专利名称：具有强光保护功能的激光成像仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种激光成像仪，特别的是具有强光保护功能六氟化硫激光照
射成像仪。
背景技术：
目前根据美国专利4555627原理设计制造的用于检测气体的激光成像仪在不断
的推广应用之中。专利4555627所提出的这些类型的专利通常具备用于产生和发射激光的
激光器，和用于接收激光的传感器，该专利提到的激光器通常是中波红外激光器或者是长
波红外激光器，接收激光的传感器通常是指对应的中波或者长波红外传感器。 这类仪器中包含强光源(红外激光器)和敏感易损的传感器(红外传感器)。如
果红外激光器发出的激光经过强反射后被红外传感器所接收，就可能造成红外传感器敏感
元损坏，成像的情况是该敏感元的响应表现为不正常或者完全失效，形成坏点。如果大面积
强光反射就会造成大面积坏点，会导致红外传感器完全损坏。这种造成的损坏在大多数情
况下是不可恢复的，是不可逆的，这样会造成仪器失效。 国家知识产权局公告的申请号为20010181238. 9的专利提到一种具有安全关断 装置的激光保护装置，提到一种用于材料加工的激光保护方法，采用单独加装传感器的方 法来进行。这种类型保护方法并不适合激光成像仪，成像仪器是便携式仪器不适合另外加 装传感器，工作方式和要保护的对象也不同，即不可能对单个敏感元进行保护，也不可能对 每个敏感元附加另外的传感器。 美国专利6671152提出一种保护光电倍增管的方法，该保护方法通过在器件内部 植入温度传感器和保护电路来完成，这种保护需要同传感器的探测器生产厂家共同完成， 并且不适合激光成像系统中的红外器件的保护。 还有一种利用图像处理的方法进行保护，该原理是检测图像看是否存在图像的过 亮点，也就是饱和点，如果存在过亮点对传感器采取保护措施，如关闭激光，遮挡传感器。因 激光分布存在不均匀性，利用该原理保护如果存在使传感器饱和度强反射会导致传感器不 能工作，也就是容易过度保护，进一步影响操作。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种具有强光保护功能的激光成像仪，以使出射激光产 生周期性变化，从而使接收出射激光的红外敏感元避免长时间处于饱和状态而导致温度过 高的热损坏。 本新型的目的是这样实现的一种具有强光保护功能的激光成像仪，包括激光器、 红外线接收镜头、红外传感器，激光器的激光通道中设置有激光发散装置由设置在摆动电 机轴上的反射镜或者由设置在电机轴上、其截面形状为正多边形的柱体、且其每个侧面上 均设有反射镜的转鼓组成(对正八边形的柱体而言，有8个侧面以及上、下底面。其余类 推)。[0009] 上述摆动电机的摆动频率与所述红外传感器的成像帧频保持同步，摆动电机的摆 动频率是红外传感器的成像帧频的整数倍。(整数倍指1、2、3…n倍，下同)。 上述转鼓为其截面形状为正八边形的柱体。 上述转鼓的电机的转速与所述红外传感器的成像帧频保持同步，该电机的转速是
红外传感器的成像帧频的整数倍。 本新型的有益效果是 本实用新型所提及的内容经过试验和试用表明，使用本实用新型提及的内容能够 有效的降低红外探测器受强光照射损坏的概率。 本实用新型的有益效果将结合具体实施方式
加以进一步阐述。
图1是本新型的原理说明图； 图2是本新型的结构图； 图3是图2所示激光发散装置的一个实施例的示意图； 图4是图2所示激光发散装置的另一个实施例的示意图。
具体实施方式图1示出，对于激光成像系统而言，激光的输出是发散的，激光器11发射激光束16 经过光学系统13后激光束的发散角或者激光的光束发散变大。激光光束照射到目标14后， 返回的激光12被红外接收器(即红外传感器)接收后成像。如果目标14强反射激光会导 致到达红外接收器15的能量过大，从而会造成红外接收器热损伤。 图2图3示出，本实用新型包括激光器31、红外线接收镜头34、红外传感器33，激 光器31的激光通道中设置有激光发散装置由设置在摆动电机321轴上的反射镜323由设 置在电机轴上、其截面形状为正多边形的柱体、且其每个侧面上均设有反射镜的转鼓63组 成。(正多边形为正三边形、正四边形、正五边形、…正八边形…正n边形)。 摆动电机321的摆动频率与所述红外传感器33的成像帧频保持同步，摆动电机的 摆动频率是红外传感器的成像帧频的整数倍。 一般地，可采用两组摆动电机，两组摆动电机 轴上的两个反射镜均与入射激光呈45度设置。 图4示出，转鼓63为其截面形状为正八边形的柱体。转鼓63的电机的转速与所 述红外传感器33的成像帧频保持同步，该电机的转速是红外传感器33的成像帧频的整数 倍。 一般采用两组转鼓(含反射镜)，两组转鼓的轴均与入射激光呈45度设置。 本新型中激光器31发出的激光光束经激光发射装置35后出射，激光发散装置是 包括一个或者两个摆动光学机构，经过发散装置后的出射激光36能量是符合周期性变化 的规则，该激光照射到待成像的物体32上后形成的反射或者散射光线37经过红外接收镜 头34被红外传感器33所接收，根据前面分析，红外传感器33敏感元所接收到激光能量是 符合周期性变化的。激光发射装置可以由两个摆动电机321、322以及安装在的电机轴上的 两个反射镜323、324来做成(图3)。摆动电机可以有音圈电机，压电陶瓷电机或者其他的 能实现摆动功能装置组成。摆动电机的控制可以由数字信号处理器或者ARM等嵌入式处理 器来实现。这样一来，激光光束随着反射镜的摆动而摆动。周期变化的能量分布能够让红外探测器敏感元具有时间散发因强光辐射而产生的能量，从而能保护红外探测敏感元。所
述的摆动的光学机构的摆动频率应当同红外传感器33成像帧频保持同步。 参见图3，摆动机构由摆动电机321，带动反射镜323进行摆动。激光光束38入射
到反射镜(即摆镜)上反射出光线39。本实施例提到的激光调制器，需要进行适当的光路
调整来保证经过调制后的光束能被激光发射装置很好的接收。 图4中，转鼓63安装在转鼓轴64上，转鼓轴由电机驱动。入射激光61经转鼓侧 面的反射镜后，以出射激光62的形式射出，由于转鼓以一定速度旋转，因此，出射激光的能 量符合周期性变化的规则，使红外传感器的红外敏感元接收到的能量也是同期性变化的， 从而避免长时间处于满负荷状态而导致红外敏感元的热损坏。
权利要求一种具有强光保护功能的激光成像仪，包括，激光器(31)，红外线接收镜头(34)，红外传感器(33)，其特征是所述激光器(31)的激光通道中设置有激光发散装置由设置在摆动电机(321)轴上的反射镜(323)或者由设置在电机轴上、其截面形状为正多边形的柱体、且其每个侧面上均设有反射镜的转鼓(63)组成。
2. 根据权利要求1所述具有强光保护功能的激光成像仪，其特征是所述摆动电机 (321)的摆动频率与所述红外传感器(33)的成像帧频保持同步，摆动电机的摆动频率是红 外传感器的成像帧频的整数倍。
3. 根据权利要求1所述具有强光保护功能的激光成像仪，其特征是所述转鼓(63)为 其截面形状为正八边形的柱体。
4. 根据权利要求1或3所述具有强光保护功能的激光成像仪，其特征是所述转鼓 (63)的电机的转速与所述红外传感器(33)的成像帧频保持同步，该电机的转速是红外传 感器(33)的成像帧频的整数倍。
专利摘要一种具有强光保护功能的激光成像仪，包括激光器、红外线接收镜头、红外传感器，激光器的激光通道中设置有激光发散装置由设置在摆动电机轴上的反射镜或者由设置在电机轴上、其截面形状为正多边形的柱体、且其每个侧面上均设有反射镜的转鼓组成。其出射激光的能量按同期性变化，使红外接收器的红外敏感元接收到的能量也按同期性变化，从而避免长时间处于满负荷状态而导致红外敏感元热损坏，延长了使用寿命。
文档编号G01M3/38GK201476950SQ200920176498
公开日2010年5月19日 申请日期2009年9月2日 优先权日2009年9月2日
发明者卢昌华, 唐平, 张力, 王锴 申请人:四川电力试验研究院