[发明专利]一种用于激光雷达扫描的反射镜

说明书

本发明公开一种用于激光雷达扫描的反射镜，反射镜镜体的材料是一种具有高稳定性、高比刚度和高导热率的新型轻质材料，该新型轻质材料包括SiC或SiC掺杂复合材料。相比传统的玻璃、金属、陶瓷和其他复合材料等所加工成的反射镜，本发明具有热稳定性高、比刚度高、导热性高、轻量化程度高、可靠性高等显著优点。此外，本发明的反射镜易于成型复杂结构和一体化结构，可实现商业化、批量化、低成本生产，满足市场上对激光雷达扫描反射镜日益增长的巨量需求。

技术领域

本发明涉及激光和激光雷达领域，尤其涉及一种用于激光雷达扫描的反射镜。

背景技术

激光雷达，其工作原理是利用激光进行探测和测距技术，车载激光雷达通常被安装于汽车顶部，可360度监测，在激光雷达内部，每一组组件都包含有发射单元与接收单元。近年来，随着自动驾驶关键技术实现突破，激光雷达正被广泛应用于自动驾驶汽车行业，作为自动驾驶车辆探测感知所处环境的“眼睛”，激光雷达需要具备在极端气候条件下长时间工作的高稳定性和高可靠性。

光机扫描是当前激光雷达发射单元所采用的最主要的扫描方式，典型的激光雷达光机扫描方式有振镜扫描、转镜扫描和楔镜扫描，即利用扫描反射镜的摆动或转动，不断地周期改变激光的出射方向，达到激光雷达扫描的目的。反射镜是用于激光雷达光机扫描系统中的关键光学元件，在激光雷达工作时，反射镜需要在电机的带动下长时间持续不断地摆动或旋转。为了满足激光雷达扫描系统在极端苛刻的环境下保持长时间工作的高稳定性和高可靠性，需要扫描反射镜材料具有化学性能稳定、机械强度高、受热变形小、重量轻等特点。

目前，激光雷达行业常用的反射镜材料有石英玻璃、微晶玻璃、硅、金属铝等。这些材料加工成的反射镜虽能满足性能要求，但它们装配成的光机扫描系统却难以适应在极端苛刻环境下长期运行的高稳定性和高可靠性。因此，寻找并采用具有化学性能稳定、比刚度高、导热率高、易加工或成型为所需轻量化结构的新型轻质材料，成为了制造激光雷达扫描反射镜的关键。

发明内容

针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种用于激光雷达扫描的反射镜，其具有高稳定性、高比刚度和高导热率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于激光雷达扫描的反射镜，所述反射镜镜体的材料为一种具有高稳定性、高比刚度和高导热率的新型轻质材料，该新型轻质材料包括SiC或SiC掺杂复合材料。

进一步的，所述SiC包括SiC单晶、SiC多晶或SiC陶瓷。

进一步的，所述SiC掺杂复合材料包括SiC掺杂单晶、SiC掺杂多晶或SiC掺杂陶瓷等。

进一步的，所述SiC掺杂复合材料的掺杂成分包括Si/SiC、Si/SiC+Al、Si/SiC+Ti、B4C/SiC/Si或BN/SiC等。

进一步的，所述SiC掺杂复合材料还包括Al/SiC等等金属基复合材料。

进一步的，所述反射镜的镜体是一个整体的结构，通过机加工、模压或反应烧结等方式成型实现结构一体化。

进一步的，所述反射镜的镜体通过设计不同结构的模具模压成型时，将SiC粉末或SiC掺杂复合材料粉末注入模具，实现不同轻量化复杂设计结构的一体化高精度铸造；所述反射镜的镜体通过机加工成型时，通过切割、CNC雕刻、研磨或抛光等工艺对SiC或SiC掺杂复合材料的块体进行加工，实现不同轻量化复杂设计结构的一体化高精度制造。

进一步的，所述反射镜可具有一个、两个或三个以上的反射面，反射面经过高精度研磨抛光并镀有高反膜，实现对工作波长的高反射率。

进一步的，所述反射镜的工作波长范围包括800nm-1600nm。

进一步的，所述反射镜安装在激光雷达扫描振动或转动机构上，实现对激光发射信号的反射扫描。