一种激光准直、激光准直聚焦透镜系统及激光灭蚊器的制作方法

本实用新型属于激光灭蚊控制技术领域，具体涉及一种激光准直、激光准直聚焦透镜系统及一种激光灭蚊器。

背景技术：

现有的灭蚊方法，包括化学杀灭、物理杀灭，物理杀灭包括高压电杀灭，激光杀灭等。在利用激光灭蚊时，需要对激光进行准直和聚焦，将激光光斑聚焦至足够灭杀蚊虫；激光二级管发出的是发散的激光，必须经过准直后才能将至少10m远的蚊子杀死；激光二级管发出是椭圆形的高斯分布光束，光腰直径越大，发射角越小；光腰直径越大，光束的能量密度越低。而且，现有声波定位技术已经非常成熟，通过声波探测可以识别飞虫的类别和位置。

技术实现要素：

本实用新型提供一种激光准直、激光聚焦透镜系统及一种激光灭蚊器，旨在解决现有激光灭蚊器中激光的发散问题和能量密度低的问题。

本实用新型是这样实现的，一种激光准直透镜系统，用于准直激光二极管所发射的激光光束，其包括多个沿激光出射光路方向设置的柱面镜，多个柱面镜分别按照正交方向设置，分别对应激光光束的椭圆形光斑的长轴和短轴方向。

本实用新型还提供一种激光准直透镜系统，其特征在于，垂直于长轴方向的所述柱面镜至少有两个，垂直于短轴方向的所述柱面镜至少为1个，且垂直于长轴方向的柱面镜数量多于垂直于短轴方向的柱面镜数量。

一种激光准直聚焦透镜系统，其沿激光出射方向依次包括激光准直透镜系统和激光聚焦透镜系统，所述激光准直透镜系统包括多个沿激光出射光路方向 设置的柱面镜，多个柱面镜分别按照正交方向设置，分别对应激光光束的椭圆形光斑的长轴和短轴方向；所述激光聚焦透镜系统包括沿激光出射方向依次设置的双凹透镜以及至少一个弯月透镜。

本实用新型还提供一种激光准直聚焦透镜系统，其中所述弯月透镜为位置固定的透镜，双凹透镜为活动透镜，沿激光的方向可调节双凹透镜相对于弯月透镜的距离。

一种激光灭蚊器，包括激光器、蚊虫识别单元和控制单元，所述激光器、蚊虫识别单元分别与所述控制单元电气连接，所述激光器机械连接于一运动伺服机构之上，激光器绕该运动伺服机构的固定支点可将激光指向空间任一方向，所述激光器的激光二极管的激光出射方向上依次设置有激光准直透镜系统和激光聚焦透镜系统，其中所述激光准直透镜系统包括依次设于激光二极管前方的并与激光光束的椭圆形光斑的长轴和短轴方向相对应的呈相互正交设置的多个柱面透镜，所述激光聚焦透镜系统包括沿激光出射方向依次设置的双凹透镜以及至少一个弯月透镜。

本实用新型还提供一种激光灭蚊器，其中所述蚊虫识别单元为声波探测传感器，包括声波发生/接收单元，其至少设置有三个，所述声波探测传感器与所述控制单元内的蚊虫数据采集分析单元模块数据连接。

本实用新型还提供一种激光灭蚊器，其中所述控制单元内还设有超声波发生电路，所述超声波发生电路包括振荡器、放大器、换能器以及电源，所述振荡器产生的信号经过放大器放大后推动换能器发出超声波信号，所述振荡器的振荡频率为310～352HZ。

本实用新型还提供一种激光灭蚊器，其中所述柱面透镜为半圆柱形透镜，其平面端为入光面，侧曲面为出光面，分别包括第一柱面透镜，第二柱面透镜和第三柱面透镜，所述第一柱面透镜和所述第三柱面透镜垂直于长轴的方向，所述第二柱面透镜垂直于短轴的方向。

本实用新型还提供一种激光灭蚊器，其中所述双凹透镜设置有一个，其为 活动透镜，沿激光的方向可调节相对于弯月透镜的直线距离，所述弯月透镜设有三个，其呈固定设置，沿激光出射方向依次分别为第一弯月透镜、第二弯月透镜和第三弯月透镜，第一弯月透镜、第二弯月透镜和第三弯月透镜的凸面弧度依次逐渐减小，所述第一弯月透镜和所述第二弯月透镜的凹面朝向所述双凹透镜，所述第三弯月透镜的凹面背向所述双凹透镜。

本实用新型还提供一种激光灭蚊器，其中所述控制单元还连接有红外探测单元。

较现有技术，本实用新型技术效果主要体现在：因为激光二极管具有椭圆形光斑的光束，因此针对其长轴和短轴方向分别用柱面镜进行准直，且对于长轴方向，使用数量更多的柱面镜进行准直，经过准直的激光束经过聚焦透镜系统进行聚焦；本实用新型的激光聚焦透镜系统由双凹透镜和多片弯月透镜构成，多片弯月透镜与双凹透镜配合可以很好的消除几何像差，准直后的激光经过双凹透镜发射后再由三片弯月透镜聚焦到相应的位置，其能够有效地解决激光灭蚊器中激光的发散问题和能量密度低的问题。

另外，本实用新型采用声波探测传感器对蚊虫进行定位，其能够监测蚊虫振翅飞行时发出的声波，以判断蚊虫的类别和位置，并附带红外探测单元，其能够侦测工作区域内的生命体，以保护激光灭蚊器的工作范围内放置的物品以及该装置工作区域内的人或动物的安全。

此外，本实用新型中的控制单元内还设有超声波发生电路，超声波发生电路包括振荡器、放大器、换能器以及电源，振荡器产生的信号经过放大器放大后推动换能器发出超声波信号，振荡器的振荡频率为310～352HZ，其利用声波引诱蚊子，吸引蚊子向灭蚊器附近聚拢，而后杀灭。

附图说明

图1是本实用新型提供的结构原理示意框图；

图2是本实用新型提供的透镜系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种激光准直透镜系统，用于准直激光二极管所发射的激光光束，其至少包括多个沿激光出射光路方向设置的柱面镜，多个柱面镜分别按照正交方向设置，分别对应激光光束的椭圆形光斑的长轴和短轴方向，垂直于长轴方向的所述柱面镜至少有两个，垂直于短轴方向的所述柱面镜至少为1个，且垂直于长轴方向的柱面镜数量多于垂直于短轴方向的柱面镜数量。

一种激光准直聚焦透镜系统，其沿激光出射方向依次包括激光准直透镜系统和激光聚焦透镜系统，所述激光准直透镜系统包括多个沿激光出射光路方向设置的柱面镜，多个柱面镜分别按照正交方向设置，分别对应激光光束的椭圆形光斑的长轴和短轴方向；所述激光聚焦透镜系统包括沿激光出射方向依次设置的双凹透镜以及至少一个弯月透镜，其中所述弯月透镜为位置固定的透镜，双凹透镜为活动透镜，沿激光的方向可调节双凹透镜相对于弯月透镜的距离。

如图1和图2所示，一种激光灭蚊器，包括激光器、蚊虫识别单元和控制单元，所述激光器、蚊虫识别单元分别与所述控制单元电气连接，所述激光器机械连接于一运动伺服机构之上，激光器绕该运动伺服机构的固定支点可将激光指向空间任一方向，所述激光器的激光二极管的激光出射方向上依次设置有激光准直透镜系统和激光聚焦透镜系统，其中所述激光准直透镜系统包括依次设于激光二极管1前方的并与激光光束的椭圆形光斑的长轴和短轴方向相对应的呈相互正交设置的多个柱面透镜，所述激光聚焦透镜系统包括沿激光出射方向依次设置的双凹透镜以及至少一个弯月透镜。

具体地，如图2所示，柱面透镜为半圆柱形透镜，其平面端为入光面，侧曲面为出光面，分别包括第一柱面透镜2，第二柱面透镜3和第三柱面透镜4， 第一柱面透镜2和第三柱面透镜4垂直于长轴的方向，第二柱面透镜3垂直于短轴的方向；双凹透镜5设置有一个，其为活动透镜，沿激光的方向可调节相对于弯月透镜的直线距离，弯月透镜设有三个，其呈固定设置，沿激光出射方向依次分别为第一弯月透镜6、第二弯月透镜7和第三弯月透镜8，第一弯月透镜6、第二弯月透镜7和第三弯月透镜8的凸面弧度依次逐渐减小，第一弯月透镜6和第二弯月透镜7的凹面朝向双凹透镜5，第三弯月透镜8的凹面背向双凹透镜5。

所述蚊虫识别单元为声波探测传感器，包括声波发生/接收单元，其至少设置有三个，如声波探测传感器I，声波探测传感器II，声波探测传感器III，所述声波探测传感器与所述控制单元内的蚊虫数据采集分析单元模块数据连接，声波探测传感器I，声波探测传感器II，声波探测传感器III分别检测到的，在某一时间段内，所确定的同一被检测物的数据，经蚊虫定位数据采集分析单元模块处理后对蚊虫进行空间定位。

所述控制单元内还设有超声波发生电路，所述超声波发生电路包括振荡器、放大器、换能器以及电源，所述振荡器产生的信号经过放大器放大后推动换能器发出超声波信号，所述振荡器的振荡频率为310～352HZ。

所述控制单元还连接有红外探测单元。

因为激光二极管具有椭圆形光斑的光束，因此针对其长轴和短轴方向分别用柱面镜进行准直，且对于长轴方向，使用数量更多的柱面镜进行准直，经过准直的激光束经过聚焦透镜系统进行聚焦；本实用新型的激光聚焦透镜系统由双凹透镜和多片弯月透镜构成，多片弯月透镜与双凹透镜配合可以很好的消除几何像差，准直后的激光经过双凹透镜发射后再由三片弯月透镜聚焦到相应的位置，其能够有效地解决激光灭蚊器中激光的发散问题和能量密度低的问题。

另外，本实用新型采用声波探测传感器对蚊虫进行定位，其能够监测蚊虫振翅飞行时发出的声波，以判断蚊虫的类别和位置，并附带红外探测单元，其能够侦测工作区域内的生命体，以保护激光灭蚊器的工作范围内放置的物品以 及该装置工作区域内的人或动物的安全。

此外，本实用新型中的控制单元内还设有超声波发生电路，超声波发生电路包括振荡器、放大器、换能器以及电源，振荡器产生的信号经过放大器放大后推动换能器发出超声波信号，振荡器的振荡频率为310～352HZ，其利用声波引诱蚊子，吸引蚊子向灭蚊器附近聚拢，而后杀灭。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。