一种激光设备及其控制方法技术

本发明专利技术提出一种激光设备及其控制方法，包括：第一基板；激光器阵列，设置在所述第一基板上，所述第一固定孔包围所述激光器阵列，其中，所述激光器阵列至少包括多个第一激光器和多个第二激光器，所述第一激光器和所述第二激光器相互独立；第二基板，设置在所述第一基板上，所述第二基板包括第一台阶部和第二台阶部，所述第一台阶部的宽度大于所述第二台阶部的宽度，且所述第一台阶部和所述第二台阶部通过通孔连接，所述第一台阶部与所述激光器阵列接触；光学元件，所述光学元件包括透镜阵列和扩散器阵列，所述透镜阵列位于所述第二激光器上，所述扩散器阵列位于所述第一激光器上。本发明专利技术提出的激光设备可以实现对不同距离的物体进行探测。

【技术实现步骤摘要】
一种激光设备及其控制方法
本专利技术涉及激光
，特别涉及一种激光设备及其控制方法。
技术介绍
激光雷达可用于无人车、机器人等领域，通过发射红外线信号并接收红外线在被测物体表面反射的信号，测量被测物体的距离。激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号，将接收信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。现有激光雷达一般包括光源，光学接收器和信息处理系统，现有的激光雷达加工制备工艺复杂，成本昂贵。并且目前的激光雷达仅可以实现特定距离的探测，无法在一套系统或同一个器件中同时实现远距离和近距离的探测。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的缺陷，本专利技术提出一种激光设备及其控制方法，该激光设备可以同时实现对不同距离的物体进行探测，且具有良好的发光效率和散热效果。为实现上述目的，本专利技术提出一种激光设备，包括：第一基板，包括多个第一固定孔，其中，所述第一固定孔内包括绝缘层；激光器阵列，设置在所述第一基板上，所述第一固定孔包围所述激光器阵列，其中，所述激光器阵列至少包括多个第一激光器和多个第二激光器，所述第一激光器和所述第二激光器相互独立；第二基板，设置在所述第一基板上，所述第二基板包括第一台阶部和第二台阶部，所述第一台阶部的宽度大于所述第二台阶部的宽度，且所述第一台阶部和所述第二台阶部通过通孔连接，所述第一台阶部与所述激光器阵列接触；光学元件，所述光学元件包括透镜阵列和扩散器阵列，所述透镜阵列位于所述第二激光器上，所述扩散器阵列位于所述第一激光器上；其中，所述第一激光器的功率密度小于所述第二激光器的功率密度，所述第二激光器发射的激光束经过所述透镜阵列后的发散角小于所述第一激光器发射的激光束的发散角，所述第一激光器探测的距离小于所述第二激光器探测的距离。进一步地，所述光学元件设置在所述第二台阶部上或者直接设置在所述激光器上。进一步地，所述激光器阵列还包括多个连接区，多个所述连接区位于所述第一激光器和所述第二激光器的两侧。进一步地，所述第一激光器的发光孔包括矩形发光孔，所述矩形发光孔的短边与长边的比值小于等于1/4。进一步地，所述第二基板上包括多个第二固定孔，所述第二固定孔对应所述第一固定孔。进一步地，所述第一台阶部上包括多个焊盘区，所述焊盘区对应所述连接区。进一步地，还包括多个销钉，所述销钉设置在所述第一固定孔和所述第二固定孔中。进一步地，所述第二基板内设置多条连接线路，所述连接线路用于连接所述销钉和所述焊盘区。进一步地，所述第一激光器和所述第二激光器包括多结的垂直腔面发射激光器。进一步地，所述激光器阵列背面的负极连接所述第一基板，所述激光器阵列正面的正极连接所述连接区。进一步地，所述激光器阵列的负极和正极连接所述第一基板，所述正极和所述负极位于所述激光器阵列的同一侧。进一步地，所述第一激光器的发光孔的面积大于所述第二激光器发光孔的面积。进一步地，本专利技术还提出一种激光设备的控制方法，包括：提供一激光设备，其中，所述激光设备包括：第一基板，包括多个第一固定孔，其中，所述第一固定孔内包括绝缘层；激光器阵列，设置在所述第一基板上，所述第一固定孔包围所述激光器阵列，其中，所述激光器阵列至少包括多个第一激光器和多个第二激光器，所述第一激光器和所述第二激光器相互独立；第二基板，设置在所述第一基板上，所述第二基板包括第一台阶部和第二台阶部，所述第一台阶部的宽度大于所述第二台阶部的宽度，且所述第一台阶部和所述第二台阶部通过通孔连接，所述第一台阶部与所述激光器阵列接触；光学元件，所述光学元件包括透镜阵列和扩散器阵列，所述透镜阵列位于所述第二激光器上，所述扩散器阵列位于所述第一激光器上；其中，所述第一激光器的功率密度小于所述第二激光器的功率密度，所述第二激光器发射的激光束经过所述透镜阵列后的发散角小于所述第一激光器发射的激光束的发散角；激发多个所述第二激光器，形成第一激光束，所述第一激光束经过物体反射后形成第二激光束；通过传感器接收所述第二激光束，并判断所述第二激光束的光子能量是否大于阈值；若是，则激发所述第一激光器，并关闭所述第二激光器；若否，则依次激发所述第一激光器和其他的所述第二激光器，其中，所述第一激光器探测的距离小于所述第二激光器探测的距离，当所述第二激光器探测的距离大于预设值时，则关闭所述第一激光器。综上所述，本专利技术提出一种激光设备及其控制方法，该激光设备包括激光器阵列，激光器阵列包括多个第一激光器和多个第二激光器，在第一激光器上设置有扩散器，在第二激光器上设置有透镜，第一激光器的功率密度小于第二激光器的功率密度，第一激光器的发光孔的面积大于第二激光器的发光孔的面积。由于第一激光器的发光孔的面积较大，可以容纳发射的激光的模式比较多，不同发射模式之间的间距比较大，通过对发光孔的长宽比进行设计，因此可以获得大发散角的激光束，从而可以提高近距离探测的精度。通过在第一激光器上设置扩散器或柱面镜，从而可以进一步提高远场的视场。由于第二激光器的发光孔的面积较小，能容纳的发射激光的模式比较少，不同发射模型之间的间距比较小，因此形成的发散角比较小，通过透镜准直之后，可以进一步降低发散角，因此激光束的能量密度会更高，从而实现远距离的探测；也就是说本专利技术形成小功率大发散角的第一激光器，大功率小发散角的第二激光器，第一激光器用于探测近距离的物体，第二激光器用于探测远距离的物体，因此该激光设备可以同时实现对不同距离的物体进行探测。综上所述，本专利技术将激光器阵列设置在第一基板和第二基板之间，第一基板包括铜基板，第二基板包括陶瓷基板，激光器阵列产生的热量可以直接从第一基板快速导出；第二基板具有较低的介电常数和介质损耗，有利于激光设备所需要的纳秒级脉宽条件下电信号的低损传播，第二基板具有较高的热导率，因此有利于激光设备的散热。附图说明图1：本专利技术中激光设备的结构示意图。图2：本专利技术中第一基板的俯视图。图3：本专利技术中第一激光器的结构示意图。图4：本专利技术中第二基板的俯视图。图5：本专利技术中第二基板的剖面图。图6：本专利技术中第二基板的仰视图。图7：本专利技术中激光设备的控制方法流程图。图8：本专利技术中激发第二发光区的结构示意图。图9：本专利技术中激发第一发光区的结构示意图。图10：本专利技术中激发第一发光区，第二发光区，第三发光区和第四发光区的结构示意图。图11：本专利技术中激发第二发光区和第四发光区的结构示意图。图12：本专利技术中激光器阵列的另一俯视图。图13：本专利技术中激光器阵列的另一剖面图。图14：本专利技术中激光器阵列的另一剖面图。具体实施方式以下通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光设备，其特征在于，包括：/n第一基板，包括多个第一固定孔，其中，所述第一固定孔内包括绝缘层；/n激光器阵列，设置在所述第一基板上，所述第一固定孔包围所述激光器阵列，其中，所述激光器阵列至少包括多个第一激光器和多个第二激光器，所述第一激光器和所述第二激光器相互独立；/n第二基板，设置在所述第一基板上，所述第二基板包括第一台阶部和第二台阶部，所述第一台阶部的宽度大于所述第二台阶部的宽度，且所述第一台阶部和所述第二台阶部通过通孔连接，所述第一台阶部与所述激光器阵列接触；/n光学元件，所述光学元件包括透镜阵列和扩散器阵列，所述透镜阵列位于所述第二激光器上，所述扩散器阵列位于所述第一激光器上；/n其中，所述第一激光器的功率密度小于所述第二激光器的功率密度，所述第二激光器发射的激光束经过所述透镜阵列后的发散角小于所述第一激光器发射的激光束的发散角，所述第一激光器探测的距离小于所述第二激光器探测的距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光设备，其特征在于，包括：
第一基板，包括多个第一固定孔，其中，所述第一固定孔内包括绝缘层；
激光器阵列，设置在所述第一基板上，所述第一固定孔包围所述激光器阵列，其中，所述激光器阵列至少包括多个第一激光器和多个第二激光器，所述第一激光器和所述第二激光器相互独立；
第二基板，设置在所述第一基板上，所述第二基板包括第一台阶部和第二台阶部，所述第一台阶部的宽度大于所述第二台阶部的宽度，且所述第一台阶部和所述第二台阶部通过通孔连接，所述第一台阶部与所述激光器阵列接触；
光学元件，所述光学元件包括透镜阵列和扩散器阵列，所述透镜阵列位于所述第二激光器上，所述扩散器阵列位于所述第一激光器上；
其中，所述第一激光器的功率密度小于所述第二激光器的功率密度，所述第二激光器发射的激光束经过所述透镜阵列后的发散角小于所述第一激光器发射的激光束的发散角，所述第一激光器探测的距离小于所述第二激光器探测的距离。


2.根据权利要求1所述的激光设备，其特征在于，所述光学元件设置在所述第二台阶部上或者直接设置在所述激光器上。


3.根据权利要求1所述的激光设备，其特征在于，所述激光器阵列还包括多个连接区，多个所述连接区位于所述第一激光器和所述第二激光器的两侧。


4.根据权利要求1所述的激光设备，其特征在于，所述第一激光器的发光孔包括矩形发光孔，所述矩形发光孔的短边与长边的比值小于等于1/4。


5.根据权利要求1所述的激光设备，其特征在于，所述第二基板上包括多个第二固定孔，所述第二固定孔对应所述第一固定孔。


6.根据权利要求3所述的激光设备，其特征在于，所述第一台阶部上包括多个焊盘区，所述焊盘区对应所述连接区。


7.根据权利要求1所述的激光设备，其特征在于，所述第一激光器和所述第二激光器包括多结的垂直腔面发射激光器。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏飞，毛明明，周特，饶志龙，陈晓迟，
申请(专利权)人：常州纵慧芯光半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32