激光雷达、光纤耦合激光器的光束能量的收敛方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种激光雷达、光纤耦合激光器的光束能量的收敛方法及系统，收敛系统包括：用于对出射光束进行聚焦处理的聚焦组件；及相对间隔设置的第一准直组件和第二准直组件，第一准直组件设置于聚焦装置和第二准直组件之间，且第一准直组件设置于聚焦装置的焦点位置或靠近聚焦装置的焦点位置设置，第一准直组件靠近聚焦装置的一端设有第一凹部，第一准直组件远离聚焦装置的一端设有第二凹部，且第一凹部的曲率小于第二凹部的曲率。光纤耦合激光器的光束能量的收敛方法及系统，能够有效的收敛出射光束的能量场，适应复杂化的应用场景；如此，采用该收敛方法和系统的激光雷达更能适应复杂化的应用场景。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达、光纤耦合激光器的光束能量的收敛方法及系统
本专利技术涉及激光
，具体涉及一种激光雷达、光纤耦合激光器的光束能量的收敛方法及系统。
技术介绍
激光具有单色性、相干性和方向性较好的特点，因此，激光在各个行业和领域都得到了普遍的应用。随着人工智能的进一步发展与崛起，激光的应用也朝着市场化及复杂化方向不断发展。在日益复杂的应用场景中，如何很好的控制激光出射光束的能量场成为了制约激光发展的一大障碍。传统的光纤耦合激光器，出射光束的能量容易逸散，难以进行准确的控制，无法适应复杂的应用场景。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种激光雷达、光纤耦合激光器的光束能量的收敛方法及系统，能够有效的收敛出射光束的能量场，适应复杂化的应用场景；如此，采用该收敛方法和系统的激光雷达更能适应复杂化的应用场景。其技术方案如下：一方面，本申请提供了一种光纤耦合激光器的光束能量的收敛系统，包括：聚焦装置，用于对出射光束进行聚焦处理，使出射光束聚焦于一点，得到聚焦光源；及准直装置，用于对所述聚焦光源进行准直处理，使得出射光束的能量场得到收敛，所述准直装置包括相对间隔设置的第一准直组件和第二准直组件，所述第一准直组件设置于所述聚焦装置和所述第二准直组件之间，且所述第一准直组件设置于所述聚焦装置的焦点位置或靠近所述聚焦装置的焦点位置设置，所述第一准直组件靠近所述聚焦装置的一端设有第一凹部，所述第一准直组件远离所述聚焦装置的一端设有第二凹部，且所述第一凹部的曲率小于所述第二凹部的曲率；其中，所述聚焦装置、所述第一准直组件及所述第二准直组件设有相同的主光轴。上述光纤耦合激光器的光束能量的收敛系统使用时，聚焦装置、第一准直组件及第二准直组件设有相同的主光轴，光纤耦合激光器发出来的出射光束首先经过聚焦装置，通过聚焦装置对出射光束进行聚焦处理，使得出射光束聚焦于一点，即出射光束聚集于聚焦装置的焦点位置，从而得到聚焦光源；第一凹部的曲率小于所述第二凹部的曲率，该聚焦光源在第一凹部的作用下进行初步发散后，能够在第二凹部上再经过进一步的发散，最后经过第二准直组件的作用进行最终的准直调整，从而使得出射光束的能量场得到有效、快速的收敛和控制，能够适应复杂化的应用场景；同时，出射光束的方向性也能得到有效的保证。下面进一步对技术方案进行说明：在其中一个实施例中，所述第一凹部的焦点设置于所述聚焦装置的焦点位置或靠近所述聚焦装置的焦点位置设置。如此，能够使得第一准直组件对聚焦光源的发散效果，从而提升最终出射光束的能量场的收敛效果。在其中一个实施例中，所述聚焦装置包括球面透镜、自由曲面透镜、柱面镜或二元衍射器件中的至少一种。在其中一个实施例中，所述第二准直组件包括球面透镜、自由曲面透镜、柱面镜或二元衍射器件中的至少一种。在其中一个实施例中，所述第二准直组件设置为相对间隔设置的第二球面透镜和第三球面透镜，所述第二球面透镜设置于所述第一准直组件与所述第三球面透镜之间，且所述第二球面透镜的凸面及所述第三球面透镜的凸面均背离所述第一准直组件设置。如此，能够对从第二凹部出射的光束进行最终的准直调整，使得最终的出射光束的能量场得到有效、快速的收敛。在其中一个实施例中，所述第二球面透镜靠近所述第一准直组件的一端还设有用于发散光束的第三凹部。如此，能够使得进入第二准直组件的光束进行充分的发散，为最终的准直调整做好准备。在其中一个实施例中，所述第三凹部的焦点设置于所述第二凹部的焦点位置或靠近所述第二凹部的焦点位置设置。如此，能够提升第三凹部对从第二凹部出射的光束的发散效果，使得出射光束的能量场最终的收敛效果更好。另一方面，本申请还提供了一种光纤耦合激光器的光束能量的收敛方法，包括以下步骤：对出射光束进行聚焦处理，使出射光束聚焦于一点，得到聚焦光源；对所述聚焦光源进行准直处理，使得出射光束的能量场得到收敛。上述实施例的光纤耦合激光器的光束能量的收敛方法，光纤耦合激光器发出来的出射光束首先经过聚焦装置，通过聚焦装置对出射光束进行聚焦处理，使得出射光束聚焦于一点，即出射光束聚集于聚焦装置的焦点位置，从而得到聚焦光源；该聚焦光源在准直装置的第一准直组件的第一凹部的作用下进行初步发散后，进一步在第一准直组件的第二凹部上再次经过发散，最后经过第二准直组件的作用进行最终的准直调整，从而使得出射光束的能量场得到有效、快速的收敛和控制，能够适应复杂化的应用场景；同时，出射光束的方向性也能得到有效的保证。在其中一个实施例中，在所述对所述聚焦光源进行准直处理的步骤中，包括：在聚焦装置的焦点位置或聚焦装置的焦点附件对所述聚焦光源进行准直处理。能够有效、快速的收敛出射光束的能量场，也保证了准直处理后的出射光束的方向性。再一方面，本申请还提供了一种激光雷达，包括上述的光纤耦合激光器光束能量的收敛系统。上述激光雷达使用时，由于光纤耦合激光器的光束能量的收敛系统的聚焦装置、第一准直组件及第二准直组件设有相同的主光轴，光纤耦合激光器发出来的出射光束首先经过聚焦装置，通过聚焦装置对出射光束进行聚焦处理，使得出射光束聚焦于一点，即出射光束聚集于聚焦装置的焦点位置，从而得到聚焦光源；由于第一凹部的曲率小于所述第二凹部的曲率，该聚焦光源在第一凹部的作用下进行初步发散后，能够在第二凹部上再经过进一步的发散，最后经过第二准直组件的作用进行最终的准直调整，从而使得出射光束的能量场得到有效、快速的收敛和控制，进而使得激光雷达能够适应复杂化的应用场景；同时，激光雷达的出射光束的方向性也能得到有效的保证。附图说明图1为一个实施例的光纤耦合激光器的光束能量的收敛系统的结构示意图；图2为图1的光纤耦合激光器的光束能量的收敛系统的光路图；图3为一个实施例的光纤耦合激光器的光束能量的收敛方法的流程图。附图标记说明：100、聚焦装置，110、第一球面透镜，200、准直装置，210、第一准直组件，211、第一凹部，212、第二凹部，220、第二准直组件，221、第二球面透镜，222、第三球面透镜，2211、第三凹部。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术的保护范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”、“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被称为“固设于”另一个元件，或与另一个元件“固定连接”，它们之间可以是可拆卸固定方式也可以是不可拆卸的固定方式。当一个元件被认为是“连接”、“密封连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于约束本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术中所述“第一”、“第二”、“第三”等类似用语不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。如图1及图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤耦合激光器的光束能量的收敛系统，其特征在于，包括：聚焦装置，用于对出射光束进行聚焦处理，使出射光束聚焦于一点，得到聚焦光源；及准直装置，用于对所述聚焦光源进行准直处理，使得出射光束的能量场得到收敛，所述准直装置包括相对间隔设置的第一准直组件和第二准直组件，所述第一准直组件设置于所述聚焦装置和所述第二准直组件之间，且所述第一准直组件设置于所述聚焦装置的焦点位置或靠近所述聚焦装置的焦点位置设置，所述第一准直组件靠近所述聚焦装置的一端设有第一凹部，所述第一准直组件远离所述聚焦装置的一端设有第二凹部，且所述第一凹部的曲率小于所述第二凹部的曲率；其中，所述聚焦装置、所述第一准直组件及所述第二准直组件设有相同的主光轴。

【技术特征摘要】
1.一种光纤耦合激光器的光束能量的收敛系统，其特征在于，包括：聚焦装置，用于对出射光束进行聚焦处理，使出射光束聚焦于一点，得到聚焦光源；及准直装置，用于对所述聚焦光源进行准直处理，使得出射光束的能量场得到收敛，所述准直装置包括相对间隔设置的第一准直组件和第二准直组件，所述第一准直组件设置于所述聚焦装置和所述第二准直组件之间，且所述第一准直组件设置于所述聚焦装置的焦点位置或靠近所述聚焦装置的焦点位置设置，所述第一准直组件靠近所述聚焦装置的一端设有第一凹部，所述第一准直组件远离所述聚焦装置的一端设有第二凹部，且所述第一凹部的曲率小于所述第二凹部的曲率；其中，所述聚焦装置、所述第一准直组件及所述第二准直组件设有相同的主光轴。2.根据权利要求1所述的光纤耦合激光器的光束能量的收敛系统，其特征在于，所述第一凹部的焦点设置于所述聚焦装置的焦点位置或靠近所述聚焦装置的焦点位置设置。3.根据权利要求1所述的光纤耦合激光器的光束能量的收敛系统，其特征在于，所述聚焦装置包括球面透镜、自由曲面透镜、柱面镜或二元衍射器件中的至少一种。4.根据权利要求1至3任一项所述的光纤耦合激光器的光束能量的收敛系统，其特征在于，所述第二准直组件包括球面透镜、自由曲面透镜、柱面镜或二元衍射...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱纯鑫，刘乐天，
申请(专利权)人：深圳市速腾聚创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44