本实用新型涉及一种照明光源,尤其是涉及一种全光纤结构人眼安全红外激光照明光源。
背景技术:
当前,监控探测领域的应用需求对照明技术提出了全天候、成像清晰、隐蔽性强、照明距离远、人眼安全、小型化等一系列要求。显然,传统的可见光源难以满足要求。为实现这些目的,常见的方法是探测物体表面温度差,通过物体表面温度分布情况推导出被测物体的轮廓,即红外热成像技术。红外热成像技术最终获得的是物体的热图。激光技术的发展,为人们提供了一种全新的思路。比较常用的激光照明波长为0.8μm-1μm,为半导体激光器类的光源。即利用半导体激光器照射被测物体,再利用对应的探测器接收被照射物体反射回来的红外信号,从而实现对被测物体成像的目的。
现有技术主要存在以下缺点:
1)红外热成像获得图像是被测物体的温度分布图,获得的仅是被测物体的外形轮廓图。
2)光源为高斯分布,光束质量不佳或未进行杂散光滤除,用于照明时会在照明区域形成过暗或过曝的斑点,影响成像效果。
3)光源波段处在人眼安全波段范围之外,具有潜在的安全风险。
技术实现要素:
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种照明效果好的全光纤结构人眼安全红外激光照明光源。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种全光纤结构人眼安全红外激光照明光源,包括:
照明光源驱动器;
光源模块,包括泵源和光学谐振腔,所述的照明光源驱动器、泵源和光学谐振腔依次连接;
光源输出模块,包括杂散光滤除器和光纤连接器,所述的光学谐振腔、杂散光滤除器和光纤连接器依次连接;
光束整形器模块,分别与照明光源驱动器和光源输出模块连接。
所述的光学谐振腔包括依次连接的高反光栅、有源光纤和低反光栅。
所述的高反光栅为中心波长为1550nm的高反光栅。
所述的光学谐振腔为全光纤结构,光学谐振腔的各元件通过光纤熔接成一个整体。
所述的高反光栅、有源光纤、低反光栅和光源输出模块中的光纤为单模光纤。
所述的泵源为光纤耦合半导体激光器。
所述的光纤连接器为SMA905插芯。
所述的光束整形器模块包括消相干器件和平顶化器件。
与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
(1)对杂散光滤除率高达40dB。杂散光的滤除,消除了杂散光对照明效果的影响。
(2)使用波长为1550nm的激光光源作为照明光源。该波段对人眼安全,避免其他波长激光照明光源长期使用对眼睛的伤害。
(3)激光器谐振腔使用全光纤元件,通过光纤熔接的方式使激光器谐振腔形成一个整体,全光纤结构简单,紧凑,泵浦耦合效率高,系统稳定性强。
(4)对光源进行消相干和平顶化处理。经过消相干和平顶化处理后的光源,照明效果更好。
(5)高反光栅、有源光纤和低反光栅和光源输出模块中的光纤为单模光纤,单模光纤输出光束质量好,避免光源在照明时出现明暗交替的斑纹,影响照明效果。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
本实施例提供一种全光纤结构人眼安全红外激光照明光源,包括:
照明光源驱动器1;
光源模块2,包括泵源3和光学谐振腔,照明光源驱动器1、泵源3和光学谐振腔依次连接,其中,泵源3为光纤耦合半导体激光器;
光源输出模块5,包括杂散光滤除器51和光纤连接器52,光学谐振腔、杂散光滤除器51和光纤连接器52依次连接,其中,光学谐振腔包括依次连接的中心波长为1550nm的高反光栅41、有源光纤42和低反光栅43,光纤连接器52为SMA905 插芯;
光束整形器模块6,分别与照明光源驱动器1和光源输出模块5连接。
光学谐振腔为全光纤结构,光学谐振腔的各元件通过光纤熔接成一个整体。
高反光栅41、有源光纤42、低反光栅43和光源输出模块5中的光纤为单模光纤。
工作原理如下:
(1)照明光源驱动器1
照明光源驱动器1控制光源出光,分连续和脉冲两种方式。该驱动器同时控制着光源模块和光束整形器模块两部分,具有输出功率与发散角自适应功能,可根据照明距离与照明视场调节输出功率与发散角大小。
(2)光源模块2
光源模块2由泵源3、高反光栅41、有源光纤42和低反光栅43组成。泵源3 作为光源模块2最初的能量来源,被有源光纤42中的激活粒子吸收,产生上能级粒子数反转。中心波长为1550nm的高反光栅41、低反光栅43和有源光纤42构成光学谐振腔,振荡形成1550nm激光经低反光栅43耦合输出。利用该方式,光源模块2最终输出功率最大可达30W。光源模块2受照明光源驱动器1控制,可根据照明距离和视场大小调节输出功率大小,即光源模块2输出功率具有自适应功能。
(3)光源输出模块5
光源输出模块5包括杂散光滤除器51和SMA905插芯两部分,该模块对经低反光栅输出的激光进行消杂散光处理。最终由SMA905插芯输出光中的杂散光会被滤掉,滤除率高达40dB。
(4)光束整形器6
光束整形器模块6受照明光源驱动器1控制,该模块包含对光源进行消相干和平顶化的器件,例如全息散射片,磨砂玻璃散射片,衍射式平顶光束整形器,折射式光束整形器等,对光源进行消相干与平顶化处理,能使光源在照明范围内分布更加均匀,优化照明效果。发散角自适应功能可根据照明距离与照明视场的变化,调节输出光源的发散角,使光源照明效果达到最佳。