域,激光透射探测区域的前后表面为抛光平面，激光穿过激光透射探测区域时于窗口片内部激光透射处产生散射光；

以窗口片侧边的一段或二段以上为探测边，探测边进行抛光，于探测边处设有成像镜组；

成像镜组面向探测边放置于窗口片侧面；或于探测边向窗口片内部的方向镂空有一个以上的缝隙,探测边与靠近探测边的缝隙之间、或探测边与靠近探测边的缝隙之间及相邻缝隙之间形成成像镜片,成像镜片二面抛光,一个或二个以上的成像镜片构成成像镜组；

成像镜组对窗口片中发出散射光的区域进行共轭成像，其成像时的物点集合区域应覆盖激光透射探测区域，激光透射探测区域中的物点其共轭成像为散射像，而感光元件置于成像镜组成像时的散射像像点集合区域处。

所述的探测窗口，其特征是：当成像镜组面向探测边放置于窗口片侧面时，激光透射探测区域内的任一一点与探测边上任一一点的连线与探测边上该点的法线夹角大小为0～arcsin(n’/n),其中n为激光透射探测区域的材料折射率，而n’为窗口片所处环境的折射率。

所述的探测窗口，其特征是：