一种半导体激光器光源、光源阵列和多线激光雷达系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种半导体激光器光源、光源阵列和多线激光雷达系统，通过超透镜对半导体激光器发出的光线进行准直，来减小半导体激光器慢轴方向的发散角，并通过沿半导体激光器快轴方向或者慢轴方向排列的第一超透镜阵列、第二超透镜阵列或者第三超透镜阵列这样的超透镜阵列，对半导体激光器光源中与第一超透镜阵列、第二超透镜阵列或者第三超透镜阵列排布方式相同的半导体激光器中发光区所发出的激光光束的放大光束进行准直或者汇聚的方式，来减小半导体激光器快轴方向的发散角。来减小半导体激光器快轴方向的发散角。来减小半导体激光器快轴方向的发散角。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器光源、光源阵列和多线激光雷达系统


[0001]本技术涉及超透镜应用领域，具体而言，涉及一种半导体激光器光源、光源阵列和多线激光雷达系统。

技术介绍

[0002]目前，多线激光雷达是指同时发射及接收多束激光的激光旋转测距雷达，可以识别物体的高度信息并获取周围环境的3D扫描图，主要应用于无人驾驶，智慧城市等领域。多线激光雷达采用多个半导体激光器组成的激光器阵列作为信号源时，由于半导体激光器存在快轴 (垂直于pn结平面的方向)和慢轴(平行于pn结平面的方向)。且半导体激光器一般不是单个发光区，而是由多个发光区沿快轴按一定间隔周期线性排列组成。快轴和慢轴的发散角不同，当直接采用微透镜对半导体激光器的多个发光区分别发出的光束进行准直时，造成采用多个半导体激光器组成的激光器阵列作为信号源的多线激光雷达结构复杂且尺寸较大。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本技术实施例的目的在于提供一种半导体激光器光源、光源阵列和多线激光雷达系统。
[0004]第一方面，本技术实施例提供了一种半导体激光器光源，包括：半导体激光器单元和超透镜单元；
[0005]所述半导体激光器单元，包括：半导体激光器；
[0006]所述超透镜单元，包括：准直超透镜；
[0007]所述准直超透镜对所述半导体激光器发出的光线进行准直。
[0008]第二方面，本技术实施例还提供了一种半导体激光器光源阵列，包括：沿快轴方向或者慢轴方向排布的多个上述第一方面所述的半导体激光器光源。
[0009]第三方面，本技术实施例还提供了一种用于多线激光雷达系统的半导体激光器光源，包括：半导体激光器阵列、扩束超透镜阵列、第二超透镜阵列和第三超透镜阵列；
[0010]所述半导体激光器阵列，包括：沿着预设方向线性排布的2
n
个半导体激光器；其中，n为大于1的自然数，所述预设方向，包括：快轴方向或者慢轴方向；
[0011]所述扩束超透镜阵列，包括：沿着预设快轴方向线性排布的2
n
个扩束超透镜；2
n
个扩束超透镜中的各扩束超透镜能够对2
n
个半导体激光器中与各扩束超透镜对应设置的半导体激光器中多个发光区中的各发光区发出的激光光束进行扩束，得到各发光区所发出的激光光束的扫描光束；
[0012]所述第二超透镜阵列，包括：沿着预设快轴方向线性排布的2
n
个超透镜子阵列；2
n
个超透镜子阵列中的各超透镜子阵列，分别包括：并排设置的多个超透镜；2
n
个超透镜子阵列中的各超透镜子阵列对2
n
个半导体激光器中所有的发光区中与各超透镜子阵列对应设置的发光区发出的激光光束扩束后得到的扫描光束在快轴方向上进行准直；
[0013]所述第三超透镜阵列，包括：沿着预设慢轴方向线性排布的2
n
个超表面；2
n
个超表面中的各超表面分别对各半导体激光器中与各超表面对应设置的半导体激光器的各发光区所发出的激光光束扩束后得到的扫描光束在慢轴方向上进行准直。
[0014]第四方面，本技术实施例还提供了一种基于半导体激光器光源的多线激光雷达系统，包括：分光镜，MEMS振镜，回波信号接收模块以及上述第三方面所述的用于多线激光雷达系统的半导体激光器光源；
[0015]所述分光镜能够透过所述用于多线激光雷达系统的半导体激光器光源发出的2
n
个扫描光束，使得2
n
个扫描光束中的各扫描光束分别入射到所述MEMS振镜；其中，各所述扫描光束具有第一光学特性；
[0016]所述MEMS振镜，将入射的各扫描光束反射到目标物体的不同位置，通过各所述扫描光束对所述目标物体的不同位置进行扫描；
[0017]所述目标物体的不同位置被各所述扫描光束照射后，会生成2
n
个反射光束，所述2
n
个反射光束中的各反射光束依次经过所述MEMS 振镜以及所述分光镜的反射后，分别被所述回波信号接收模块接收，其中，各所述反射光束具有第二光学特性，所述第一光学特性与所述第二光学特性不同。
[0018]本技术实施例上述第一方面至第四方面提供的方案中，通过超透镜或者第三超透镜阵列这样的超透镜阵列对半导体激光器发出的光线进行准直或汇聚，来减小半导体激光器慢轴方向的发散角，并通过沿半导体激光器快轴方向或者慢轴方向排列的第一超透镜阵列和第二超透镜阵列，对半导体激光器光源中与第一超透镜阵列和第二超透镜阵列排布方式相同的半导体激光器中发光区所发出的激光光束的放大光束进行准直或者汇聚的方式，来减小半导体激光器快轴方向的发散角，提高出射的放大光束的准直度，与相关技术中采用微透镜进行半导体激光器的多个发光区分别发出的光束进行准直的方式相比，提高了半导体激光器光源的对准精度；而且，由于超透镜具有轻，薄，简，廉及产能高的优点，使得半导体激光器光源的整体规格可以更小更轻薄，基于半导体激光器光源的多线激光雷达系统具有小型化的特点；再者，由于超透镜具有无热化的技术特点，降低了使用超透镜的半导体激光器光源的温度敏感性，可以实现半导体激光器光源的长时间高效稳定工作。
[0019]为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。
[0021]图1示出了本技术实施例所提供的一种半导体激光器光源中，半导体激光器的快轴方向和慢轴方向的示意图；
[0022]图2示出了本技术实施例所提供的一种半导体激光器光源中，快轴方向准直度高的半导体激光器光源的结构示意图一；
[0023]图3示出了本技术实施例所提供的一种半导体激光器光源中，快轴方向准直
度高的半导体激光器光源的结构示意图二；
[0024]图4示出了本技术实施例所提供的一种半导体激光器光源中，半导体激光器光源的排布方式示意图；
[0025]图5示出了本技术实施例所提供的一种半导体激光器光源中，可以提高出射光束在慢轴方向准直度的半导体激光器光源的俯视结构示意图；
[0026]图6示出了本技术实施例所提供的一种半导体激光器光源中，一种沿慢轴方向线性排布的可以提高出射光束在慢轴方向准直度的半导体激光器光源的俯视结构示意图；
[0027]图7示出了本技术实施例所提供的一种半导体激光器光源中，沿快轴方向线性排布的高准直度的用于多线激光雷达系统的半导体激光器光源的结构示意图；
[0028]图8示出了本技术实施例所提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器光源，其特征在于，包括：半导体激光器单元和超透镜单元；所述半导体激光器单元，包括：半导体激光器；所述超透镜单元，包括：准直超透镜；所述准直超透镜对所述半导体激光器发出的光线进行汇聚或准直。2.根据权利要求1所述的半导体激光器光源，其特征在于，所述半导体激光器单元，还包括：扩束超透镜；所述超透镜单元，包括：第一超透镜阵列；所述半导体激光器，包括：多个沿快轴方向排布的发光区；所述第一超透镜阵列，包括：多个超透镜；所述扩束超透镜，对所述半导体激光器中多个发光区中的各发光区发出的激光光束进行扩束，得到各发光区所发出的激光光束的放大光束；其中，所述扩束超透镜与所述半导体激光器之间的距离小于等于扩束超透镜的焦距；多个所述超透镜沿所述半导体激光器快轴方向线性排列，所述多个超透镜中的各超透镜对各所述发光区中与各超透镜对应设置的发光区发出的激光光束扩束后得到的放大光束进行汇聚或者准直。3.一种半导体激光器光源阵列，其特征在于，包括：沿快轴方向或者慢轴方向排布的多个上述权利要求1或者2所述的半导体激光器光源。4.一种用于多线激光雷达系统的半导体激光器光源，其特征在于，包括：半导体激光器阵列、扩束超透镜阵列、第二超透镜阵列和第三超透镜阵列；所述半导体激光器阵列，包括：沿着预设方向线性排布的2
n
个半导体激光器；其中，n为大于1的自然数，所述预设方向，包括：快轴方向或者慢轴方向；所述扩束超透镜阵列，包括：沿着快轴方向线性排布的2
n
个扩束超透镜；2
n
个扩束超透镜中的各扩束超透镜能够对2
n
个半导体激光器中与各扩束超透镜对应设置的半导体激光器中多个发光区中的各发光区发出的激光光束进行扩束，得到各发光区所发出的激光光束的扫描光束；所述第二超透镜阵列，包括：沿着快轴方向线性排布的2
n
个超透镜子阵列；2
n
个超透镜子阵列中的各超透镜子阵列，分别包括：并排设置的多个超透镜；2
n
个超透镜子阵列中的各超透镜子阵列对2
n
个半导体激光器中所有的发光区中与各超透镜子阵列对应设置的发光区发出的激光光束扩束后得到的扫描光束在快轴方向上进行准直；所述第三超透镜阵列，包括：沿着慢轴方向线性排布的2
n
个超表面；2
n

【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑞，朱健，郝成龙，谭凤泽，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：