[实用新型]一种监测光学元件完整性的装置

说明书

本实用新型提出一种监测光学元件完整性的装置，包括光源、光学元件、第一光束传感器、第二光束传感器和控制电路；所述光学元件接收所述光源发出的光束：所述第一光束传感器的位置靠近所述光学元件，并且其光束接收端面正对所述光学元件的纵向端面，以接收所述光学元件调制后的光束以及第一环境光束；所述第二光束传感器用于接收第二环境光束；所述控制电路分别与所述光源、第一光束传感器、第二光束传感器电连接。本实用新型为光学元件完整性的监测装置避免过强环境光束的干扰、提高监测精准度提供了硬件基础。

技术领域

本实用新型涉及光学及光电子学领域，尤其涉及一种监测光学元件完整性的装置。

背景技术

衍射光学元件(DOE)具有高衍射效率且可以实现诸如分束、准直等多种光学功能，另外由于其体积小便于集成，因此被广泛应用于光束整形、光学成像等领域。在3D成像领域，DOE常被用于生成编码或结构化光束，例如，基于激光源、透镜以及DOE组成的投影模组可以生成条纹、二维图案以及斑点等编码或结构图案化光束。

DOE作为投影模组的核心部件，其完整性直接决定着投影模组的工作性能及安全指数。然而，在极端的工作环境、温度下，DOE难免会出现损坏、老化的问题；此外，人为的磕碰、跌撞也是加速DOE的重要因素。损坏的DOE通常会伴随着单束强光或者零级衍射问题，如果不能及时发现、处理，极有可能诱发激光安全问题。

为了避免因DOE老化、损坏而诱发激光安全问题，一般会使用光束传感器监测由DOE纵向端面出射的衍射光束的能量变化，以评价DOE的完整性。这里的衍射光束指的是，光源发射的光束经DOE衍射后，在DOE内部发生多次全反射后从纵向端面出射的高阶衍射光束和/或零级衍射光束。然而，在实际的应用中，能量更强的环境光束可以直接逆向进入DOE内部，并通过多次全反射由DOE的纵向端面射向光束传感器的光束接收面，从而导致能量微弱的衍射光束直接湮灭在能量更强的环境光束中。换而言之，能量过强的环境光束有可能会干扰光束传感器对DOE完整性的判断。

发明内容

本实用新型的目的是为光学元件完整性的监测装置避免过强环境光束的干扰、提高监测精准度提供硬件基础，提出一种监测光学元件完整性的装置。

本实用新型的监测光学元件完整性的装置，包括光源、光学元件、第一光束传感器、第二光束传感器和控制电路；所述光学元件接收所述光源发出的光束：所述第一光束传感器的位置靠近所述光学元件，并且其光束接收端面正对所述光学元件的纵向端面，以接收所述光学元件调制后的光束以及第一环境光束；所述第二光束传感器用于接收第二环境光束；所述控制电路分别与所述光源、第一光束传感器、第二光束传感器电连接。

在优选的实施方式中，所述光学元件包括折射光学元件、反射光学元件、衍射光学元件、偏振光学元件、透镜光学元件、相移光学元件中的一种或多种组合。

在优选的实施方式中，所述第二光束传感器的数量为2个以上，用于接收多个方向的所述第二环境光束，以提高捕捉所述第二环境光束的精确率。

在优选的实施方式中，所述光源是垂直共振腔表面发射的激光器，或者是平行共振腔表面的边发射激光器，用于向外发射红外和/或紫外光束。在优选的实施方式中，所述光源是二维的VCSEL阵列芯片，所述VCSEL阵列芯片中包括至少一个VCSEL光源，能够向外投射波长为830nm或者940nm的红外光束，并且所述VCSEL阵列芯片是裸片或者是经过封装处理的芯片。

在优选的实施方式中，所述光学元件的纵向端面和/或所述第一光束传感器的光束接收面上涂覆有一层光学胶水，以提高所述第一光束传感器捕获光束的效率。

在优选的实施方式中，所述第二光束传感器的光束接收面设置在背对所述光源的一侧。

在优选的实施方式中，所述控制电路包括逻辑运算模块、光源控制模块，或者还包括CPU/单片机、寄存器，并且所述控制电路通过金属导线与光源、第一光束传感器、第二光束传感器电连接。