半導體泵浦雷射測距的製造方法
2023-06-03 10:49:21
半導體泵浦雷射測距的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種半導體泵浦雷射測距機，包括框體、上蓋、半導體泵浦雷射器、發射望遠鏡、接收望遠鏡、散熱器、風扇和控制系統；本實用新型的半導體泵浦雷射測距機的發射模塊採用半導體泵浦雷射器作為光源，能量轉化效率高，並能減少電源壓力，且其體積小、重量輕；輸出光束質量好，壽命長，採用雷射二極體陣列泵浦源，壽命由氙燈雷射器的107提升到108，壽命提升10倍，不用更換氙燈等複雜保養維護，提高產品可靠性與可用性；且用風冷替換了水冷，克服了水冷時一直存在的水箱漏水、冷卻水流性差導致散熱不足等致命故障，提高了系統的可靠性。
【專利說明】半導體泵浦雷射測距機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種測距機，尤其涉及一種半導體泵浦雷射測距機。
【背景技術】
[0002]發展高性能雷射測距機對提高我國裝備儀器研製水平、提升我軍戰鬥力具有十分重大的現實意義。雷射發明50年來，軍事需求一直引領雷射技術的發展。原來只能車載的重型裝備，瘦身後可以應用於戰鬥機、直升機、無人機、遙控車，甚至單兵攜帶，高性能雷射測距機技術決定了未來戰爭的形式。
[0003]高性能雷射測距機目前處在技術飛躍的關鍵時期。其發射模塊部分的雷射器泵浦方式主要是傳統的氙燈泵浦源，雷射器效率只有1-2%，頻率低，體積大，不適合野戰便攜應用和機載應用。
[0004]測距30公裡的雷射測距機產品散熱系統目前仍以水冷為主，受限於尺寸、重量，飛彈、飛機上應用雷射器比較有限，即使應用也有很多限制，會帶來諸多問題。體積較大，重量也達數十斤，遠不能滿足實際應用需求。
實用新型內容
[0005]本實用新型目的是提供一種半導體泵浦雷射測距機，所述半導體泵浦雷射測距機體積小，無需水冷，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。
[0006]本實用新型解決技術問題採用如下技術方案:一種半導體泵浦雷射測距機，包括框體、上蓋、半導體泵浦雷射器、發射望遠鏡、接收望遠鏡、散熱器、風扇和控制系統；
[0007]所述上蓋覆蓋在所述框體上；
[0008]所述半導體泵浦雷射器設置於所述框體內，並通過所述發射望遠鏡向外發射雷射;
[0009]所述發射望遠鏡設置於所述框體的側壁上，其一端位於所述框體內，並與所述半導體泵浦雷射器連接；
[0010]所述接收望遠鏡設置於所述框體的側壁上，且與所述發射望遠鏡平行；
[0011]在所述半導體泵浦雷射器的殼體上設置有散熱器；在所述散熱器上設置有風扇；
[0012]所述控制系統包括光電探測器、信號放大器、信號處理器、鍵盤和顯示單元；
[0013]所述光電探測器設置於所述接收望遠鏡的一端，並位於所述框體內，用於將所述接收望遠鏡所接收的雷射信號轉換為電信號；
[0014]所述信號放大器連接於所述光電探測器和信號處理器，以將所述光電探測器所產生的電信號進行放大並發送至所述信號處理器；
[0015]所述信號處理器對所述信號放大器所輸出的放大後的電信號進行處理，並得到所述半導體泵浦雷射測距機與目標之間的距離；
[0016]所述鍵盤和顯示單元均信號連接至所述信號處理器。
[0017]可選的，所述半導體泵浦雷射測距機還包括瞄準鏡，所述瞄準鏡固定於所述框體上,且位於所述框體外部。
[0018]可選的，所述半導體泵浦雷射測距機還包括左側板和右側板，所述左側板和右側板分別固定於所述框體的左側和右側。
[0019]可選的，所述半導體泵浦雷射測距機還包括發射鏡頭上蓋和接收鏡頭上蓋，所述發射鏡頭上蓋固定於所述發射望遠鏡的另一端，所述接收鏡頭上蓋固定於所述接收望遠鏡的另一端。
[0020]本實用新型具有如下有益效果:本實用新型的半導體泵浦雷射測距機的發射模塊採用半導體泵浦雷射器作為光源，能量轉化效率從氙燈泵浦源的I?2%提升到8%，即使用半導體泵浦雷射器作為光源能減少電源壓力，且其體積小、重量輕，更適合野戰便攜應用和機載應用；輸出光束質量好:由於半導體泵浦雷射的高轉換效率，減少了雷射工作物質的熱透鏡效應，大大改善了雷射器的輸出光束質量，雷射光束質量已接近理論極限。壽命長，採用雷射二極體陣列泵浦源，壽命由氙燈雷射器的17提升到108，壽命提升10倍，不用更換氙燈等複雜保養維護，提高產品可靠性與可用性；且用風冷替換了水冷，克服了水冷時一直存在的水箱漏水、冷卻水流性差導致散熱不足等致命故障，提高了系統的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的半導體泵浦雷射測距機的爆炸結構示意圖；
[0022]圖2為本實用新型的半導體泵浦雷射測距機的爆炸結構另一角度的結構示意圖；
[0023]圖3為本實用新型的半導體泵浦雷射測距機的結構示意圖；
[0024]圖4為本實用新型的控制系統的結構示意圖；
[0025]圖中標記示意為:1_框體；2-上蓋；3_半導體泵浦雷射器；4_發射望遠鏡；5-接收望遠鏡；6_散熱器；7_風扇；8_光電探測器；9_信號放大器；10_信號處理器；11_鍵盤；12-顯示單元；13_拉手；14-瞄準鏡；15-左側板；16-右側板；17-發射鏡頭上蓋；18_接收鏡頭上蓋；20_電源連接器；21_電源開關；22_發射按鈕；23_主波探測器；24_時間轉換模塊。
【具體實施方式】
[0026]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。
[0027]實施例1
[0028]參考圖1-4，本實施例提供了一種半導體泵浦雷射測距機，包括框體1、上蓋2、半導體泵浦雷射器3、發射望遠鏡4、接收望遠鏡5、散熱器6、風扇7和控制系統；
[0029]所述上蓋2覆蓋在所述框體I上；
[0030]所述半導體泵浦雷射器3設置於所述框體I內，並通過所述發射望遠鏡4向外發射雷射；
[0031]所述發射望遠鏡4設置於所述框體I的側壁上，其一端位於所述框體I內，並與所述半導體泵浦雷射器3連接，以使得所述半導體泵浦雷射器3所發射的雷射通過所述發射望遠鏡4向外發射；
[0032]所述接收望遠鏡5設置於所述框體I的側壁上，且與所述發射望遠鏡4平行，即所述接收望遠鏡5的軸線與所述發射望遠鏡4的軸線相互平行；以通過所述接收望遠鏡接5收所述半導體泵浦雷射器3發射的雷射；
[0033]在所述半導體泵浦雷射器3的殼體上設置有散熱器6 ;在所述散熱器6上設置有風扇7 ；以通過所述散熱器6對所述半導體泵浦雷射器3進行散熱，且通過所述風扇7強制空氣流過所述散熱器6，以提高所述散熱器6的散熱效率；
[0034]所述控制系統包括光電探測器8、信號放大器9、信號處理器10、鍵盤11和顯示單元12 ;所述光電探測器8設置於所述接收望遠鏡5的一端，並位於所述框體I內；所述光電探測器8用於將所述接收望遠鏡5所接收的雷射信號轉換為電信號；所述信號放大器9連接於所述光電探測器8，以將所述光電探測器8所產生的電信號進行放大；所述信號放大器9還信號連接於所述信號處理器10，以通過所述信號處理器10對所述信號放大器9所輸出的放大後的電信號進行處理，並得到所述半導體泵浦雷射測距機與目標之間的距離；所述鍵盤11和顯示單元12均與所述信號處理器10信號連接，以通過所述鍵盤11輸入控制命令，並通過所述顯示單元12顯示所述半導體泵浦雷射測距機的工作狀態以及其與目標之間的距離。
[0035]本實施例中，所述顯示單元12為常用的顯示屏，也可以為具有輸入功能的顯示屏，以通過所述顯示屏可以實現信號的輸入。
[0036]所述半導體泵浦雷射測距機還包括拉手13，所述拉手13的兩端固定於所述上蓋2上，使用者在使用時，提起所述拉手13，即可以移動所述半導體泵浦雷射測距機，因此，方便了使用者的攜帶。
[0037]為提高所述半導體泵浦雷射測距機對目標識別的準確性，所述半導體雷射測距機還包括瞄準鏡14，所述瞄準鏡14固定於所述框體I上，且位於所述框體I外部。所述瞄準鏡14為槍械上所常用的瞄準鏡14，使用者通過所述瞄準鏡14瞄準目標，開啟所述半導體泵浦雷射器，從而開始對使用者所發現的目標進行距離測量，使得所述半導體泵浦雷射測距機在使用時，對目標的偵測更具有針對性。
[0038]所述半導體泵浦雷射測距機還包括左側板15和右側板16，在將所述半導體泵浦雷射器等零件安裝在所述框體I內後，將所述左側板15和右側板16分別固定於所述框體I的左側和右側上，以方便所述半導體泵浦雷射測距機在生產時的組裝。
[0039]所述半導體泵浦雷射測距機還包括發射鏡頭上蓋17和接收鏡頭上蓋18，所述發射鏡頭上蓋17固定於所述發射望遠鏡4的另一端，所述接收鏡頭上蓋18固定於所述接收望遠鏡5的另一端，以通過所述發射鏡頭上蓋17實現對所述發射望遠鏡4內的鏡片的保護，並通過所述接收鏡頭上蓋18實現對所述接收望遠鏡5內的鏡片的保護，使所述半導體泵浦雷射測距機在移動式免遭損壞，在使用時，使用者應先取下所述發射鏡頭上蓋17和接收鏡頭上蓋18。
[0040]所述半導體泵浦雷射器包括雷射器控制單元，所述雷射器控制單元與所述信號處理器10連接，用於接收所述信號處理器10所傳送的指令，並控制所述半導體泵浦雷射器3產生符合要求的雷射束。
[0041]為實現對所述半導體泵浦雷射器3、信號處理器10、光電探測器8、信號放大器9等耗電元件的供電，本實施例的半導體泵浦雷射測距機包括電源，所述電源為直流電源，即蓄電池等，所述電源電路連接至半導體泵浦雷射器3、信號處理器10、光電探測器8、信號放大器9;當然本實施例的半導體泵浦雷射測距機也可以採用外部電源供電，當其採用外部電源供電時，其包括電源連接器20和電源開關21，所述電源連接器20通過供電電路連接至所述半導體泵浦雷射器3、信號處理器10、光電探測器8、和信號放大器9等耗電元件，所述電源開關21串聯在所述供電電路上。
[0042]為實現對所述半導體泵浦雷射測距機的控制，所述半導體泵浦雷射測距機還包括發射按鈕22和主波探測器23，所述發射按鈕22信號連接至所述信號處理器10，當使用者按下所述發射按鈕22時，所述信號處理器10發送控制指令值所述雷射器控制單元，所述半導體泵浦雷射器發射雷射，從而實現距離測量；所述主波探測器給測距提供啟動信號。
[0043]本實施例中，可選的，所述控制系統還包括時間轉換模塊24，所述時間轉換模塊
24信號連接至所述信號處理器10，所述信號處理器10根據所述信號放大器所述輸出的放大後的電信號，並結合所述時間轉換模塊24所輸出的校正後的時間參數，得到使用者與被測目標之間的準確距離。
[0044]本實用新型的半導體泵浦雷射測距機，即所述的半導體泵浦雷射器3採用半導體泵浦方式，使雷射器的效率提高到8%左右，而且所述雷射器的雷射二極體陣列的壽命長，也解決了其他泵浦雷射器需要定期更換雷射光源的難題；更進一步，採用所述半導體泵浦還使得雷射器的重複頻率更高，能量更大，體積更小，重量更輕；泵浦單元，即所述雷射器內發熱量較大的一側，採用設置於所述半導體泵浦雷射器3的上部的散熱器6和風扇7對所述半導體泵浦雷射器3進行散熱，使得所述半導體泵浦雷射器3的體積較小，且用風冷替換了水冷，克服了水冷時一直存在的水箱漏水、冷卻水流性差導致散熱不足等致命故障，提高了系統的可靠性。
[0045]所述的半導體泵浦雷射器3和發射望遠鏡4等部件構成雷射發射系統。所述半導體泵浦雷射器3固定在所述框體的底板上。所述發射望遠鏡4有兩個用途:其一是擴展雷射束的直徑；其二是減小雷射束的發散角。雷射發射系統採用波長為1064nm的半導體泵浦雷射器3作為光源，通過發射望遠鏡4進行擴束，發射高質量、大功率、窄脈衝雷射光束，進而滿足對目標的照射要求。
[0046]所述的接收望遠鏡5、光電探測器8、信號放大器9、主波探測器23等部件構成雷射接收系統。所述雷射接收系統通過接收望遠鏡5接收目標漫反射的回波信號，經過窄帶濾波消除噪聲，光電探測器8進行光電轉換，在經過信號放大器模塊9進行初級放大，中級放大和後級放大；最終送給信號處理器10。所述主波探測器4的作用是給測距提供啟動信號。
[0047]所述信號處理器10和時間轉換模塊24等部件構成信號處理系統。信號處理器10主要是控制、信號處理和通信模塊等級部分組成。信號處理器10對主回波時間延遲進行測量，通過距離解算單元解算，數據處理，並對通過顯示單元12顯示當前的距離信息。
[0048]以上實施例的先後順序僅為便於描述，不代表實施例的優劣。
[0049]最後應說明的是: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；儘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徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並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範圍。
【權利要求】
1.一種半導體泵浦雷射測距機，其特徵在於，包括框體、上蓋、半導體泵浦雷射器、發射望遠鏡、接收望遠鏡、散熱器、風扇和控制系統； 所述上蓋覆蓋在所述框體上； 所述半導體泵浦雷射器設置於所述框體內，並通過所述發射望遠鏡向外發射雷射；所述發射望遠鏡設置於所述框體的側壁上，其一端位於所述框體內，並與所述半導體泵浦雷射器連接； 所述接收望遠鏡設置於所述框體的側壁上，且與所述發射望遠鏡平行； 在所述半導體泵浦雷射器的殼體上設置有散熱器；在所述散熱器上設置有風扇； 所述控制系統包括光電探測器、信號放大器、信號處理器、鍵盤和顯示單元； 所述光電探測器設置於所述接收望遠鏡的一端，並位於所述框體內，用於將所述接收望遠鏡所接收的雷射信號轉換為電信號； 所述信號放大器連接於所述光電探測器和信號處理器，以將所述光電探測器所產生的電信號進行放大並發送至所述信號處理器； 所述信號處理器對所述信號放大器所輸出的放大後的電信號進行處理，並得到所述半導體泵浦雷射測距機與目標之間的距離； 所述鍵盤和顯示單元均信號連接至所述信號處理器。
2.根據權利要求1所述的半導體泵浦雷射測距機，其特徵在於，還包括瞄準鏡，所述瞄準鏡固定於所述框體上，且位於所述框體外部。
3.根據權利要求1所述的半導體泵浦雷射測距機，其特徵在於，還包括左側板和右側板，所述左側板和右側板分別固定於所述框體的左側和右側。
4.根據權利要求1所述的半導體泵浦雷射測距機，其特徵在於，還包括發射鏡頭上蓋和接收鏡頭上蓋，所述發射鏡頭上蓋固定於所述發射望遠鏡的另一端，所述接收鏡頭上蓋固定於所述接收望遠鏡的另一端。
【文檔編號】G01C3/04GK204115715SQ201420596021
【公開日】2015年1月21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