雷射勘查裝置製造方法
2023-05-08 17:37:36
雷射勘查裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種雷射勘查裝置，發射用於現場勘查的光束，包括：多個半導體雷射單元，以陣列方式設置在底座上；匯聚反射鏡，設置在半導體雷射單元陣列上方以反射多個半導體雷射單元發射的雷射匯聚到出光口以形成出射光束；和調焦透鏡部件，設置在出光口，調焦透鏡部件用於對出射光束進行調節。本發明的雷射勘查裝置在勘探過程中不會破壞痕跡。
【專利說明】雷射勘查裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及勘查【技術領域】，特別是涉及雷射勘查裝置。
【背景技術】
[0002]公安刑偵現場勘查中需要發現的痕跡包括大量生物質痕跡、例如血液、吐液、精液、汗液等等，現場勘查光源既要保證能夠有效發現這些痕跡又要保證現場勘查光源發射的光束單位面積能量不能太大否則會破壞生物質痕跡包含的DNA、這種要求從技術上可分為兩個指標、一方面要求就是發射光源在痕跡的螢光激發波長範圍內要足夠亮從而激發出痕跡較亮的螢光、另一方面要求發射光源的光能量單位面積內不能太大、不會破壞生物質痕跡中的DNA。
[0003]由於雷射是一種相干光源、雷射束具有很強的散斑特性，也就是雷射束的能量不是均勻分布的、是匯聚到各個散斑點上的，在很小的散斑點上集中了大部分的雷射能量，現有技術中採用單一雷射器發射的雷射束其散斑點的能量與雷射發射功率成正比、大功率的雷射束、會在這些散斑點上形成局部燒灼現象、對保護DNA非常不利。
【發明內容】
[0004]本發明的一個目的是要提供一種不會破壞痕跡的雷射勘查裝置。
[0005]本發明提供了一種雷射勘查裝置，發射用於現場勘查的光束，包括:多個半導體雷射單元，以陣列方式設置在底座上；匯聚反射鏡，設置在半導體雷射單元陣列上方以反射多個半導體雷射單元發射的雷射匯聚到出光口以形成出射光束；和調焦透鏡部件，設置在出光口，調焦透鏡部件用於對出射光束進行調節。
[0006]進一步地，底座具有按陣列分布的安裝槽，半導體雷射單元設置在安裝槽內；半導體雷射單元包括:半導體雷射管和套設在半導體雷射管上的準直透鏡。
[0007]進一步地，匯聚反射鏡朝向半導體雷射單元的一面為反射鏡面，反射鏡面呈階梯狀，反射鏡面每個階梯面上均設置有多個拋物面反射鏡，拋物面反射鏡的數量與半導體雷射單元的數量相同，並且每個拋物面反射鏡與每個半導體雷射單元的位置一一對應以反射半導體雷射單元發射的雷射。
[0008]進一步地，拋物面反射鏡的形狀計算公式為:Y2 = 2ΡΧ ;其中，P為拋物面係數，範圍是IOOmm至IOOmm之間；Χ為拋物面凹陷部分的半徑；Υ為拋物面凹陷部分的深度。
[0009]進一步地，匯聚反射鏡朝向半導體雷射單元陣列的一面為反射鏡面，反射鏡面呈階梯狀，反射鏡面的階梯面與半導體雷射單元對應設置，反射鏡面的階梯面對一排半導體雷射單元發射的雷射進行反射。
[0010]進一步地，匯聚反射鏡朝向半導體雷射單元的一面為反射鏡面，反射鏡面呈拋物面狀。
[0011]進一步地，反射鏡面的拋物面的計算公式為:Y2 = 2ΡΧ ;其中，P為拋物面係數，範圍是IOOmm至500mm之間；X為拋物面凹陷部分的半徑；Y為拋物面凹陷部分的深度。[0012]進一步地，每個半導體雷射單元的雷射發射方向對準反射鏡面的中心。
[0013]進一步地，半導體雷射單元傾斜安裝在底座上，半導體雷射單元與底座所在平面之間的安裝角度為60度至120度。
[0014]進一步地，雷射勘查裝置還包括冷卻風扇和電源，冷卻風扇連接在底座上，冷卻風扇朝向半導體雷射單元進行吹風，電源通過導線連接半導體雷射單元。
[0015]與傳統光源例如LED光源、滷素燈光源相比:本實施例採用雷射技術、發射的雷射具有極窄的發射帶寬、一方面在特定激發波長內形成高亮度滿足痕跡螢光激發的要求、另一方面利用雷射發射波普窄的特點降低發射光束的能量、滿足保護生物質DNA的要求、例如常用405nm激發波長、雷射光源發射光束的能量集中在405nm激發波長範圍內、而在其他非激發波長上分布的能量極小、在同等螢光激發強度的情況下雷射光源發射的雷射束能量只是傳統光源發射的激發光束的1/10、有利於保護DNA、有效實現生物質痕跡勘查的要求。
[0016]根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特徵。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]後文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪製的。附圖中:
[0018]圖1是根據本發明一個實施例的雷射勘查裝置的示意圖；
[0019]圖2是圖1所示雷射勘查裝置的另一個方向的示意圖；
[0020]圖3是圖1所示雷射勘查裝置的半導體雷射單元的示意圖；
[0021]圖4是圖1所示雷射勘查裝置的匯聚反射鏡的示意圖；
[0022]圖5是根據本發明另一個實施例的雷射勘查裝置的匯聚反射鏡的示意圖；
[0023]圖6是根據本發明另一個實施例的雷射勘查裝置的部分結構示意圖；
[0024]圖7是圖6所示雷射勘查裝置的匯聚反射鏡的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]圖1是根據本發明一個實施例的雷射勘查裝置的示意圖。本實施例的雷射勘查裝置發射用於現場勘查的光束，裝置具體包括底座10、調焦透鏡部件20、多個半導體雷射單元30和匯聚反射鏡40，其中，多個半導體雷射單元30以陣列方式設置在底座10上，匯聚反射鏡40設置在半導體雷射單元陣列上方，匯聚反射鏡40反射多個半導體雷射單元30發射的雷射匯聚到出光口 22以形成出射光束，調焦透鏡部件20設置在出光口 22，調焦透鏡部件20用於對出射光束進行調節，調焦透鏡部件20可以對發射光束的發射角度進行調節，形成適合現場勘查用的發射光。
[0026]底座10具有按陣列分布的安裝槽，半導體雷射單元30設置在安裝槽內。半導體雷射單元30包括半導體雷射管301和套設在半導體雷射管301上的準直透鏡302，具體參見圖3。
[0027]參見圖2和圖4，本實施例中的匯聚反射鏡40朝向半導體雷射單元30的一面為反射鏡面41，反射鏡面41呈階梯狀，反射鏡面41每個階梯面上均設置有多個拋物面反射鏡42，拋物面反射鏡42的數量與半導體雷射單元30的數量相同，並且每個拋物面反射鏡42與每個半導體雷射單元30的位置一一對應以反射半導體雷射單元30發射的雷射。
[0028]本實施例中拋物面反射鏡42的形狀需要可以將排成陣列的每個半導體雷射單元30發出的雷射反射到出光口，本實施例的拋物面反射鏡42的形狀計算公式為:Y2 = 2ΡΧ。其中，P為拋物面係數，範圍是IOOmm至IOOmm之間。X為拋物面凹陷部分的半徑。Y為拋物面凹陷部分的深度。上述的Χ、Ρ未在圖中示出，但其代表拋物面反射鏡42的拋物面凹陷部分的數值。
[0029]進一步優選地，雷射勘查裝置還包括冷卻風扇50和電源60，冷卻風扇50連接在底座10上，冷卻風扇50朝向半導體雷射單元30進行吹風，電源60通過導線連接半導體雷射單元30。
[0030]本實施例的雷射勘查裝置的半導體雷射單元30的陣列發出雷射束，形成陣列的雷射束髮射到匯聚反射鏡40的反射鏡面41上,每一單獨的雷射束髮射到拋物面反射鏡42進行反射，並且匯聚到進光口 21處，並經過設置在進光口 21處的散射片進行混合，混合後通過出光口 22的調焦透鏡部件20對發射光束的發射角度進行調節形成適合現場勘查用的發射光束。
[0031]本實施例用於在刑偵現場勘查的雷射勘查裝置具有以下優點:
[0032]第一:與傳統光源例如LED光源、滷素燈光源相比:本實施例米用雷射技術、發射的雷射具有極窄的發射帶寬、一方面在特定激發波長內形成高亮度滿足痕跡螢光激發的要求、另一方面利用雷射發射波普窄的特點降低發射光束的能量、滿足保護生物質DNA的要求、例如常用405nm激發波長、雷射光源發射光束的能量集中在405nm激發波長範圍內、而在其他非激發波長上分布的能量極小、在同等螢光激發強度的情況下雷射光源發射的雷射束能量只是傳統光源發射的激發光束的1/10、有利於保護DNA、有效實現生物質痕跡勘查的要求。
[0033]第二:與傳統的單一雷射器光源相比:由於雷射是一種相干光源、雷射束具有很強的散斑特性，也就是雷射束的能量不是均勻分布的、是匯聚到各個散斑點上的，在很小的散斑點上集中了大部分的雷射能量，採用單一雷射器發射的雷射束其散斑點的能量與雷射發射功率成正比、大功率的雷射束、會在這些散斑點上形成局部燒灼現象、同樣對保護DNA非常不利。與上述單一雷射器的光源相比、本實施例的雷射勘查裝置採用小功率的半導體雷射單元30以陣列方式構成雷射光源、由於散斑是單個雷射器發射的光束自相干形成的、各個不同的雷射器發射的雷射束不會再次相干形成散斑、因此其散斑點的能量只與單個半導體雷射管I的功率成正比、而與整體的半導體雷射陣列的總功率無關。因此半導體雷射單元30隻要選擇的半導體雷射管301功率小、半導體雷射管301的個數足夠多就可以發射足夠大的激發光功率，而又不會因為散斑而形成局部燒灼，這樣克服了傳統單個雷射器雷射光源用於現場勘查的障礙，以滿足生物質痕跡的現場勘查要求。
[0034] 第三:與傳統大功率半導體集成雷射器相比:傳統半導體集成雷射器是將多個小功率半導體雷射器集成到一個晶片上構成大功率雷射光源、這種雷射器在光束特性上與本實施例提供的光源類似、但是這種集成雷射器存在嚴重的熱冗問題、散熱要求非常高、為了有效實現散熱需要極其複雜的輔助設備才能正常工作、整個雷射器體積大、結構複雜、成本高昂、無法滿足在刑偵現場或者狹窄現場中，勘查裝置體積小、堅固耐用、成本低的要求。本實施例的雷射勘查裝置利在底座10上將半導體雷射單元30以組合陣列的方式進行排列，避免了雷射管集成產生的熱冗問題，只要恰當地設計底座的散熱比率，就可以簡單地將多個小功率半導體雷射單元組合成大功率半導體雷射陣列，達到結構簡單、成本低廉、堅固耐用的效果。
[0035]綜上，本發明的雷射勘查光源可以滿足刑偵現場勘查中的生物痕跡搜索、指紋搜索、痕跡拍攝等多方面的應用、並且具有效率高、性能可靠、壽命長等優點。
[0036]本發明還提供了雷射勘查裝置的另一個實施例，本實施例的雷射勘查裝置與上述的實施例的結構基本相同，區別僅在於匯聚反射鏡40的結構，主體結構參見上述實施例的結構，匯聚反射鏡40的結構參見圖5，具體地，匯聚反射鏡40朝向半導體雷射單元陣列的一面為反射鏡面41，反射鏡面41呈階梯狀，反射鏡面41的階梯面與半導體雷射單元30對應設置，反射鏡面41的階梯面對一排半導體雷射單元30發射的雷射進行反射。可以理解為與上述的實施例的區別在於匯聚反射鏡40僅通過階梯狀的反射鏡面41進行反射雷射，當然需要說明的是，階梯狀的反射鏡面具有多個階梯面，每個階梯面均對應一排半導體雷射單元，如果半導體雷射單元的陣列排布是五排兩列，那麼階梯面也設置成5個面，分別對每一排的半導體雷射單元進行反射雷射。本實施例的匯聚反射鏡40同樣可以達到反射雷射束到出光口的效果。
[0037]本發明還提供了雷射勘查裝置的另一個實施例，本實施例的雷射勘查裝置與上述的實施例的結構基本相同，參見圖6，本實施例的雷射勘查裝置包括底座10、調焦透鏡部件(未示出)、多個半導體雷射單元30和匯聚反射鏡40。區別僅在於匯聚反射鏡40的結構，主體結構參見上述實施例的結構，匯聚反射鏡40的結構參見圖7，匯聚反射鏡40朝向半導體雷射單元30的一面為反射鏡面41，反射鏡面41呈拋物面狀。 [0038]反射鏡面41的拋物面的計算公式為:Y2 = 2ΡΧ ;其中，P為拋物面係數，範圍是IOOmm至500mm之間；X為拋物面凹陷部分的半徑；Y為拋物面凹陷部分的深度。
[0039]為了保證雷射束髮射到拋物面狀的反射鏡面41上後、經過反射將陣列的雷射束反射到出光口形成發射光束，因此，將每個半導體雷射單元30的雷射發射方向對準反射鏡面41的中心。半導體雷射單元30傾斜安裝在底座10上，半導體雷射單元30與底座10所在平面之間的安裝角度為60度至120度。
[0040]形成陣列的每個半導體雷射單元30發射的雷射束都對準拋物面狀的反射鏡面41的中心形成匯聚的陣列雷射束，陣列雷射束髮射反射鏡面41上，拋物面狀的反射鏡面41將半導體雷射單元30的光束整形成聚焦光束，並且反射並聚焦到進光口處，並經過設置在進光口處的散射片進行混合，混合後通過出光口的調焦透鏡部件對發射光束的發射角度進行調節形成適合現場勘查用的發射光束。
[0041]至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的範圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【權利要求】
1.一種雷射勘查裝置，發射用於現場勘查的光束，其特徵在於，包括: 多個半導體雷射單元(30)，以陣列方式設置在底座(10)上； 匯聚反射鏡(40)，設置在半導體雷射單元陣列上方以反射所述多個半導體雷射單元(30)發射的雷射匯聚到出光口(22)以形成出射光束；和 調焦透鏡部件(20)，設置在所述出光口(22)，調焦透鏡部件(20)用於對所述出射光束進行調節。
2.根據權利要求1所述的雷射勘查裝置，其特徵在於， 所述底座(10)具有按陣列分布的安裝槽，所述半導體雷射單元(30)設置在所述安裝槽內； 所述半導體雷射單元(30)包括:半導體雷射管(301)和套設在所述半導體雷射管(301)上的準直透鏡(302)。
3.根據權利要求1或2所述的雷射勘查裝置，其特徵在於， 所述匯聚反射鏡(40)朝向所述半導體雷射單元(30)的一面為反射鏡面(41)，所述反射鏡面(41)呈階梯狀，所述反射鏡面(41)每個階梯面上均設置有多個拋物面反射鏡(42)，所述拋物面反射鏡(42)的數量與所述半導體雷射單元(30)的數量相同，並且每個所述拋物面反射鏡(42)與每個所述半導體雷射單元(30)的位置一一對應以反射所述半導體雷射單元(30)發射的雷射。
4.根據權利要求3所述的雷射勘查裝置，其特徵在於，所述拋物面反射鏡(42)的形狀計算公式為:Y2 = 2ΡΧ;其中， P為拋物面係數,範圍是IOOmm至IOOmm之間； X為所述拋物面凹陷部分的半徑； Y為所述拋物面凹陷部分的深度。
5.根據權利要求1或2所述的雷射勘查裝置，其特徵在於， 所述匯聚反射鏡(40)朝向所述半導體雷射單元陣列的一面為反射鏡面(41)，所述反射鏡面(41)呈階梯狀，所述反射鏡面(41)的階梯面與所述半導體雷射單元(30)對應設置，所述反射鏡面(41)的階梯面對一排所述半導體雷射單元(30)發射的雷射進行反射。
6.根據權利要求2所述的雷射勘查裝置，其特徵在於，所述匯聚反射鏡(40)朝向所述半導體雷射單元(30)的一面為反射鏡面(41)，所述反射鏡面(41)呈拋物面狀。
7.根據權利要求6所述的雷射勘查裝置，其特徵在於，所述反射鏡面(41)的拋物面的計算公式為:Y2 = 2ΡΧ;其中， P為拋物面係數，範圍是IOOmm至500mm之間； X為所述拋物面凹陷部分的半徑； Y為所述拋物面凹陷部分的深度。
8.根據權利要求7所述的雷射勘查裝置，其特徵在於，每個所述半導體雷射單元(30)的雷射發射方向對準所述反射鏡面(41)的中心。
9.根據權利要求8所述的雷射勘查裝置，其特徵在於，所述半導體雷射單元(30)傾斜安裝在所述底座(10)上，所述半導體雷射單元(30)與所述底座(10)所在平面之間的安裝角度為60度至120度。
10.根據權利要求1所述的雷射勘查裝置，其特徵在於，所述雷射勘查裝置還包括冷卻風扇(50)和電源(60)，所述冷卻風扇(50)連接在所述底座(10)上，所述冷卻風扇(50)朝向所述半導體雷射單元(30)進行吹風，所述電源(60)通過導線連接所述半導體雷射單元(3 0)。
【文檔編號】G01N21/01GK104020109SQ201410209052
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】李陽, 楊洋 申請人:李陽, 楊洋