一种激光扫描系统技术方案

本发明专利技术提供了一种激光扫描系统，涉及光束控制领域，该系统包括：竖直依次设置的第一衍射光栅

【技术实现步骤摘要】
一种激光扫描系统


[0001]本专利技术涉及光束控制领域，特别是涉及一种激光扫描系统
。

技术介绍

[0002]光束扫描技术是指对激光光束方向精确控制以及定位的技术，扫描天线技术在民用和军事中均具有重要的研究价值
。
扫描天线技术可通过机械式
、
微机电式以及纯电控非机械式三种方式实现
。
传统的光束扫描一般采用机械式，如：旋转平面反射镜以及三棱镜等，该方式具有扫描效率高
、
视场广等优点
。
然而受限其体积和质量，该方式的定位精度差
、
扫描速度慢
。
电扫描相控阵系统结构复杂，为了达到一定的扫描角度会配备有昂贵的移相器，并且其调控参数较为单一，适用性差
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种激光扫描系统，以解决传统的光束扫描方式适用性差的问题
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种激光扫描系统，包括：竖直依次设置的第一衍射光栅
、
相位调控器件以及第二衍射光栅；
[0006]所述第一衍射光栅用于对正入射光束进行第一角度偏转；
[0007]所述第一衍射光栅以及所述相位调控器件绕光轴同向自转或反向自转，对第一角度偏转后的光束实现光束扫描；
[0008]所述第二衍射光栅用于放大经所述相位调控器件出射的光束；所述第二衍射光栅的转动需保持所述第二衍射光栅的光栅矢量与所述相位调控器件出射光矢量所在平面平行
。
[0009]可选的，还包括：第一转动台
、
第二转动台以及第三转动台；
[0010]所述第一转动台用于带动所述第一衍射光栅旋转；
[0011]所述第二转动台用于带动所述相位调控器件旋转；
[0012]所述第三转动台用于带动所述第二衍射光栅旋转
。
[0013]可选的，所述第一转动台，具体包括：旋转装置
、
驱动装置以及固定装置；
[0014]所述第一衍射光栅设于所述旋转装置内；
[0015]所述驱动装置的一端设于所述固定装置上；所述驱动装置的另一端与所述旋转装置连接；
[0016]当所述驱动装置工作时，引起所述旋转装置旋转以带动所述第一衍射光栅旋转
。
[0017]可选的，所述第一转动台
、
所述第二转动台以及所述第三转动台的结构相同
。
[0018]可选的，所述第一转动台的固定装置
、
所述第二旋转台的固定装置以及所述第三旋转台的固定装置与光轴垂直设置
。
[0019]可选的，所述第一转动台的旋转装置与所述第二转动台的旋转装置具有独立的旋
转速度，在不同的旋转速度之比下，产生不同的光束扫描轨迹；
[0020]根据所需的光束扫描轨迹设置所述第一转动台的旋转装置与所述第二转动台的旋转装置的旋转速度与方向
。
[0021]可选的，所述相位调控器件出射的光线方向决定所述第三旋转台的旋转装置的旋转方向与速度
。
[0022]可选的，所述第一衍射光栅的偏转角度范围
[
‑
α
，
α
]，
α
为所述第一衍射光栅的衍射光束与光轴的夹角
。
[0023]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种激光扫描系统，衍射光射具有高衍射效率以及大衍射角度，通过第一衍射光栅
、
相位调控器件以及第二衍射光栅的组合，实现入射光束的高效率
、
大扫描角以及轻量化的光束扫描，提升了激光扫描系统的适用性，减轻了光学系统的重量，且放低了对激光器的严格要求
。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0025]图1为本专利技术激光扫描系统的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术正入射光线通过倾斜矢量体布拉格光栅进行大角度偏转示意图；
[0027]图3为本专利技术经第一衍射光栅出射的光线通过楔形镜的偏转示意图；
[0028]图4为本专利技术经相位调控器件出射的光线通过固态液晶光栅示意图；
[0029]图5为经相位调控器件出射的光矢量和光栅表面法向量所在平面与第二衍射光栅的光栅矢量的位置关系示意图；
[0030]图6为本专利技术经衍射光栅
‑
相位调控器件组合的扫描覆盖范围原理示意图；
[0031]图7为本专利技术经衍射光栅
‑
相位调控器件
‑
衍射光栅组合的扫描覆盖范围原理示意图
。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围
。
[0033]本专利技术的目的是提供一种激光扫描系统，能够实现入射光束的高效率
、
大扫描角以及轻量化的光束扫描，提升激光扫描系统的适用性
。
[0034]为使本专利技术的上述目的
、
特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明
。
[0035]如图1所示，本专利技术提供了一种激光扫描系统，包括：竖直依次设置的第一衍射光栅
1、
相位调控器件2以及第二衍射光栅3；所述第一衍射光栅1用于对正入射光束进行第一角度偏转；所述第一衍射光栅1以及所述相位调控器件2绕光轴同向自转或反向自转，对第
一角度偏转后的光束实现光束扫描；所述第二衍射光栅3用于放大经所述相位调控器件2出射的光束；所述第二衍射光栅3的转动需保持所述第二衍射光栅3的光栅矢量与所述相位调控器件2出射光矢量所在平面平行
。
[0036]在实际应用中，第一衍射光栅1可用倾斜矢量体布拉格光栅，如图2所示；相位调控器件2可用楔形镜，如图3所示；第二衍射光栅3可用固态液晶光栅，如图4所示
。
[0037]在本实施例中，入射光正入射第一衍射光栅1，由于满足第一衍射光栅1衍射条件，入射光束被衍射
。
第一衍射光栅1的衍射光束能够绕光轴旋转扫描出角锥面，其夹角角度范围为
[
‑
α
，
α
]，
α
为衍射光与光轴的夹角，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种激光扫描系统，其特征在于，包括：竖直依次设置的第一衍射光栅
、
相位调控器件以及第二衍射光栅；所述第一衍射光栅用于对正入射光束进行第一角度偏转；所述第一衍射光栅以及所述相位调控器件绕光轴同向自转或反向自转，对第一角度偏转后的光束实现光束扫描；所述第二衍射光栅用于放大经所述相位调控器件出射的光束；所述第二衍射光栅的转动需保持所述第二衍射光栅的光栅矢量与所述相位调控器件出射光矢量所在平面平行
。2.
根据权利要求1所述的激光扫描系统，其特征在于，还包括：第一转动台
、
第二转动台以及第三转动台；所述第一转动台用于带动所述第一衍射光栅旋转；所述第二转动台用于带动所述相位调控器件旋转；所述第三转动台用于带动所述第二衍射光栅旋转
。3.
根据权利要求2所述的激光扫描系统，其特征在于，所述第一转动台，具体包括：旋转装置
、
驱动装置以及固定装置；所述第一衍射光栅设于所述旋转装置内；所述驱动装置的一端设于所述固定装置上；所述驱动装置的另一端与所述旋转装置连接；当所述驱动装置工作时，引起所述旋转装置旋转以带动所述第一衍射光栅旋转
。4.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翔，王海龙，袁孝，张念，熊宝星，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：