一种逆向双光谱激光发射装置的制作方法
1.本发明涉及一种防护设备，具体涉及一种逆向双光谱激光发射装置。
背景技术：
2.半导体激光器又称激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器，其是最实用最重要的一类激光器。它体积小、寿命长，并可采用简单的注入电流的方式来泵浦，其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可与之单片集成。并且还可以用高达ghz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。
3.由于输电线路运行过程中出现鸟禽类在外界光线不足时误撞线缆的事故时常发生，因此需要在线路部署激光设备进行鸟类驱逐，但是常规激光设备皆为单光谱设备，长时间使用就造成了鸟类逐渐适应此种颜，无法有效起到驱鸟的作用，如采用传统双光谱激光器，就需要较大供电才能保持长时间的运行，在野外环境下仅有太阳能设备能够进行供电，杆塔运行安全要求又对上塔设备进行了限制，同时考虑到天气的原因，现有太阳能设备无法满足功率要求，这就对激光驱鸟装置的功率提出了严苛的要求，亟需一种低功率的双光谱激光发射装置进行有效驱鸟。
技术实现要素：
4.为了解决上述背景技术中提出的一个或者多个问题，本技术提出一种逆向双光谱激光发射装置。
5.本技术提供的一种逆向双光谱激光发射装置，包括光发生组，中轴反射镜，红光谱输出组和绿光谱输出组；
6.所述光发生组包括激光器芯片、第一反射镜、第二反射镜、第一非球透镜、第二非球透镜和第五非球透镜，所述激光器芯片两端发生的激光，分别通过所述第一非球透镜和第一反射镜、第二非球透镜和第二反射镜反射到所述第五非球透镜；
7.所述中轴反射镜接收所述第五非球透镜输出的激光，并将所述激光反射到所述红光谱输出组或者绿光谱输出组；
8.所述红光谱输出组和绿光谱输出组具有相同的镜片连接结构，包括：光学标准具、反射镜、非球透镜、光隔离器和汇聚透镜，所述激光通过所述光学标准具的选择后，分别经过所述反射镜、非球透镜、光隔离器和汇聚透镜，向外发出红光谱激光或者绿光谱激光。
9.可选的，所述非球透镜、第一非球透镜、第二非球透镜和第五非球透镜的两个通光面上均镀增透光学膜。
10.可选的，所述汇聚透镜左右端面均镀有光学增透膜。
11.可选的，所述第一反射镜和第二反射镜利用介质本身对光有反射率特性进行反射，或者介质表面镀有高反光学膜。
12.可选的，所述反射镜背面镀有部分反射光学膜。
13.可选的，所述激光器芯片设置在半导体热电制冷器的冷面，所述半导体热电制冷器的热面安装在导热底座上，所述光学标准具装配在导热底座内部，所述导热底座上分别设置有连通激光器芯片、半导体热电制冷器、光学标准具的电路，电路通过设置在导热底座上的金属pin19a连接外界电路。
14.可选的，所述导热底座安装在外壳体内部。
15.本技术相较于现有技术的优点是：
16.本技术提供的一种逆向双光谱激光发射装置，包括光发生组，中轴反射镜，红光谱输出组和绿光谱输出组；所述光发生组包括激光器芯片、第一反射镜、第二反射镜、第一非球透镜、第二非球透镜和第五非球透镜，所述激光器芯片两端发生的激光，分别通过所述第一非球透镜和第一反射镜、第二非球透镜和第二反射镜反射到所述第五非球透镜；所述中轴反射镜接收所述第五非球透镜输出的激光，并将所述激光反射到所述红光谱输出组或者绿光谱输出组；所述红光谱输出组和绿光谱输出组具有相同的镜片连接结构，包括：光学标准具、反射镜、非球透镜、光隔离器和汇聚透镜，所述激光通过所述光学标准具的选择后，分别经过所述反射镜、非球透镜、光隔离器和汇聚透镜，向外发出红光谱激光或者绿光谱激光。本技术通过设置光谱波长可调，输出双激光，驱鸟效果明显增加，且由于波长可调，激光器损耗小，出光功率高，波长稳定、噪声小。
附图说明
17.图1是本技术中逆向双光谱激光发射装置光器件位置示意图。
18.图2是本技术中的逆向双光谱激光发射装置内部结构示意图。
19.图3是本技术中的逆向双光谱激光发射装置外部结构示意图。
20.图4是本技术中的逆向双光谱激光发射装置整体结构示意图。
21.图5是本技术中的逆向双光谱激光发射装置工作变化示意图。
22.图中：1-激光器芯片，2-第一非球透镜，3-第二非球透镜，4-第一反射镜，5-第二反射镜，6-第五非球透镜，7-中轴反射镜，8-第一光学标准具，9-第三反射镜，10-第三非球透镜，11-第一光隔离器，12-第一汇聚透镜，13-第二光学标准具，14-第四反射镜，15-第四非球透镜，16-第二光隔离器，17-第二汇聚透镜，18-半导体热电制冷器，19-导热底座，19一-金属pin19a，20-激光器转向云台，21-外壳体，22-透光片，23-结构件，24-结构件，25-透光片，26-太阳能储能电源箱。
具体实施方式
23.以下内容均是为了详细说明本技术要保护的技术方案所提供的具体实施过程的示例，但是本技术还可以采用不同于此的描述的其他方式实施，本领域技术人员可以在本技术构思的指引下，采用不同的技术手段实现本技术，因此本技术不受下面具体实施例的限制。
24.本技术中，所述第一、第二、第三或第四都是为区别相同部件而设置的称谓，同时附图中也对所述所述各个部件进行了标记，在下文的叙述中，所述第一、第二、第三或者第四的描述与所述附图标记一一对应，因此在有或者没有所述第一，第二，第三，第四的描述时，以所述附图标记都可特定的表示本技术中带有所述第一、第二、第三或第四描述的唯一
的部件。
25.本技术提供的一种逆向双光谱激光发射装置，包括光发生组，中轴反射镜，红光谱输出组和绿光谱输出组；所述光发生组包括激光器芯片、第一反射镜、第二反射镜、第一非球透镜、第二非球透镜和第五非球透镜，所述激光器芯片两端发生的激光，分别通过所述第一非球透镜和第一反射镜、第二非球透镜和第二反射镜反射到所述第五非球透镜；所述中轴反射镜接收所述第五非球透镜输出的激光，并将所述激光反射到所述红光谱输出组或者绿光谱输出组；所述红光谱输出组和绿光谱输出组具有相同的镜片连接结构，包括：光学标准具、反射镜、非球透镜、光隔离器和汇聚透镜，所述激光通过所述光学标准具的选择后，分别经过所述反射镜、非球透镜、光隔离器和汇聚透镜，向外发出红光谱激光或者绿光谱激光。本技术通过设置光谱波长可调，输出双激光，驱鸟效果明显增加，且由于波长可调，激光器损耗小，出光功率高，波长稳定、噪声小。
26.图1是本技术中逆向双光谱激光发射装置光器件位置示意图。
27.图2是本技术中的逆向双光谱激光发射装置内部结构示意图。
28.请参照图1及图2所示，一种逆向双光谱激光发射装置，包括光发生组，中轴反射镜，红光谱输出组和绿光谱输出组。
29.所述光发生组包括激光器芯片1、第一反射镜4、第二反射镜5、第一非球透镜2、第二非球透镜3和第五非球透镜6，所述激光器芯片1两端发生的激光，分别通过所述第一非球透镜2和第一反射镜4、第二非球透镜3和第二反射镜5反射到所述第五非球透镜6。
30.所述激光器芯片1为sld芯片，激光器芯片1左右端面镀有增透光学膜，与反射镜4、5、9构成红光谱激光器的谐振腔，与反射镜4、5、14构成绿光谱激光器的谐振腔。
31.所述非球透镜2、3、10、15、6由透光材料作为基材，用于将发散角较大的光束整形为发散角较小的平行光，利用光的可逆性，结合反射镜可以保证光束在谐振腔内有较小的腔内损耗。
32.所述非球透镜2、3与激光器芯片1在同一光轴。
33.所述反射镜4与光轴成120
°
夹角，反射镜5与光轴成60
°
夹角。
34.所述第五非球透镜6所在位置在第一反射镜4与第二反射镜5反射出的两束激光的交点上，并将激光束汇聚，以垂直与激光器芯片1发射光轴的角度射向中轴反射镜7。
35.所述中轴反射镜7与激光器芯片1光轴成135
°
夹角，将第五非球透镜6汇聚出的光束逆时针偏转90
°
反射至第一光学标准具8。
36.所述第一汇聚透镜12、第一光隔离器11、第三非球透镜10、第三反射镜9、第一光学标准具8与中轴反射镜7反射光束在同一光轴。
37.所述中轴反射镜7用以将第五非球透镜6发出的光束调整方向至一谐振腔或者二谐振腔。
38.所述中轴反射镜7经过电动转向，激光器芯片1光轴成45
°
夹角，将第五非球透镜6汇聚出的光束顺时针偏转90
°
反射至第二光学标准具13；
39.所述第二汇聚透镜17、第二光隔离器16、第四非球透镜15、第四反射镜14、第二光学标准具13与中轴反射镜7反射光束在同一光轴。
40.所述光学标准具用于波长选择，两片光学平行平片以一定间隔放置，光学平行平片垂直于激光器的光轴或与光轴成一定角度，两片光学平行平片厚度不同，光学平行平片
左右两侧面均镀高反光学膜，只允许特定间隔的波长的光以较小损耗通过，其余波长的损耗较大，将两个厚度有差异的光学平行平片叠加使用时，由于游标效应，在特定波长范围内只有一个波长的光以较小损耗通过，其他所有波长的损耗较大，它们实现了在所需工作范围内的单一波长的选择的功能，只允许特定间隔的波长的光以较小损耗通过。第一光学标准具8用于红激光的波长选择，第二光学标准具13用于绿激光的波长选择。
41.光隔离器11、16对光的通过有方向选择作用，只允许光从特定的方向通过，而对反向方向传播的光截止，将它置于激光器的出光光路中，放置的方向与激光器的出光方向一致，避免外界光回返注入激光器的谐振腔内，扰乱激光器的谐振稳定，光隔离器可优化激光器的线宽和相对强度噪声。
42.所述汇聚透镜12、17以透过率较高的光学材质作为基材，其表面加工成球面或者非球面，用以将发散、汇聚或者准直的光束汇聚至特定位置。
43.使用时：
44.当给激光器芯片1注入电流，即注入载流子，有源层内原子的粒子数反转，电子从能量较低的价带激发到能量较高的导带中去；当所加电流大于阈值电流时，处于高能态的电子数比处在低能态的空穴数大很多，处于粒子数反转状态的大量电子与空穴随机复合，激光器芯片1处于的自发辐射状态，辐射出光子，辐射的光子沿波导运动，会重新激发电子与空穴复合，形成受激的光子，自发光子与受激光子沿波导均被放大形成放大的自发辐射，从芯片的两个端面出光。
45.宽辐射谱的光经光学标准具后，损耗最小的单一波长的光最容易达到增益和损耗平衡的状态，由于激光器的模式竞争，其他波长的光的增益将小于损耗，发光受到抑制；损耗最小的波长的光在谐振腔内来回谐振放大，形成了激光器激射特定单纵模的激光；其中一部分光从反射镜9、14的部分反射膜透射出激光器谐振腔，便得到了辐射至腔外的窄线宽激光。
46.以上激光器的光通过非球透镜后，被整形成了瑞利距离较大的平行光，经隔离器进行光反向隔离，将此空间准直光通过汇聚透镜汇聚成为激光束发射出去。通过设置中轴反射镜7的角度，可控制形成正向绿激光发射，或者逆向红激光发射。
47.在本实施例中，所述非球透镜2、3、10、15、6的两个通光面上均镀增透光学膜。
48.在本实施例中，所述汇聚透镜12、17左右端面均镀有光学增透膜。
49.在本实施例中，所述反射镜4、5及中轴反射镜7利用介质本身对光有较高反射率特性进行反射，或者介质表面镀有高反光学膜，使到达其上的光按照反射定律反射回去，且损耗尽可能小。所述反射镜9、14背面镀有部分反射光学膜。
50.图5是本技术中的逆向双光谱激光发射装置工作变化示意图。
51.请参照图5所示，在本实施例中，中轴反射镜7指在反射镜中心配置电控转轴，如图5所示，可绕中心轴进行90
°
旋转，实现激光束的逆向发射。转向前，由激光器产生的光束沿反射路径射向第一光学标准具8，用于红激光的产生和发射；转向后，由激光器产生的光束沿反射路径射向第二光学标准具13，用于绿激光的产生和发射。
52.图3是本技术中的逆向双光谱激光发射装置外部结构示意图。
53.图4是本技术中的逆向双光谱激光发射装置整体结构示意图。
54.请参照图2、图3和图4所示，在本实施例中，sld作为电光芯片，其中大部分的能量
转化为热能，需要通过半导体热电制冷器(tec)18将热传导出去，所述激光器芯片1设置在半导体热电制冷器18的冷面，半导体热电制冷器18的热面安装在导热底座19上，sld产生的热量大部分通过tec和底座进行传导，tec在传送sld热能的同时也将产生热能，通过底座进行传导，所述光学标准具装配在导热底座19内部，sld和tec产生的热会直接影响标准具，稳态下其基准温度也将高于环境温度，标准具的温度与外界环境的温差越大，标准具的热控制就越稳定，这样的机械设计可以保证激光器在同等温度稳定时，标准具消耗的能量最少，即，tec专为sld进行控温的设计，加上独特的机械设计使tec热面温度提供给标准具的基准温度，使激光器的总能耗远小于市场上的外腔激光器的能耗；所述导热底座19上分别设置有连通激光器芯片1、半导体热电制冷器18、光学标准具的电路，电路通过设置在导热底座19上的金属pin19a一连接外界电路，实现激光器的电控制。
55.在本实施例中，所述导热底座19安装在外壳体21内部，外壳体21左右两端设置有通光孔，通光孔经透过率高的透光片22、25密封，外壳体21形成激光器芯片1所需的密封腔，通过中轴反射镜7分为独立的两个光谱密封腔。
56.激光器的空间准直光将从透光片上出来，反射镜、光学标准具、非球透镜、激光器芯片1、光隔离器均设置在外壳体21内，汇聚透镜12、17单独或通过结构件23、24通过粘接或者焊接的方式安装在外壳左右两侧。
57.外壳体21与激光器转向云台20连接，实现激光器180度水平旋转，并且实现激光器的运行控制；激光器转向云台20与太阳能储能电源箱2626相连接，获取稳定电源。
58.此结构所需的物料简单，加工难度低，成本低，装配简单，良率高，总成本远低于其他设计的成本，总功率也远低于其他双光谱设计的功率。
59.本激光器是一种外腔半导体激光器，利用处于外腔内的中轴反射镜7实现波长可调，外腔结构可实现激光器的窄线宽《100khz，光路中利用非球透镜的光束整形，使激光器损耗小，出光功率高，tec独立为sld进行散热，其热量通过介质传导可提高标准具的基准温度，激光器不仅能耗小，而且波长稳定、噪声小，本激光器在出光功率、波长稳定、线宽和功耗等性能上有突出优势，且结构紧凑、材料易生产加工、装配简单，成本低，容易进行批量生产。
60.本设备可根据鸟禽类作息时间，在凌晨或傍晚光线昏暗是定时启动设备，红激光束覆盖小号侧，绿激光束覆盖大号侧。可随机实现激光扇形光幕固定方向旋转、上下扇扫、左右横扫，也可不定期设置红绿激光覆盖大小号侧方向调换，避免鸟类习惯某种颜光线，惊吓鸟类进行驱离。
61.本发明安装简单、使用方便、实用性强，非常适合野外环境下的线路保护，可有效防止候鸟禽类在凌晨或傍晚光线减弱的情况下因无法看到高压线而误撞线缆的事件发生。
技术特征：
1.一种逆向双光谱激光发射装置，其特征在于，包括光发生组，中轴反射镜，红光谱输出组和绿光谱输出组；所述光发生组包括激光器芯片、第一反射镜、第二反射镜、第一非球透镜、第二非球透镜和第五非球透镜，所述激光器芯片两端发生的激光，分别通过所述第一非球透镜和第一反射镜、第二非球透镜和第二反射镜反射到所述第五非球透镜；所述中轴反射镜接收所述第五非球透镜输出的激光，并将所述激光反射到所述红光谱输出组或者绿光谱输出组；所述红光谱输出组和绿光谱输出组具有相同的镜片连接结构，包括：光学标准具、反射镜、非球透镜、光隔离器和汇聚透镜，所述激光通过所述光学标准具的选择后，分别经过所述反射镜、非球透镜、光隔离器和汇聚透镜，向外发出红光谱激光或者绿光谱激光。2.根据权利要求1所述的逆向双光谱激光发射装置，其特征在于，所述非球透镜、第一非球透镜、第二非球透镜和第五非球透镜的两个通光面上均镀增透光学膜。3.根据权利要求1所述的逆向双光谱激光发射装置，其特征在于，所述汇聚透镜左右端面均镀有光学增透膜。4.根据权利要求1所述的逆向双光谱激光发射装置，其特征在于，所述第一反射镜和第二反射镜利用介质本身对光有反射率特性进行反射，或者介质表面镀有高反光学膜。5.根据权利要求1所述的逆向双光谱激光发射装置，其特征在于，所述反射镜背面镀有部分反射光学膜。6.根据权利要求1所述的逆向双光谱激光发射装置，其特征在于，所述激光器芯片设置在半导体热电制冷器的冷面，所述半导体热电制冷器的热面安装在导热底座上，所述光学标准具装配在导热底座内部，所述导热底座上分别设置有连通激光器芯片、半导体热电制冷器、光学标准具的电路，电路通过设置在导热底座上的金属pin19a连接外界电路。7.根据权利要求6所述的逆向双光谱激光发射装置，其特征在于，所述导热底座安装在外壳体内部。
技术总结
本申请提供的一种逆向双光谱激光发射装置，包括光发生组，中轴反射镜，红光谱输出组和绿光谱输出组；所述光发生组由激光器芯片两端发生的激光，分别通过所述第一非球透镜和第一反射镜、第二非球透镜和第二反射镜反射到所述第五非球透镜；所述中轴反射镜接收所述第五非球透镜输出的激光，并将所述激光反射到所述红光谱输出组或者绿光谱输出组；通过所述光学标准具的选择后，分别经过所述反射镜、非球透镜、光隔离器和汇聚透镜，向外发出红光谱激光或者绿光谱激光。本申请通过设置光谱波长可调，输出双激光，驱鸟效果明显增加，且由于波长可调，激光器损耗小，出光功率高，波长稳定、噪声小。噪声小。噪声小。
