一种用于激光雷达扫描的反射镜制造技术

本发明专利技术公开一种用于激光雷达扫描的反射镜，反射镜镜体的材料是一种具有高稳定性、高比刚度和高导热率的新型轻质材料，该新型轻质材料包括SiC或SiC掺杂复合材料。相比传统的玻璃、金属、陶瓷和其他复合材料等所加工成的反射镜，本发明专利技术具有热稳定性高、比刚度高、导热性高、轻量化程度高、可靠性高等显著优点。此外，本发明专利技术的反射镜易于成型复杂结构和一体化结构，可实现商业化、批量化、低成本生产，满足市场上对激光雷达扫描反射镜日益增长的巨量需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光雷达扫描的反射镜


[0001]本专利技术涉及激光和激光雷达领域，尤其涉及一种用于激光雷达扫描的反射镜。

技术介绍

[0002]激光雷达，其工作原理是利用激光进行探测和测距技术，车载激光雷达通常被安装于汽车顶部，可360度监测，在激光雷达内部，每一组组件都包含有发射单元与接收单元。近年来，随着自动驾驶关键技术实现突破，激光雷达正被广泛应用于自动驾驶汽车行业，作为自动驾驶车辆探测感知所处环境的“眼睛”，激光雷达需要具备在极端气候条件下长时间工作的高稳定性和高可靠性。
[0003]光机扫描是当前激光雷达发射单元所采用的最主要的扫描方式，典型的激光雷达光机扫描方式有振镜扫描、转镜扫描和楔镜扫描，即利用扫描反射镜的摆动或转动，不断地周期改变激光的出射方向，达到激光雷达扫描的目的。反射镜是用于激光雷达光机扫描系统中的关键光学元件，在激光雷达工作时，反射镜需要在电机的带动下长时间持续不断地摆动或旋转。为了满足激光雷达扫描系统在极端苛刻的环境下保持长时间工作的高稳定性和高可靠性，需要扫描反射镜材料具有化学性能稳定、机械强度高、受热变形小、重量轻等特点。
[0004]目前，激光雷达行业常用的反射镜材料有石英玻璃、微晶玻璃、硅、金属铝等。这些材料加工成的反射镜虽能满足性能要求，但它们装配成的光机扫描系统却难以适应在极端苛刻环境下长期运行的高稳定性和高可靠性。因此，寻找并采用具有化学性能稳定、比刚度高、导热率高、易加工或成型为所需轻量化结构的新型轻质材料，成为了制造激光雷达扫描反射镜的关键。
专利技术内容
[0005]针对现有技术的情况，本专利技术的目的在于提供一种用于激光雷达扫描的反射镜，其具有高稳定性、高比刚度和高导热率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于激光雷达扫描的反射镜，所述反射镜镜体的材料为一种具有高稳定性、高比刚度和高导热率的新型轻质材料，该新型轻质材料包括SiC或SiC掺杂复合材料。
[0007]进一步的，所述SiC包括SiC单晶、SiC多晶或SiC陶瓷。
[0008]进一步的，所述SiC掺杂复合材料包括SiC掺杂单晶、SiC掺杂多晶或SiC掺杂陶瓷等。
[0009]进一步的，所述SiC掺杂复合材料的掺杂成分包括Si/SiC、Si/SiC+Al、Si/SiC+Ti、B4C/SiC/Si或BN/SiC等。
[0010]进一步的，所述SiC掺杂复合材料还包括Al/SiC等等金属基复合材料。
[0011]进一步的，所述反射镜的镜体是一个整体的结构，通过机加工、模压或反应烧结等方式成型实现结构一体化。
[0012]进一步的，所述反射镜的镜体通过设计不同结构的模具模压成型时，将SiC粉末或SiC掺杂复合材料粉末注入模具，实现不同轻量化复杂设计结构的一体化高精度铸造；所述反射镜的镜体通过机加工成型时，通过切割、CNC雕刻、研磨或抛光等工艺对SiC或SiC掺杂复合材料的块体进行加工，实现不同轻量化复杂设计结构的一体化高精度制造。
[0013]进一步的，所述反射镜可具有一个、两个或三个以上的反射面，反射面经过高精度研磨抛光并镀有高反膜，实现对工作波长的高反射率。
[0014]进一步的，所述反射镜的工作波长范围包括800nm
‑
1600nm。
[0015]进一步的，所述反射镜安装在激光雷达扫描振动或转动机构上，实现对激光发射信号的反射扫描。
[0016]本专利技术与现有技术相比，其具有的有益效果为：第一，相比传统的玻璃、金属、陶瓷和其他复合材料等所加工成的反射镜，本专利技术所使用的新型轻质材料如SiC材料或SiC掺杂复合材料，具有热稳定性高、比刚度高、导热性高、可靠性高等显著优点;第二，该反射镜可通过对新型轻质材料如SiC材料或SiC掺杂复合材料的块体材料进行机加工，或对其粉末材料注入模具进行模压或反应烧结成型等方式，可实现具有轻量化、一体化复杂设计结构镜体的高精度制造，这不仅可以大大节省反射镜与光机扫描机构的装调时间，还可实现商业化、批量化、低成本生产，满足市场上对激光雷达扫描反射镜日益增长的巨量需求。此外，本专利技术的轻量化、一体化结构能够更好的承受恶劣环境下长时间的高可靠性使用，比如户外车载或者其他设备等。
附图说明
[0017]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明；图1a为本专利技术实施例1中四边形单面反射镜3D示意图；图1b为本专利技术实施例1中带有鱼骨状突起加强结构单面反射镜3D示意图；图1c为本专利技术实施例1中带有鱼骨状突起加强结构单面反射镜3D示意图（另一视角）；图2 a为本专利技术实施例2中双面反射镜3D结构示意图；图2 b为本专利技术实施例2中带有凸起转轴的双面反射镜3D示意图；图3为本专利技术实施例3中的四面反射镜3D示意图；图4为本专利技术的典型六面反射镜3D示意图；图5 a为本专利技术带有转轴的实心六面反射镜3D示意图；图5 b为本专利技术带有转轴且反射面带有倾角的实心六面反射镜3D示意图；图5 c为本专利技术反射面带有倾角的空心六面反射镜3D示意图。
具体实施方式
[0018]本专利技术一种用于激光雷达扫描的反射镜，所述反射镜镜体的材料为SiC或SiC掺杂复合材料。
[0019]所述SiC包括SiC单晶、SiC多晶或SiC陶瓷。
[0020]所述SiC掺杂复合材料包括SiC掺杂单晶、SiC掺杂多晶或SiC掺杂陶瓷等。进一步
的，所述SiC掺杂复合材料的掺杂成分包括Si/SiC、Si/SiC+Al、Si/SiC+Ti、B4C/SiC/Si或BN/SiC等。
[0021]此外，所述SiC掺杂复合材料还包括Al/SiC等等金属基复合材料。
[0022]实施例1：本专利技术实施例1的单面反射镜结构示意图如图1 a 和图1b所示：该反射镜的镜体由SiC材料或SiC掺杂复合材料的块体材料通过机加工而成，或者由SiC材料或SiC掺杂复合材料的粉末注入模具进行模压或反应烧结成型，只有一个反射面，反射面经过研磨抛光后镀有高反膜。
[0023]图1a是较为常见的四边形单面反射镜结构，反射面的背部无需进行抛光等额外加工，反射镜的厚度可以从几十微米到几毫米不等，反射镜也可根据设计需要被加工成多边形结构。
[0024]图1b) 为反射面的背部加工或成型有鱼骨状的突起加强结构，通过优化结构设计可实现反射镜厚度薄且反射面的面形随温度变化小，反射镜的重量很轻，完全是一种轻量化设计。该反射镜底部留出了台阶状的安装固定面，可用于反射镜的高精度定位和安装。
[0025]实施例2：本专利技术实施例2的双面结构示意图如图2 a和图2 b所示：该反射镜的镜体由SiC材料或SiC掺杂复合材料的块体材料通过机加工而成，或者由SiC材料或SiC掺杂复合材料的粉末注入模具进行模压或反应烧结成型，具有两个反射面，反射面经过研磨抛光后镀有高反膜。
[0026]本实施例图2 a) 所示反射镜的两个反射面之间根据设计要求成一小楔角，也可以是两个无楔角的平行面，反射镜的底部同样留有安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于激光雷达扫描的反射镜，其特征在于：所述反射镜镜体的材料为一种具有高稳定性、高比刚度和高导热率的新型轻质材料，该新型轻质材料包括SiC或SiC掺杂复合材料。2.根据权利要求1所述的一种用于激光雷达扫描的反射镜，其特征在于：所述SiC包括SiC单晶、SiC多晶或SiC陶瓷。3.根据权利要求1所述的一种用于激光雷达扫描的反射镜，其特征在于：所述SiC掺杂复合材料包括SiC掺杂单晶、SiC掺杂多晶或SiC掺杂陶瓷。4.根据权利要求1所述的一种用于激光雷达扫描的反射镜，其特征在于：所述SiC掺杂复合材料的掺杂成分包括Si/SiC、Si/SiC+Al、Si/SiC+Ti、B4C/SiC/Si或BN/SiC。5.根据权利要求1所述的一种用于激光雷达扫描的反射镜，其特征在于：所述SiC掺杂复合材料还包括Al/SiC。6.根据权利要求1所述的一种用于激光雷达扫描的反射镜，其特征在于：所述反射镜的镜体是一个整体的结构，通过机加工、模压或反应烧结成型实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：于光龙，贾旭，刘燕明，汪子航，林志强，林磊，
申请(专利权)人：福州高意光学有限公司，
类型：发明
国别省市：