电磁控空间光调制器、光源装置、激光垂准仪制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种电磁控空间光调制器、光源装置、激光垂准仪，电磁控空间光调制器包括透镜、导电层、电调制层、磁调制层，透镜为直三棱柱，导电层涂覆在通光区域所处的三棱柱的两个侧面的表面；电调制层由拓扑半金属材料制成，电调制层涂覆在导电层表面，电调制层的边缘还涂覆有电极层，电极层与导电层分别与外部电源连接以形成电调制回路；磁调制层由磁性半导体材料制成，磁调制层涂覆在电调制层表面，在外部磁场发生器的作用下，磁调制层用于对激光光束进行磁调制。本实用新型专利技术提供的技术方案利用电场和磁场改变拓扑半金属和磁性半导体材料中的载流子浓度，可以调控光场中不同空间位置的透过率，产生可主动调制的结构光场，调制速度快。调制速度快。调制速度快。

【技术实现步骤摘要】
电磁控空间光调制器、光源装置、激光垂准仪


[0001]本技术涉及隧道测量领域，特别涉及一种电磁控空间光调制器、光源装置、激光垂准仪。

技术介绍

[0002]在高塔、地铁、电梯、竖井、大型设备的施工安装以及工程监理和变形观测等场景的应用中，作为一种准确性高、容易携带的仪器激光垂准仪往往是人们理想的选择。然而在实际使用过程中，对于传播距离很远的应用场景，往往伴随着一些特殊环境，如雾气、水雾、大气湍流、粉尘等情况，此时普通的红光激光器所发射的平面波结构的光束，无法传播很长的距离，并且由于粉尘等障碍物的阻挡，光束会发生变化，无法自动回复成平面波，因此这种垂准仪在长距离作业和较为复杂环境下作业变得非常困难。
[0003]利用无衍射、自愈特性的结构光场代替传统平面波将可以有效解决上述问题，不仅可以用于长距离传输，而且利用结构光场的自恢复特性，可以做到在有阻挡物的情况下实现光波面的自恢复，因此极大地扩展了激光垂准仪的应用领域，尤其适合于长距离、复杂环境下的隧道井中测量作业使用。但是现有技术产生结构光场的方法是通过聚焦透镜组产生贝塞尔光，这种方法下的产品的空间光调制器价格高，使用环境的要求高，并且，无法在工程作业环境下使用，另外，对于聚焦透镜组，无法实现对于串数光束的主动调制，无法针对不同使用环境下，调制成适宜的结构光场，以及因为聚焦透镜组参数无法调节而产生的结构光场质量较差。

技术实现思路

[0004]鉴于以上内容，有必要提供一种电磁控空间光调制器、光源装置、激光垂准仪，本技术提供的技术方案如下：
[0005]一方面，本技术提供了一种电磁控空间光调制器，用于调制外部激光光束，所述电磁控空间光调制器包括：
[0006]透镜，所述透镜为直三棱柱，所述三棱柱具有通光区域，所述通光区域位于所述三棱柱的其中两个侧面交汇处的中心位置；
[0007]导电层，其由导电材料制成，所述导电层涂覆在所述通光区域所处的三棱柱的两个侧面的表面；
[0008]电调制层，其由拓扑半金属材料制成，所述电调制层涂覆在所述导电层表面，所述电调制层的边缘还涂覆有电极层，所述电极层与所述导电层分别与外部电源连接以形成电调制回路，所述电调制回路用于对所述激光光束进行电调制；
[0009]磁调制层，其由磁性半导体材料制成，所述磁调制层涂覆在所述电调制层表面，在外部磁场发生器的作用下，所述磁调制层用于对所述激光光束进行磁调制。
[0010]进一步地，所述电磁控空间光调制器还包括涂覆在所述磁调制层上的起保护作用的保护层。
[0011]优选地，所述透镜由K9玻璃材料制成，所述导电层为氧化铟硒薄膜，所述电调制层为砷化钽薄膜或者汞铬硒薄膜，所述磁调制层为掺钴二维钛氧化物薄膜，所述保护层为氮化硼薄膜。
[0012]优选地，所述外部电源为0
‑
5V的直流电源。
[0013]优选地，所述外部磁场发生器为0
‑
0.1nT的电磁铁。
[0014]优选地，所述直三棱柱的底面为等腰三角形，所述等腰三角形的顶角为150
°
。
[0015]优选地，所述通光区域为半径为2mm的圆形。
[0016]另一方面，本技术提供了一种光源装置，包括依序设置的激光发生器、扩束器、如上述中所述的电磁控空间光调制器、缩束器，其中，所述激光发生器用于发射激光光束，所述扩束器用于扩大所述激光光束的直径以避免所述激光光束聚焦于所述电磁控空间光调制器，所述电磁控空间光调制器用于调制经所述扩束器扩束后的激光光束，所述缩束器用于缩小调制后的激光光束的直径。
[0017]进一步地，所述光源装置还包括与所述缩束器配合的准直镜，所述准直镜用于维持所述激光光束的准直性。
[0018]再一方面，本技术提供了一种激光垂准仪，包括如上所述的光源装置以及壳体，所述壳体内设有支架，所述支架用于放置所述光源装置。
[0019]本技术具有下列优点：
[0020]a)通过产生具有无衍射，可自愈的结构光场，不仅可以长距离传输，还可以在遇到障碍之后让波面复原；
[0021]b)利用电场和磁场改变拓扑半金属和磁性半导体材料中的载流子浓度，可以调控光场中不同空间位置的透过率，从而产生可主动调制的结构光场；
[0022]c)成本低、调制速度快。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本技术实施例提供的电磁控空间光调制器的第一示意图；
[0025]图2为本技术实施例提供的电磁控空间光调制器的第二示意图；
[0026]图3为本技术实施例提供的激光垂准仪的第一示意图；
[0027]图4为本技术实施例提供的激光垂准仪的第二示意图。
[0028]其中，附图标记包括：1
‑
激光发生器，2
‑
扩束器，3
‑
电磁控空间光调制器，31
‑
导电层，32
‑
电调制层，33
‑
磁调制层，34
‑
保护层，35
‑
透镜，36
‑
磁场发生器，37
‑
电源，4
‑
缩束器，5
‑
准直镜，6
‑
支架，7
‑
壳体。
具体实施方式
[0029]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，更清楚地了解本技术的目的、技术方案及其优点，以下结合具体实施例并参照附图对本技术实施例中的技
术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。除此，本技术的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0030]在本技术的一个实施例中，提供了一种用于调制外部激光光束的电磁控空间光调制器3，如图1
‑
2所示，所述电磁控空间光调制器3包括透镜35、导电层31、电调制层32、磁调制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁控空间光调制器，其特征在于，用于调制外部激光光束，所述电磁控空间光调制器包括：透镜，所述透镜为直三棱柱，所述三棱柱具有通光区域，所述通光区域位于所述三棱柱的其中两个侧面交汇处的中心位置；导电层，其由导电材料制成，所述导电层涂覆在所述通光区域所处的三棱柱的两个侧面的表面；电调制层，其由拓扑半金属材料制成，所述电调制层涂覆在所述导电层表面，所述电调制层的边缘还涂覆有电极层，所述电极层与所述导电层分别与外部电源连接以形成电调制回路，所述电调制回路用于对所述激光光束进行电调制；磁调制层，其由磁性半导体材料制成，所述磁调制层涂覆在所述电调制层表面，在外部磁场发生器的作用下，所述磁调制层用于对所述激光光束进行磁调制。2.如权利要求1所述的电磁控空间光调制器，其特征在于，还包括涂覆在所述磁调制层上的起保护作用的保护层。3.如权利要求2所述的电磁控空间光调制器，其特征在于，所述透镜由K9玻璃材料制成，所述导电层为氧化铟硒薄膜，所述电调制层为砷化钽薄膜或者汞铬硒薄膜，所述磁调制层为掺钴二维钛氧化物薄膜，所述保护层为氮化硼薄膜。4.如权利要求1所述的电磁控空间光调制器，其特征在于，所述外部电源为0
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志洋，郭素阳，高迎可，杨正凡，徐胜，刘玲玉，
申请(专利权)人：中交天和机械设备制造有限公司，
类型：新型
国别省市：