一种用于激光光束整形的光学装置的制作方法

本技术涉及激光雷达，具体涉及一种用于激光光束整形的光学装置。

背景技术：

1、激光器自从问世以来，凭借着优良的单色性、发散角、高功率密度等诸多的优点在许多领域得到应用，涵盖了光通信、医疗、工业等领域。由于无人驾驶技术的不断蓬勃发展，带动了国内外各大研究机构和公司对车载成像激光雷达的研究。车载激光雷达要适合车载安装的特点，体积小、质量轻，适合在车辆上使用；发射的峰值功率高，可以达到较远的测距范围；需要高精度化和低成本化才能满足批量上车的要求。高性能的激光雷达极大提高了汽车的感知能力，有效规避交通危险，同时，自动驾驶减小了出行成本，有效避免由于人为失误所带来的交通事故，享受更佳安全、方便的出行体验。近一两年来，随着车载激光雷达的量产上车，自动驾驶加速演进，带动了激光雷达放量，量产规模扩张将推动激光雷达价格下探。

2、现有一些激光雷达的出射光束采用多个激光器(如128个)，对各激光器的激光进行准直后出射，各准直光束组成了一定的角度(如25°)出射。采用这种方式的激光雷达成本高，体积大。目前用渐变(grin/梯度)折射率材料制作的自聚焦透镜，两个端面为平面，主要应用于光通信的光无源器件(如激光器耦合、光纤耦合、光隔离器、光波分复用器等)和内窥镜等成像领域。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种用于激光光束整形的光学装置，该光学装置结构简单，体积小，实现成本低。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于激光光束整形的光学装置，包括渐变折射率玻璃结构件，所述渐变折射率玻璃结构件中部为圆柱体，一端为楔角面，另一端为凸柱面，所述渐变折射率玻璃结构件的楔角面朝向激光光源，所述激光光源发射出的单模高斯激光束到达楔角面后分成两束具有一定夹角的激光束，在渐变折射率玻璃结构件中激光束从发散开始会聚成准直光束到达凸柱面，凸柱面对准直光束进行聚焦，两束具有一定夹角的激光束同时聚焦并叠加，从而实现对原先高斯分布的激光的整形。

3、进一步地，所述渐变折射率玻璃结构件为一体式结构，整个渐变折射率玻璃结构件均由渐变折射率玻璃构成。

4、进一步地，所述渐变折射率玻璃结构件由具有楔角面的前端部、中部圆柱体和具有凸柱面的后端部连接组成，所述中部圆柱体由渐变折射率玻璃构成，所述前端部、后端部由光学玻璃或渐变折射率玻璃构成。

5、进一步地，所述渐变折射率玻璃结构件由圆柱体和后端部连接组成，所述圆柱体的前端具有楔角面，所述后端部的后端具有凸柱面，所述圆柱体由渐变折射率玻璃构成，所述后端部由光学玻璃或渐变折射率玻璃构成。

6、进一步地，所述激光光源采用光纤激光器、半导体激光器或者固体激光器，或者将激光耦合进单模光纤中，从单模光纤端面出射单模高斯激光束。

7、进一步地，所述凸柱面也可替换为凹柱面，以对准直光束进行发散。

8、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：提供了一种用于激光光束整形的光学装置，该光学装置主要由渐变折射率玻璃结构件构成，其靠近激光光束一端为楔角面，另一端为凸柱面，通过简单的结构设计实现了对激光光束的整形，体积小，实现成本低，解决了现有技术中存在的激光雷达成本高、体积大的问题，具有很强的实用性和广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种用于激光光束整形的光学装置，其特征在于，包括渐变折射率玻璃结构件，所述渐变折射率玻璃结构件中部为圆柱体，一端为楔角面，另一端为凸柱面，所述渐变折射率玻璃结构件的楔角面朝向激光光源，所述激光光源发射出的单模高斯激光束到达楔角面后分成两束具有一定夹角的激光束，在渐变折射率玻璃结构件中激光束从发散开始会聚成准直光束到达凸柱面，凸柱面对准直光束进行聚焦，两束具有一定夹角的激光束同时聚焦并叠加，从而实现对原先高斯分布的激光的整形。

2.根据权利要求1所述的一种用于激光光束整形的光学装置，其特征在于，所述渐变折射率玻璃结构件为一体式结构，整个渐变折射率玻璃结构件均由渐变折射率玻璃构成。

3.根据权利要求1所述的一种用于激光光束整形的光学装置，其特征在于，所述渐变折射率玻璃结构件由具有楔角面的前端部、中部圆柱体和具有凸柱面的后端部连接组成，所述中部圆柱体由渐变折射率玻璃构成，所述前端部、后端部由光学玻璃或渐变折射率玻璃构成。

4.根据权利要求1所述的一种用于激光光束整形的光学装置，其特征在于，所述渐变折射率玻璃结构件由圆柱体和后端部连接组成，所述圆柱体的前端具有楔角面，所述后端部的后端具有凸柱面，所述圆柱体由渐变折射率玻璃构成，所述后端部由光学玻璃或渐变折射率玻璃构成。

5.根据权利要求1所述的一种用于激光光束整形的光学装置，其特征在于，所述激光光源采用光纤激光器、半导体激光器或者固体激光器，或者将激光耦合进单模光纤中，从单模光纤端面出射单模高斯激光束。

6.根据权利要求1所述的一种用于激光光束整形的光学装置，其特征在于，所述凸柱面也可替换为凹柱面，以对准直光束进行发散。

技术总结
本技术涉及一种用于激光光束整形的光学装置，包括渐变折射率玻璃结构件，所述渐变折射率玻璃结构件中部为圆柱体，一端为楔角面，另一端为凸柱面，所述渐变折射率玻璃结构件的楔角面朝向激光光源，所述激光光源发射出的单模高斯激光束到达楔角面后分成两束具有一定夹角的激光束，在渐变折射率玻璃结构件中激光束从发散开始会聚成准直光束到达凸柱面，凸柱面对准直光束进行聚焦，两束具有一定夹角的激光束同时聚焦并叠加，从而实现对原先高斯分布的激光的整形。该光学装置结构简单，体积小，实现成本低。

技术研发人员：林孝同,张华平,丁广雷,张哨峰,凌吉武
受保护的技术使用者：福建海创光电技术股份有限公司
技术研发日：20230724
技术公布日：2024/1/15