[发明专利]一种离散视场激光近程探测前端装置

说明书

本发明属于激光探测技术领域，具体涉及一种离散视场激光近程探测前端装置；所述装置包括发射模块、接收模块、串扰抑制模块以及封装管壳；所述发射模块用于输出激光辐射能量；所述接收模块用于接收目标回波能量；所述串扰抑制模块用于对发射模块的电源进行滤波处理和对激光瞬时发射引发的串扰进行抑制处理；所述封装管壳用于对发射模块、接收模块和串扰抑制模块进行光学气密性封装；本发明中采用光机电一体化设计，集成度高。

技术领域

本发明属于激光探测技术领域，具体涉及一种离散视场激光近程探测前端装置。

背景技术

激光探测技术主要利用激光的优异特质，将它作为光源，配以相应的光电探测器件来实现长度、距离、速度等参数测量，具有精度高、方向性好、等优点。激光近程探测是激光探测技术的典型应用之一，随着装备集成化与小型化的发展趋势，激光近程探测前端装置作为激光近程探测的关键件，需提高一体化水平，以促进光电探测市场的高速发展。

在一体化道路上，难免遇到一些技术问题：小体积探测前端集成度高，要求激光发射光学整形及驱动一体化设计；传统的双高斯透镜，反远距透镜等成像透镜组结构形式不能兼顾大口径短焦距的光学设计；收发一体小型化后，电磁屏蔽罩、变压器等大型抗电磁干扰措施不再适用；发射和接收距离更近，抗外界环境干扰能力变弱。因此需要设计一种高集成度、大口径短焦距、抗干扰能力强的工程化激光近程探测前端装置。

发明内容

本发明的目的：为解决以上现有技术存在的问题，本发明提供了一种离散视场激光近程探测前端装置；该装置包括：发射模块、接收模块、串扰抑制模块以及封装管壳；所述发射模块用于输出激光辐射能量；所述接收模块用于接收目标回波能量；所述串扰抑制模块用于对发射模块的电源进行滤波处理和对激光瞬时发射引发的串扰进行抑制处理；所述封装管壳用于对发射模块、接收模块和串扰抑制模块进行光学气密性封装。

优选的，封装的管壳包括底壳和封装盖；底壳为三腔室结构，各个腔室分别为发射腔室、接收腔室以及串扰抑制腔室；发射腔室位于接收腔室的左侧，发射腔室和接收腔室均与串扰抑制腔室连接；装置的发射模块设置在发射腔室中，接收模块设置在接收腔室中，串扰抑制模块设置在串扰抑制腔室中；封装盖的大小与底壳匹配。

进一步的，封装盖上设置有发射窗口和接收窗口；发射窗口与发射腔室中的发射模块对应；接收窗口与接收腔室中的接收模块对应。

优选的，发射模块包括驱动电路、激光器芯片、热沉、管壳以及准直镜；采用金丝键合的方式将驱动电路与管壳引脚以及激光器芯片进行电气连接；所述激光器芯片设置在热沉上；所述热沉焊接管壳内部；所述准直镜设置在激光器芯片的发射端，构成发射模块。

进一步的，准直镜为非球面快轴准直镜，通过该准直镜对激光器芯片发射光束进行整形的，使发射光束呈薄扇形。

进一步的，发射模块中的激光器芯片为两个半导体激光器芯片，两个半导体激光器芯片之间设置有呈40°～50°的夹角，形成两束具有一定夹角的离散光束。

优选的，接收模块包括柱面镜和探测器模块；所述柱面镜用于对接收的入射光线进行聚焦，并将聚焦后的光束折射到探测器模块中；所述探测器模块包括滤光片、探测器芯片以及放大电路；所述滤光片设置在探测器封装管壳上；所述探测器芯片粘接在封装管壳的腔室中；所述放大电路设置在封装管壳内部，并采用金丝键合的方式与管壳引脚、探测器芯片进行电气连接。

进一步的，柱面镜为柱体结构，柱面镜的一个侧面为光滑的凸曲面，在柱面镜的光滑凸曲面两侧镀有平面内反射膜，使得入射光通过镀膜后的光滑凸曲面和侧面进行线聚焦和反射聚焦，形成薄扇形光束接收视场。

进一步的，放大电路设置在高导热陶瓷电路板上，高导热陶瓷电路板通过铅锡焊料烧结在管壳上。

优选的，串扰抑制模块包括J30J连接器和电源滤波板；J30J连接器的甩线端与电源滤波板的焊盘焊接；发射模块的引出端和接收模块的引出端均与电源滤波板过孔焊接，构成电源模块。