利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置，包括具有光轴的镜筒、激光发生器、第一棱镜与第二棱镜、第一驱动装置、第二驱动装置、控制器及编码器，第一棱镜包括与所述光轴垂直的第一表面及与第一表面相对设置的第二表面，第二棱镜包括与光轴垂直的第三表面及与第三表面相对设置的第四表面，第一表面与第二表面之间及第三表面与第四表面之间具有10

【技术实现步骤摘要】
利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置及方法


[0001]本专利技术属于激光
，尤其涉及一种利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置及方法。

技术介绍

[0002]光束偏折控制技术是指通过控制激光光束的波前对光束的传输方向、光束质量等进行精确控制的技术，在激光雷达、激光通信、天文观测等领域中都发挥着重要的作用。自上世纪以来，光束偏折控制技术不断革新取得了很多突破性的进展，经历了从传统机械装置向新型机械器件、微机械器件以及无机械器件惯量的发展历程。
[0003]其中，机械式光束偏折技术的典型代表有万向转镜、万向转架等，该技术依赖万向节、转向台等机械设备将安装在其上的激光器、探测器进行回转运动，通过改变光束或视轴的方向来实现光束的偏折。由于该结构体积复杂且不易微型化，因此有着惯性大、能耗高、动态性能差、对振动敏感等方面的问题。同时，非机械式光束偏折技术是通过波前调制或衍射控制等方式来实现纯电控的光束偏折控制，其典型技术有液晶相控阵、微透镜阵列、声光调制等，具有能耗低、轻便灵活、可进行计算机自动化控制等诸多优点，但也普遍存在工作普宽窄、衍射效率低、扫描范围有限等问题。
[0004]因此，有必要提供一种能在不改变光轴的前提下实现结构紧凑、机械惯量小、动态性能好且能耗小的利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置及方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种能在不改变光轴的前提下实现结构紧凑、机械惯量小、动态性能好且能耗小的利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置及方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案:
[0007]一种利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置，包括具有光轴的镜筒，所述镜筒包括入射端及出射端，还包括沿所述入射端至所述出射端依次间隔设置的激光发生器、第一棱镜与第二棱镜、驱动所述第一棱镜以所述光轴为旋转轴旋转的第一驱动装置、驱动所述第二棱镜以所述光轴为旋转轴轩旋转的第二驱动装置、分别与所述第一驱动装置及所述第二驱动装置电连接的控制器及与所述控制器电连接的编码器，所述第一棱镜包括与所述光轴垂直的第一表面及与所述第一表面相对设置的第二表面，所述第二棱镜包括与所述光轴垂直的第三表面及与所述第三表面相对设置的第四表面，所述第一表面与所述第二表面之间及所述第三表面与所述第四表面之间具有10
°
至30
°
的倾斜角，且所述第一表面靠近所述第三表面设置；
[0008]使用时，所述激光发生器产生多条与所述光轴平行的入射光，入射光在穿过所述第一棱镜时发生第一次偏折，并在穿过所述第二棱镜时发生第二次偏折，最后通过所述出射端射出。
[0009]优选的，所述第一驱动装置包括安装于所述镜筒内并与所述第一棱镜可拆卸连接的第一轴承及与所述第一轴承连接的第一电机，所述第二驱动装置包括安装于所述镜筒内并与所述第二棱镜可拆卸连接的第二轴承及与所述第二轴承连接的第二电机。
[0010]优选的，所述第一电机及所述第二电机均为空心转轴结构，且所述第一电机的转轴、所述第二电机的转轴、所述第一轴承的转轴、所述第二轴承的转轴及所述光轴为同一直线。
[0011]优选的，沿所述入射端至所述出射端方向，所述第一电机、所述第一轴承、所述第二电机、所述第二轴承、所述第一棱镜及所述第二棱镜依次设置。
[0012]优选的，所述第一表面与所述第三表面之间的间距为10mm-25mm。
[0013]优选的，所述第一棱镜及所述第二棱镜的材料均为塑料。
[0014]一种利用Risley棱镜的激光扩束扫描方法，提供具有光轴的镜筒及设置于所述镜筒内且间隔设置的第一棱镜与第二棱镜，具体包括如下步骤：
[0015]步骤S10、调节所述第一棱镜与所述第二棱镜之间的转角；
[0016]步骤S20、驱动所述第一棱镜与所述第二棱镜转动；
[0017]步骤S30、控制激光发生器向所述镜筒内发射与所述光轴平行的多条入射光，所述入射光依次穿过所述第一棱镜及所述第二棱镜，所述入射光在穿过所述第一棱镜时发生第一次偏折，在穿过所述第二棱镜时发生第二次偏折，并在发生第二次偏折后由所述镜筒的出射端射出；
[0018]使用时，可以通过调节所述第一棱镜与所述第二棱镜的初始转角及转速改变入射光的出射角度。
[0019]优选的，所述第一棱镜与所述第二棱镜的转动方向相同，且转速相同。
[0020]优选的，所述第一棱镜及所述第二棱镜的转动方向及转速均由控制器控制，所述控制器的参数由与所述控制器电连接的编码器调节。
[0021]优选的，所述控制器为高性能微处理器。
[0022]综上所述，与现有技术相比，本专利技术提供的利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置，通过在所述镜筒内设置所述第一棱镜与所述第二棱镜，并通过所述控制器调节所述第一棱镜与所述第二棱镜之间的转角以及所述第一棱镜与所述第二棱镜的转动方向与转速，进而调节管线射出的角度，相较于现有技术具有更为宽广的视场角，且无需设置俯仰轴，使得装置的结构小型化，在保证结构紧凑性的前提下提供了更好的动态性能，且能耗更小，一体化更强；通过设置所述第一表面与所述第三表面之间存在微小的间隔，使得所述利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置获得更大的视场角，同时，设置所述第一棱镜与所述第二棱镜的材料均为塑料，在一定程度上减轻了装置的重量；通过设置所述第一电机与所述第二电机为空心转轴结构，进一步保证了所述利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置的结构紧凑性，节约了内部空间的同时提升了整体性。
附图说明
[0023]图1为本专利技术提供的利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置的平面结构示意图；
[0024]图2为本专利技术提供的利用Risley棱镜的激光扩束扫描方法的流程框图。
[0025]图中，100、利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置；10、镜筒；11、入射端；12、出射
端；30、第一棱镜；31、第一表面；32、第二表面；40、第二棱镜；41、第三表面；42、第四表面；50、第一驱动装置；51、第一轴承；52、第一电机；60、第二驱动装置；61、第二轴承；62、第二电机；70、控制器；80、编码器；101、光轴。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例，对本专利技术进行详细描述。下述实验例和实施例用于进一步说明但不限于本专利技术。
[0027]请参阅图1，本专利技术提供了一种利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置100，所述利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置100包括具有光轴101的镜筒10、沿所述光轴101的一端至另一端依次间隔设置的激光发生器(图未示)、第一棱镜30与第二棱镜40、驱动所述第一棱镜30以所述光轴101为旋转轴旋转的第一驱动装置50、驱动所述第二棱镜40以所述光轴101为旋转轴旋转的第二驱动装置60、分别与所述第一驱动装置50及所述第二驱动装置60电连接的控制器70及与所述控制器70电连接的编本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置，包括具有光轴的镜筒，所述镜筒包括入射端及出射端，其特征在于，还包括沿所述入射端至所述出射端依次间隔设置的激光发生器、第一棱镜与第二棱镜、驱动所述第一棱镜以所述光轴为旋转轴旋转的第一驱动装置、驱动所述第二棱镜以所述光轴为旋转轴旋转的第二驱动装置、分别与所述第一驱动装置及所述第二驱动装置电连接的控制器及与所述控制器电连接的编码器，所述第一棱镜包括与所述光轴垂直的第一表面及与所述第一表面相对设置的第二表面，所述第二棱镜包括与所述光轴垂直的第三表面及与所述第三表面相对设置的第四表面，所述第一表面与所述第二表面之间及所述第三表面与所述第四表面之间具有10
°
至30
°
的倾斜角，且所述第一表面靠近所述第三表面设置；使用时，所述激光发生器产生多条与所述光轴平行的入射光，入射光在穿过所述第一棱镜时发生第一次偏折，并在穿过所述第二棱镜时发生第二次偏折，最后通过所述出射端射出。2.根据权利要求1所述的利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括安装于所述镜筒内并与所述第一棱镜可拆卸连接的第一轴承及与所述第一轴承连接的第一电机，所述第二驱动装置包括安装于所述镜筒内并与所述第二棱镜可拆卸连接的第二轴承及与所述第二轴承连接的第二电机。3.根据权利要求2所述的利用Risley棱镜的激光扩束扫描装置，其特征在于，所述第一电机及所述第二电机均为空心转轴结构，且所述第一电机的转轴、所述第二电机的转轴、所述第一轴承的转轴、所述第二轴承的转轴及所述光轴为同一直线。4.根据权利要求3所述的利用Risley棱镜的激...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳朝庆，王峰，吴栋，刘小旭，张智永，胡耀飞，
申请(专利权)人：湖南宇正智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：