[发明专利]一种半导体激光器装置和激光雷达系统有效

专利信息
申请号: 201910728992.2 申请日: 2019-08-08
公开(公告)号: CN110336183B 公开(公告)日: 2020-08-07
发明(设计)人: 刘佳尧;石拓 申请(专利权)人: 北京一径科技有限公司
主分类号: H01S5/022 分类号: H01S5/022;H01S5/40;G01S7/481
代理公司: 北京京万通知识产权代理有限公司 11440 代理人: 许天易
地址: 100096 北京市昌平区回龙*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 半导体激光器 装置 激光雷达 系统
【说明书】:

发明提供一种半导体激光器装置,包括半导体激光器、微透镜阵列和设置在半导体激光器和微透镜阵列之间的光束放大透镜,所述半导体激光器装置减小半导体激光器输出光束的发散角,从而能够显著改善半导体激光器出射光束的准直度。本发明还提供了一种激光雷达系统,包括光发射装置、光接收装置、扫描装置和光分离装置,光发射装置包括所述半导体激光器装置,微透镜阵列的出射光束的多个光束子集通过扫描装置的反射分别照射在不同目标对象或目标对象的多个不同部位上,从而提高了激光雷达系统的分辨率。

技术领域

本发明涉及一种半导体激光器装置和激光雷达系统,具体地,涉及一种提高发射光的光斑质量的半导体激光器装置,以及包含这种半导体激光器装置的高分辨率激光雷达系统。

背景技术

激光雷达(LIDAR)使用激光作为信号光源,通过向目标对象发射激光,采集从目标对象反射的信号并与发射信号进行比较来得到目标对象的方位、速度等信息。激光雷达具有测量精度高、抗干扰能力强等优点,广泛应用在遥感、测量和智能驾驶等领域。

现有技术的激光雷达系统采用的半导体激光器具有体积小、功率大、电光转换效率高等优点,在测绘测量、工业加工等领域有着广泛的应用。半导体激光器由于其发光腔几何尺寸不对称造成的快轴(垂直于结平面方向)发散角远大于慢轴(平行于结平面方向)发散角。在实际使用中,为了提高发射功率,半导体激光器往往不是单个发光区(bar条),而是由多个bar条沿快轴按一定间隔周期线性排列成条阵,以提高输出功率。bar条的宽度(慢轴方向)往往在几百微米,而高度(快轴方向)往往在几微米。如果直接采用准直透镜对半导体激光器发出的光束进行准直,由于半导体激光器中bar条之间存在间隔,导致半导体激光器的发光面较大,半导体激光器的出射光束在快轴方向的发散角也较大,降低了半导体激光器出射光束的准直度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种半导体激光器装置,其能够减小半导体激光器出射光束的发散角,从而显著改善半导体激光器出射光束的准直度。

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种半导体激光器装置,包括半导体激光器,所述半导体激光器包括沿所述半导体激光器快轴方向堆叠布置的多个条阵,每个条阵对应一个出射光束;所述半导体激光器装置还包括:

光束放大透镜,设置在所述半导体激光器和所述微透镜阵列之间,用于对所述多个出射光束进行放大;所述微透镜阵列,包括沿所述半导体激光器快轴方向线性排列的多个微透镜,所述多个条阵对应的放大后的出射光束中的每一个与所述多个微透镜中的至少一个对应,其中,所述微透镜阵列对所述多个放大后的出射光束进行会聚,使得所述多个放大后的出射光束的至少一部分在快轴方向叠加;或者,所述微透镜阵列对所述多个放大后的出射光束在快轴方向进行准直。

可选地,所述多个微透镜中的至少一个为柱面透镜。

可选地,所述多个微透镜的每个相邻微透镜之间的距离为0。

可选地,所述光束放大透镜与所述半导体激光器的发光端面之间的距离大于或等于所述光束放大透镜的焦距。

可选地,所述微透镜阵列设置成使得每个微透镜仅覆盖对应的放大后的出射光束。

本发明还提供一种半导体激光器装置,包括:

半导体激光器阵列,包括沿半导体激光器慢轴方向线性排列的多个半导体激光器,其中至少一个半导体激光器包括沿激光器快轴方向堆叠的多个条阵;

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