一种光收集装置的制作方法

本发明涉及激光技术领域,更具体地说，它涉及一种光收集装置。

背景技术：

近年来，由于激光具有高亮度，低光束发散，长寿命，宽色域和节能环保等优点，尤其是在高亮度照明及高亮度显示领域具有led光源无法比拟的优势，被广泛的应用。

但是，高功率激光模块长时间工作必然会产生大量的热，从而引发因温升而导致的发光波长蓝移或者红移现象，甚至导致激光模块输出功率降低及寿命衰减。

因此，现有技术还有待改进与发展。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种光收集装置，具有保证激光模块在恒定的温度范围内工作以及稳定的光输出的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种光收集装置，其中，包括激光模块以及用于承载所述激光模块的散热基座，所述散热基座上设置有散热器，所述散热基座与散热器之间设置有制冷片；所述激光模块的前端设置有反光组件以及用于收集光线的光收集组件。

进一步地，所述激光模块的外侧设置有用于将激光模块发出的光线整形的整形透镜。

进一步地，所述激光模块包括圆形阵列排布或水平方阵排布的激光器。

进一步地，每个所述激光器均单独配置一个整形透镜或整个激光器阵列配置一个整形透镜阵列。

进一步地，所述反光组件为用于将光线聚焦的抛物面型反光杯，所述光收集组件为光收集杯或光学透镜组。

进一步地，所述反光组件包括排布成卡塞格林光束变换系统的第一旋转抛物面型反光杯和第二旋转抛物面型反光杯，所述第一旋转抛物面型反光杯设置于第二旋转抛物面型反光杯的外侧，所述第一旋转抛物面型反光杯的中部设置有供光线射出的第一出射口。

进一步地，所述反光组件包括椭球形反光杯以及第三旋转抛物面型反光杯，所述椭球形反光杯的开口朝向第三旋转抛物面型反光杯设置，所述椭球形反光杯远离第三旋转抛物面型反光杯的焦点与第三旋转抛物面型反光杯的焦点重合，所述椭球形反光杯靠近第三旋转抛物面型反光杯的焦点与第三旋转抛物面型反光杯的顶点重合；所述第三旋转抛物面型反光杯的中部设置有供光线射出的第二出射口，所述第二出射口的外侧设置有所述光收集组件。

进一步地，所述散热器与散热基座之间设置有用于监控散热基座表面实时温度的温度感应器。

进一步地，所述散热器为锯齿状散热器，所述锯齿状散热器上设置有散热风扇或水冷系统。

进一步地，所述散热基座、制冷片以及散热器之间均设置有散热硅胶。

综上所述，本发明通过温度感应器监控散热基板的实时温度，并通过控制制冷系统的输出功率及转换效率达到稳定散热基本温度的效果，从而保证高功率激光模块长效稳定的输出。

附图说明

图1是本发明第一实施例中光收集装置的整体结构示意图。

图2是本发明第二实施例中光收集装置的整体结构示意图。

图3是本发明第三实施例中光收集装置的整体结构示意图。

图4是本发明第四实施例中光收集装置的整体结构示意图。

图5是本发明第五实施例中光收集装置的整体结构示意图。

图中：10、散热风扇；11、水冷系统；20、锯齿状散热器；21、散热基座；22、固定螺丝；23、温度感应器；24、散热硅胶；25、制冷片；26、激光器；27、整形透镜；30、反光组件；31、第一旋转抛物面型反光杯；32、第二旋转抛物面型反光杯；33、椭球形反光杯；34、第三旋转抛物面型反光杯；40、光收集组件；41、第一出射口；42、第二出射口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一：一种光收集装置，如图1所示，包括激光模块以及用于承载所述激光模块的散热基座21，所述散热基座21上设置有锯齿状散热器20，所述散热基座21与锯齿状散热器20之间设置有制冷片25，其中制冷片25可以高效的将激光模块产生的热量通过制冷片25引导至锯齿状散热器20上。

所述锯齿状散热器20与散热基座21之间设置有用于监控散热基座21表面实时温度的温度感应器23，所述锯齿状散热器20上设置有散热风扇10。温度感应器通过监控散热基座表面的实时温度并反馈给主控单片机，通过控制制冷片的输出功率及散热风扇的输出功率保证激光模块在一定的恒温范围内工作，从而保证激光模块波长不因温升而导致的红移或者蓝移现象。

具体的，当散热基板温度超出控制范围时，例如常温25±5℃时，温度感应器接收信号并将信号反馈给到单片机，单片机控制制冷片正向工作，迅速制冷，并将热量快速转移至锯齿状散热器20上，同时单片机控制散热风扇的加大转速快速散热，从而保证系统在恒定的温度范围内工作。

所述散热基座21、制冷片25以及锯齿状散热器20之间均设置有散热硅胶24。散热硅胶通常采用具有散热系数较高的材料，散热硅胶主要用于使锯齿状散热器，散热基座与制冷片充分接触，增大散热面积，从而增大散热效率。

所述激光模块包括圆形阵列排布或水平方阵排布的激光器26。所述激光模块的外侧设置有用于将激光模块发出的光线整形的整形透镜27。每个所述激光器均单独配置一个整形透镜或整个激光器阵列配置一个整形透镜阵列。

所述激光模块的前端设置有反光组件30以及用于收集光线的光收集组件40。所述反光组件30为用于将光线聚焦的抛物面型反光杯，所述光收集组件40为光收集杯。

其中，高功率激光模块可以是半导体激光器，也可是vcesl激光器等。高功率激光模块可以圆形阵列排布，也可水平方阵排布，本实施例优选圆形阵列排布，激光模块发出的激光经整形透镜整形，平行射入抛物面型反光杯上，并经抛物面型反光杯反射聚焦于焦点，最后由光收集组件收集。

实施例二，在本发明的第二实施例中，如图2所示，实施例二与实施例一的不同之处在于，所述光收集组件40根据需求可采用光学透镜组进行光学整形。

实施例三，在本发明的第三实施例中，如图3所示，实施例三与实施例一的不同之处在于，所述反光组件30包括排布成卡塞格林光束变换系统的第一旋转抛物面型反光杯31和第二旋转抛物面型反光杯32，所述第一旋转抛物面型反光杯31设置于第二旋转抛物面型反光杯32的外侧，所述第一旋转抛物面型反光杯31的中部设置有供光线射出的第一出射口41。

具体的，反光组件采用两套旋转抛物面型反光杯排布成卡塞格林光束变换系统，即第一旋转抛物面型反光杯和第二旋转抛物面型反光杯，第一旋转抛物面型反光杯和第二旋转抛物面型反光杯均为平面镜，其中心排布在两个共轴线、共焦点f1、同方向的旋转抛物面上，镜面的法线方向为旋转抛物面在该处的法线方向。

实施例四，在本发明的第四实施例中，如图4所示，实施例四与实施例一的不同之处在于，所述反光组件30包括椭球形反光杯33以及第三旋转抛物面型反光杯34，所述椭球形反光杯33的开口朝向第三旋转抛物面型反光杯34设置，所述椭球形反光杯33远离第三旋转抛物面型反光杯34的焦点与第三旋转抛物面型反光杯34的焦点重合，所述椭球形反光杯33靠近第三旋转抛物面型反光杯34的焦点与第三旋转抛物面型反光杯34的顶点重合；所述第三旋转抛物面型反光杯34的中部设置有供光线射出的第二出射口42，所述第二出射口42的外侧设置有所述光收集组件40。

具体的，反光组件采用椭球形反光杯和旋转抛物面反光杯组成，图中，椭球形反光杯的左焦点与旋转抛物面反光杯的焦点重合，椭球形反光杯的右焦点与旋转抛物面反光杯的顶点重合。

实施例五，在本发明的第五实施例中，如图5所示，实施例五与实施例一的不同之处在于，制冷系统也可采用水冷系统11，即所述锯齿状散热器20上设置有水冷系统11。

通过控制水冷系统的转换效率以及制冷片的输出功率达到快速散热的效果，从而保证整个系统在恒定的温度范围内工作。

综上所述，本发明主要针对高功率激光模块因长时间工作产热量大，从而导致的输出功率降低、寿命快速衰减的问题，以及因激光模块温度升高而导致的发光波长蓝移或者红移等问题。对于高亮度、精密仪器及高显示设备来说，控制激光光源模块稳定性尤为重要。

本发明采用温度感应器监控散热基板的实时温度，并通过控制制冷片与散热风扇的输出功率相结合的方法快速散热；亦或通过控制制冷片的输出功率与水冷系统的转换效率相结合的方法快速散热，从而保证激光模块稳定光的输出。根据激光模块应用市场的不同，可以采用不同的光收集组件。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。