微型激光測距的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了微型激光測距機，包括框體、上蓋、接收鏡頭、發射鏡頭、光電探測器、信號處理模塊、電源和微片式激光器；本實用新型的微型激光測距機采用高效的微片式激光器，激光脈沖準直性好；發射的脈沖窄，能量大，體積小。采用傳導的散熱技術，結構部分盡可能地利用框體散熱，使各散熱部分接觸面平整、光潔，并涂覆銦鉑、704膠等降低接觸面的熱阻；優化的光學設計，充分的系統設計冗余，測距精度高，適用于運動目標測距與跟蹤。
【專利說明】
微型激光測距機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種測距機，尤其涉及一種微型激光測距機。

【背景技術】
[0002]發展高性能激光測距機對提高我國裝備儀器研制水平、提升我軍戰斗力具有十分重大的現實意義。激光發明50年來，軍事需求一直引領激光技術的發展。原來只能車載的重型裝備，瘦身后可以應用于戰斗機、直升機、無人機、遙控車，甚至單兵攜帶，高性能激光測距機技術決定了未來戰爭的形式。
[0003]高性能的激光測距機產品的光源大多選用全固態半導體激光器和LD激光器。全固態半導體激光器的溫度控制系統一般采用風冷和半導體制冷想結合的方式進行散熱，體積太大，受限于尺寸、重量，導彈、飛機上應用激光器比較有限，即使應用也有很多限制，會帶來諸多問題，無法滿足小體積的需要。LD激光器的缺點是激光光束整形準直困難，脈沖能量小。
實用新型內容
[0004]本實用新型目的是提供一種微型激光測距機，其采用微片式激光器作為發射光源，該系統體積小，脈沖能量高，重量輕，適合運動目標測距與跟蹤；適合野戰便攜應用和機載應用，對戰場目標實現精確測距。
[0005]本實用新型解決技術問題采用如下技術方案:一種微型激光測距機，包括框體、上蓋、接收鏡頭、發射鏡頭、光電探測器、信號處理模塊、電源和微片式激光器；
[0006]所述框體為上部開口的長方體狀，所述上蓋固定于所述框體上，且覆蓋所述框體的開口 ；
[0007]所述接收鏡頭和發射鏡頭均固定于所述框體的前側壁上，且所述接收鏡頭和發射鏡頭的一端均位于所述框體內，另一端均位于所述框體外；
[0008]所述接收鏡頭和發射鏡頭的軸線相互平行；且所述接收鏡頭的軸線和發射鏡頭的軸線所在的平面與水平面平行；
[0009]所述光電探測器設置于所述接收鏡頭位于所述框體內的一端，以將所述接收鏡頭接收的激光信號轉換為電信號；
[0010]所述光電探測器與所述信號處理模塊信號連接；
[0011]所述電源與所述光電探測器、信號處理模塊和微片式激光器電路連接，以對所述光電探測器、信號處理模塊和微片式激光器進行供電。
[0012]可選的，所述框體的左側壁和右側壁均設置有凸耳，所述上蓋上設置有與所述凸耳向對應的凸塊，所述凸耳和凸塊上均開設有通孔，螺釘穿過所述凸耳的通孔和所述凸塊的通孔，將所述上蓋固定于所述框體上。
[0013]本實用新型具有如下有益效果:本實用新型的微型激光測距機采用高效的微片式激光器，內部集成有半導體泵浦源激光二極管(LD)、激光晶體、被動調Q晶體和熱電致冷器等。激光脈沖準直性好；發射的脈沖窄，能量大，體積小。采用傳導的散熱技術，盡可能地利用框體進行散熱，并使各散熱部分接觸面平整、光潔，涂覆銦鉬、704膠等降低接觸面的熱阻，使得整體體積減小；所述微型激光測距機輸出光束質量好:由于半導體泵浦激光的高轉換效率，減少了激光工作物質的熱透鏡效應，大大改善了激光器的輸出光束質量，激光光束質量已接近理論極限。且本實用新型的微型激光測距機的壽命長，采用激光二極管陣列泵浦源，壽命由氙燈激光器的17提升到108，壽命提升10倍，不用更換氙燈等復雜保養維護，提高產品可靠性與可用性；優化的光學設計，充分的系統設計冗余，測距精度高，適用于運動目標測距與跟蹤。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的微型激光測距機的爆炸結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型的微型激光測距機的結構示意圖；
[0016]圖3為本實用新型的微型激光測距機的電路結構示意圖；
[0017]圖中標記示意為:1-框體；2_上蓋；3_接收鏡頭；4_發射鏡頭；5_光電探測器；6-信號處理模塊；7-電源；8_微片式激光器。

【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例及附圖對本實用新型的技術方案作進一步闡述。
[0019]實施例1
[0020]參考圖1-3，本實施例提供了一種微型激光測距機，其特征在于，包括框體1、上蓋2、接收鏡頭3、發射鏡頭4、光電探測器5、信號處理模塊6、電源7和微片式激光器8 ；
[0021]所述框體I為上部開口的長方體狀，所述上蓋2固定于所述框體I上，且覆蓋所述框體I的開口；
[0022]所述接收鏡頭3和發射鏡頭4均固定于所述框體I的前側壁上，且所述接收鏡頭3和發射鏡頭4的一端均位于所述框體I內，另一端均位于所述框體I外；
[0023]所述接收鏡頭3和發射鏡頭4的軸線相互平行；且所述接收鏡頭3的軸線和發射鏡頭4的軸線所在的平面與水平面平行；
[0024]所述光電探測器5設置于所述接收鏡頭3位于所述框體I內的一端，以將所述接收鏡頭接收3的激光信號轉換為電信號；
[0025]所述光電探測器5與所述信號處理模塊6信號連接；所述信號處理模塊6設置于所述框體I的后側壁上，且位于所述框體I外部；所述電源7也設置于所述框體I的后側壁上,并位于所述框體I外部。
[0026]所述電源7與所述光電探測器5、信號處理模塊6和微片式激光器8電路連接，以對所述光電探測器5、信號處理模塊6和微片式激光器8進行供電；
[0027]所述微片式激光器8固定于所述框體I的右側壁上(如圖1所示)，位于所述框體I內，且與所述發射鏡頭4的位于所述框體I內的一端相連，以通過所述發射鏡頭4對所述微片式激光器8所產生的激光進行擴束。
[0028]本實施例中，所述框體I的材料為鋁合金，以將所述微片式激光器8所產生的熱量傳遞至所述框體1，并通過所述框體I傳至空氣中，當然，所述框體I的材料也可以采用其他導熱性好的金屬或者其合金。采用傳導的散熱技術，將微片式激光器8固定在右側壁上，以使得其可以盡可能地利用右側壁和框體I的底壁散熱，在將所述微片式激光器8固定于所述右側壁時，使各散熱部分接觸面平整、光潔，并涂覆銦鉬、704膠等降低接觸面的熱阻，使得所述微型激光測距機的體積得以有效減小；
[0029]所述框體I的左側壁和右側壁均設置有凸耳，所述上蓋2上設置有與所述凸耳向對應的凸塊，所述凸耳和凸塊上均開設有通孔，螺釘穿過所述凸耳的通孔和所述凸塊的通孔，將所述上蓋固定于所述框體上。
[0030]本實用新型的微型激光測距機的微片式激光器8采用的是半導體泵浦方式，使激光器的效率提高到10%左右，而且所述微片式激光器8的壽命長；更進一步，采用所述半導體泵浦還使得激光器的重復頻率更高，能量更大，體積更小，重量更輕。
[0031]所述微片式激光器8內部集成有泵浦源激光二極管(LD)、激光晶體、被動調Q晶體和熱電致冷器等。泵浦源激光二極管(LD)的工作波長隨溫度變化會產生漂移，漂移率為0.27nm/°C，如不控制會影響激光晶體對泵浦光源的吸收效率，影響輸出功率。激光器內部自帶雙向主動溫控芯片一熱電致冷器，通過外部驅動電流對泵浦源激光二極管(LD)進行精確溫控，防止泵浦源的波長漂移。
[0032]所述的微片式激光器8和發射鏡頭4等部件構成激光發射系統。所述發射鏡頭4有兩個用途:其一是擴展激光束的直徑；其二是減小激光束的發散角。激光發射系統采用波長為1064nm的半導體微片式激光器作為光源，通過發射鏡頭4進行擴束，發射高質量、大功率、窄脈沖激光光束；
[0033]所述的接收鏡頭3和光電探測器5等部件構成激光接收系統。所述激光接收系統通過接收鏡頭3接收目標漫發射的回波信號，經過窄帶濾波消除噪聲，光電探測器5進行光電放大轉換，在經過信號放大器進行初級放大，中級放大和后級放大；最終送給信號處理模塊6。
[0034]所述光電探測器5為目前常用的光電探測器，其包括PMT光電倍增管、PIN型光電探測器和雪崩光電二極管APD，其中PMT光電倍增管盡管有高的增益和較低的噪聲，但是體積大、抗電磁干擾能力差考、動態響應范圍小一般較少在激光測距機中使用；PIN光電倍增管和雪崩光電二極管APD都是在半導體結光電探測器基礎上發展而來的；PIN型光電倍增管內部沒有放大，因而限制了靈敏度的進一步提高，雪崩光電二極管APD內部光量子的倍增作用，使光電流大大倍增，顯著提高了光傳感器的的靈敏度；從上面的分析可知，雪崩光電~■極管APD具有靈敏度聞、體積小、功耗低、可罪性聞、抗電磁干擾強、動態范圍大等優點，所以雪崩光電二極管APD是激光測距機光電接收的最佳選擇。
[0035]所述信號處理模塊6和電源7可以安裝在一個結構中，最后安裝在左側板上，是整個微型激光測距機的控制、信號處理、通信和供電的總樞紐。
[0036]所述信號處理模塊6產生10Hz觸發信號,直接控制微片式激光器8發射激光,反射激光進入光電探測器5形成測距主波信號。啟動測距電路開始計數。激光傳輸2000m后照射在目標上，返回激光信號進入接收鏡頭3，在光電探測器5上形成微弱光電信號。經過前置放大、中放、整形，輸出具有足夠幅度的回波電壓信號，送信號處理模塊6進行測距，通過時間轉換模塊測量出激光啟停時間T。測出時間后，乘以光速就是激光往返的距離。
[0037]以上實施例的先后順序僅為便于描述，不代表實施例的優劣。
[0038] 最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種微型激光測距機，其特征在于，包括框體、上蓋、接收鏡頭、發射鏡頭、光電探測器、信號處理模塊、電源和微片式激光器； 所述框體為上部開口的長方體狀，所述上蓋固定于所述框體上，且覆蓋所述框體的開Π ； 所述接收鏡頭和發射鏡頭均固定于所述框體的前側壁上，且所述接收鏡頭和發射鏡頭的一端均位于所述框體內，另一端均位于所述框體外； 所述接收鏡頭和發射鏡頭的軸線相互平行；且所述接收鏡頭的軸線和發射鏡頭的軸線所在的平面與水平面平行； 所述光電探測器設置于所述接收鏡頭位于所述框體內的一端，以將所述接收鏡頭接收的激光信號轉換為電信號； 所述光電探測器與所述信號處理模塊信號連接； 所述電源與所述光電探測器、信號處理模塊和微片式激光器電路連接，以對所述光電探測器、信號處理模塊和微片式激光器進行供電。
2.根據權利要求1所述的微型激光測距機，其特征在于，所述框體的左側壁和右側壁均設置有凸耳，所述上蓋上設置有與所述凸耳向對應的凸塊，所述凸耳和凸塊上均開設有通孔，螺釘穿過所述凸耳的通孔和所述凸塊的通孔，將所述上蓋固定于所述框體上。
【文檔編號】G01C3/00GK204128541SQ201420596027
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】趙秀冕, 王喜超, 姜波 申請人:北京國科欣翼科技有限公司