[发明专利]一种月球车避障用激光点阵器

权利要求书

1.一种月球车避障用激光点阵器，其特征在于：由激光器、电源电路、准直器、达曼光栅、反射镜、棱镜组组成，准直器、光栅、反射镜和棱镜组构成光学探头部，其中棱镜组由九个梯形调向棱镜组成，激光器由恒流源的电源电路进行驱动，激光器通过光纤将激光传输到光学探头部的准直器上进行准直，经过准直后的激光经过达曼光栅分路成九路光束，然后九路光束由反射镜进行转向，转向后的九路光束分别经过对应的九个梯形调向棱镜折射改变出射方向，最终形成激光点阵，其中九个梯形调向棱镜的入射面与反射镜反射的光束垂直，出射面与入射面形成锲角夹角。

2.根据权利要求1所述的一种月球车避障用激光点阵器，其特征在于：还包括温度控制电路用于保证激光器工作温度恒定，所述温度控制电路由分压电阻、热敏电阻、差模放大电路、功率驱动电路、场效应管、场效应管驱动电路、PID电路以及制冷器组成，热敏电阻用于对激光器内部温度进行测量，在制冷器与场效应管驱动电路之间安装场效应管，热平衡时，制冷器控制热敏电阻的阻值，使热敏电阻两端的电压V1与输入电压Vt相等，PID电路输出恒定的电压值，经过功率驱动电路和场效应管驱动电路后使致冷器工作在一恒定的电流，用于补偿激光器注入电流引起的温度升高，使激光器温度保持恒定；当热敏电阻探测到激光器温度升高时，热敏电阻阻值下降，热敏电阻两端的电压V1变小，热敏电阻两端的电压V1与输入电压Vt间产生误差信号(Vt-V1)，该误差信号(Vt-V1)经差模放大电路放大后通过PID电路使致冷器两端电压稳定上升，制冷器电流增大，从而使温度下降，制冷器电阻阻值升高直至热敏电阻两端的电压V1与输入电压Vt相等，激光器恢复到正常的温度；同理，当热敏电阻探测到激光器温度下降时，热敏电阻阻值上升，热敏电阻两端的电压V1变大，热敏电阻两端的电压V1与输入电压Vt间产生误差信号(Vt-V1)，该误差信号(Vt-V1)经差模放大电路放大后通过PID电路使致冷器两端电压稳定下降，制冷器电流减小，从而使温度升高，制冷器电阻阻值降低直至热敏电阻两端的电压V1与输入电压Vt相等，激光器恢复到正常的温度。

3.根据权利要求1所述的一种月球车避障用激光点阵器，其特征在于：所述达曼光栅为3点对周期为9.4μm，相位为π的光栅，达曼光栅的刻蚀台阶上下的相位差为，台阶深度为e，满足

式中n为光在玻璃中的折射率；λ为入射波波长。

4.根据权利要求1所述的一种月球车避障用激光点阵器，其特征在于：所述棱镜组采用JGS1石英玻璃。

5.根据权利要求1所述的一种月球车避障用激光点阵器，其特征在于：所述九个梯形调向棱镜中第一个梯形调向棱镜至第九个梯形调向棱镜的反射面与入射面之间的锲角依次为34.67°、29.78°、20.32°、4.69°、13.40°、26.82°、34.25°、37.92°、39.65°。

6.根据权利要求1所述的一种月球车避障用激光点阵器，其特征在于：所述九个梯形调向棱镜中第一个梯形调向棱镜至第九个梯形调向棱镜的反射面与入射面之间的锲角依次为39.23°、36.68°、31.04°、19.31°、0°、19.31°、31.04°、36.68°、39.23°。