[实用新型]用于半导体激光器的快轴准直透镜及光发射系统

说明书

一种用于半导体激光器的快轴准直透镜及光发射系统，快轴准直透镜包括：基部，所述基部具有第一面；第一快轴准直部，所述第一快轴准直部位于所述第一面上，所述第一快轴准直部的折射率与所述基部的折射率不同；所述第一快轴准直部适宜于透射所述半导体激光器所产生的光束并压缩所述光束在第一方向上的发散角。本实用新型可以根据具体光路设计选择合适的第一快轴准直部和所述基部的材料，能够有效提高设置的灵活性，突破快轴准直透镜对光路设计的限制，有利于装配难度的降低和准直效果的改善。

技术领域

本实用新型涉及激光雷达领域，特别涉及一种用于半导体激光器的快轴准直透镜及光发射系统。

背景技术

激光雷达是一种常用的测距传感器，具有探测距离远、分辨率高、受环境干扰小等特点，广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。激光雷达的工作原理是利用光往返于雷达和目标之间所用的时间来获取目标的距离信息。

激光雷达中，光源通常采用半导体激光器。其中，有一类半导体激光器所形成光束垂直激光传播方向的截面形状并不是圆形。如图1所示，边缘发射激光器(Edge-EmittingLasers，EEL)10的发光区域11通常所形成激光光束在平行发光区域长度的方向和平行发光区域宽度的方向上的发散角是不一样的。具体的，所形成激光光束在平行发光区域宽度的方向上的发散角(约为25°～35°)比平行发光区域长度的方向上的发散角(约为8°～10°)要大很多。因此所形成激光光束在垂直激光传播方向的平面内的光斑12为长轴y平行发光区域宽度的方向、短轴x平行发光区域长度的方向的椭圆形，其中平行发光区域宽度的方向通常被称之为所述半导体激光器的快轴方向，即光斑12的长轴y的方向为快轴方向。

这类以边缘发射激光器为典型的激光器中，快轴方向的发散角较大，因此需要快轴准直透镜进行准直，以压缩快轴方向的发散角。

但是现有的快轴准直透镜一般是同一种材料的一体结构，例如D型微透镜、圆柱形光纤等。常规透镜的尺寸根据需求不同，直径一般在10mm～50mm范围内；而快轴准直透镜的高度和宽度一般小于0.5mm，因此也会被称之为微透镜。

当所述快轴准直透镜仅有一种材料构成时，所述快轴准直透镜的折射率为固定值，因此当所述快轴准直透镜应用于激光雷达时，为了保证准直效果，快轴准直透镜对光路设计有较大的限制，容易造成装配难度增大、准直效果不良等问题。

而且D型微透镜一般是非球面的平凸透镜，体积通常较小，该透镜的加工难度在于如何加工出较小的非球面平凸结构，同时保证加工精度，降低加工成本。而光纤作为准直透镜采用圆柱形光纤用于快轴准直，加工简单，成本低，但准直效果较差。此外，现有透镜的加工方法大致有研磨抛光法，模压法，光刻法等。研磨抛光是传统的机械加工方法，生产效率低，成本高，难以大批量生产；模压法将低玻璃转化温度(T_g)的玻璃放入模具中加热，然后压印成型，精度不够高，加工后透镜尺寸不够小；光刻法用紫外光刻蚀光刻胶，将特征图形转移到掩膜层，工艺较复杂，环境要求高。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是提供一种用于半导体激光器的快轴准直透镜及光发射系统，有效提高设置的灵活性，进而达到降低装配难度、改善准直效果的目的。

为解决上述问题，本实用新型提供一种用于半导体激光器的快轴准直透镜，包括：

基部，所述基部具有第一面；第一快轴准直部，所述第一快轴准直部位于所述第一面上，所述第一快轴准直部的折射率与所述基部的折射率不同；所述第一快轴准直部适宜于透射所述半导体激光器所产生的光束并压缩所述光束在第一方向上的发散角。

可选的，所述第一快轴准直部与所述第一面相背设置的表面为凸面。

可选的，所述基部还具有与所述第一面相背设置的第二面，所述快轴准直透镜还包括：第二快轴准直部，所述第二快轴准直部位于所述第二面上，所述第二快轴准直部的折射率与所述基部的折射率不同。