一种大角度激光扫描系统的制作方法

本发明涉及激光扫描，特别涉及一种大角度激光扫描系统。

背景技术：

1、近年来，光束转向技术已经成为第四次工业革命的核心技术，被广泛应用于光信息存储和处理、自由空间光通信、激光加工、雷达探测和3d显示等多个领域。

2、相关技术中，在激光雷达系统中实现光束控制的方法主要包括微机电光束扫描、液晶光学相控阵、光波导阵列光学相控阵和旋转棱镜等。但是传统的微机电系统依赖于机械操作，相控阵的光束转向系统响应快速可靠、小型化、集成化，但在偏转角度范围上有很大局限。旋转棱镜的几何光学系统可以实现大角度的光束扫描，但体积较笨重。

3、因此，有必要设计一种新的大角度激光扫描系统，以克服上述问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种大角度激光扫描系统，以解决相关技术中微机电系统依赖于机械操作、相控阵的偏转角度局限以及旋转棱镜体积较笨重的问题。

2、第一方面，提供了一种大角度激光扫描系统，其包括：激光发射装置；空间光调制器，所述空间光调制器设置于所述激光发射装置的一侧，且所述空间光调制器用于接收所述激光发射装置发射的光束，并将所述光束偏转第一角度；光束角度扩展装置，所述光束角度扩展装置设置于所述空间光调制器远离所述激光发射装置的一侧，所述光束角度扩展装置包括超表面，所述超表面用于接收经所述空间光调制器偏转后的光束，并将光束偏转的第一角度扩大。

3、一些实施例中，所述光束角度扩展装置与所述空间光调制器之间间隔第一距离。

4、一些实施例中，所述空间光调制器与所述光束角度扩展装置集成在一起。

5、一些实施例中，所述超表面包括第一超表面和第二超表面，所述第一超表面与所述第二超表面间隔平行设置，经所述空间光调制器偏转后的光束依次经所述第一超表面和所述第二超表面的偏转，使所述第一角度增大m倍，其中，m>1。

6、一些实施例中，所述第一超表面与所述第二超表面之间间隔第二距离，所述第二距离根据所述第一超表面的焦距、所述第二超表面的焦距以及所述第一超表面与所述第二超表面之间的介质的折射率确定。

7、一些实施例中，所述光束角度扩展装置还包括隔层，所述第一超表面和所述第二超表面分别固设于所述隔层的相对两侧。

8、一些实施例中，所述第一超表面和所述第二超表面的相位分布均采用非球面透镜的相位分布。

9、一些实施例中，所述第一超表面的像方焦平面与所述第二超表面的物方焦平面重合。

10、一些实施例中，所述超表面还包括第三超表面，所述第三超表面与所述第二超表面间隔平行设置，经所述空间光调制器偏转后的光束依次经所述第一超表面、所述第二超表面和所述第三超表面的偏转，使所述第一角度增大m倍，其中，m>1。

11、一些实施例中，所述大角度激光扫描系统设置有多个所述光束角度扩展装置，多个所述光束角度扩展装置依次排列在所述空间光调制器远离所述激光发射装置的一侧。

12、本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

13、本发明实施例提供了一种大角度激光扫描系统，由于设置了空间光调制器，空间光调制器可以对激光束实现一次偏转，同时，在空间光调制器对光束偏转的基础上，超表面可以对光束的偏转角度进一步扩大，使得经过空间光调制器和超表面的偏转后，能够获得相对较大的偏转角度，且基于超表面和空间光调制器的激光扫描系统的体积较轻，不需要依赖机械操作。

技术特征：

1.一种大角度激光扫描系统，其特征在于，其包括：

2.如权利要求1所述的大角度激光扫描系统，其特征在于：所述光束角度扩展装置(3)与所述空间光调制器(2)之间间隔第一距离。

3.如权利要求1所述的大角度激光扫描系统，其特征在于：

4.如权利要求1所述的大角度激光扫描系统，其特征在于：

5.如权利要求4所述的大角度激光扫描系统，其特征在于：

6.如权利要求4所述的大角度激光扫描系统，其特征在于：

7.如权利要求4所述的大角度激光扫描系统，其特征在于：

8.如权利要求4所述的大角度激光扫描系统，其特征在于：

9.如权利要求4所述的大角度激光扫描系统，其特征在于：

10.如权利要求1所述的大角度激光扫描系统，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种大角度激光扫描系统，其包括：激光发射装置；空间光调制器，空间光调制器设置于激光发射装置的一侧，且空间光调制器用于接收激光发射装置发射的光束，并将光束偏转第一角度；光束角度扩展装置，光束角度扩展装置设置于空间光调制器远离激光发射装置的一侧，光束角度扩展装置包括超表面，超表面用于接收经空间光调制器偏转后的光束，并将光束偏转的第一角度扩大。由于空间光调制器可以对激光束实现一次偏转，在空间光调制器对光束偏转的基础上，超表面可对光束的偏转角度进一步扩大，使得经过空间光调制器和超表面的偏转后，能够获得相对较大的偏转角度，且基于超表面和空间光调制器的激光扫描系统的体积较轻，不需要依赖机械操作。

技术研发人员：吴冕,陶金,武霖,肖希
受保护的技术使用者：武汉邮电科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15