一种激光激发宽带线状结构光源的制作方法

1.本发明涉及发光光源领域，尤其涉及一种激光激发宽带线状结构光源。


背景技术：

2.测量、标线、特殊照明经常使用线状结构光，例如通常用一条(不限于一条)细长的直线形状(不限于直线)搭配拍摄装置来测量物体表面轮廓，或扫描物体三维形状。现有的技术方案有：
3.1、使用线状激光。
4.2、使用线状激光照射荧光板。
5.3、使用若干光纤排列成一排。
6.4、使用光源搭配狭缝。
7.以上方案存在的缺陷如下：
8.第1种：使用线状激光。激光是强相干光，容易在物体表面产生干涉形成散斑，干扰测量。激光是单色光，不同颜色表面测量有差异，不适合需要复合宽带光源的场合，人眼对激光伤害比较敏感。
9.第2种：使用线状激光照射荧光板，如图7所示。由于荧光板上通常涂覆荧光粉，荧光粉是透光的，而且发出的光四面散射，互相激发，得到的发光线条较宽。701为激光器，102为荧光板，703为漫射和二次激发光线。荧光板702内荧光物质会散射光线，并形成二次激发，使得线状光宽度较宽。而且没有反射部，光线出射方向更分散，向需要的方向输出光线能量减少，效率低。没有散热部，激光能量强时会造成过热，光效低，寿命短。
10.第3种：使用若干光纤排列成一排，如图8所示，801为光纤包层，802为光纤导光芯。由于光纤通常是圆形，并且有光纤包层801，导致一排光纤排列成的线状光源中间亮度呈亮-暗间隔排列，光强不连贯，用于测量效果打折扣，且光利用效率低。
11.第4种：用光源搭配狭缝。由于光源发光面积通常较大，经过狭缝后仅极少量光线能通过狭缝，光能利用率低。光能利用率低会造成光源亮度不高，或者光源功耗很大，功耗大会造成发热严重，对于精密测量装置来说发热量是需要控制的。
12.由于当前半导体等高精尖领域需要更高精度的测量装置，而且目前检测朝着更高速的方向发展，减小线的粗细，同时加强发光亮度是提高精度和速度的瓶颈所在，因此现有技术不能满足更精密、更高速、多种材质测量的需要，而市场需要更细、更高效率的宽带线状结构光源。


技术实现要素：

13.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种激光激发宽带线状结构光源，能够发出更细、更高效率的宽带线线状结构光源。
14.本发明的技术方案如下：一种激光激发宽带线状结构光源，包括：线状激光器、线状受激发光部、连接部以及受激发光反射部；
15.所述线状激光器发射出线状激发光，所述线状受激发光部被所述线状激光器激发出宽带的散射的受激发射光；
16.所述连接部用于连接所述线状激光器以及所述线状受激发光部，确定线状激光器与线状受激发光部的相对位置；
17.所述受激发光反射部由高反射率的材料组成，用于反射光线使得受激发射光按特定方向出射，同时将未转化为受激发射光的激发光反射。
18.进一步地，本激光激发宽带线状结构光源还包括用于散热的受激发光散热部。
19.进一步地，所述受激发光反射部、受激发光散热部两个部件合并成一体形成散热反射复合部。
20.进一步地，所述散热反射复合部上设有凹槽，所述线状受激发光部全部或大部分位于所述凹槽内。
21.进一步地，本激光激发宽带线状结构光源还包括滤光部，所述滤光部滤除或减少激发光，保留全部或大部分受激发射光。
22.进一步地，所述线状受激发光部包括颗粒度小于5um的受激发光颗粒。
23.进一步地，所述线状受激发光部包括多种尺寸粒度的受激发光颗粒。
24.进一步地，所述线状受激发光部包括多种发光光谱特性的颗粒。
25.进一步地，本激光激发宽带线状结构光源还包括用于将受激发射光再汇聚成线状光的成像部。
26.进一步地，所述成像部为带色散功能成像部，所述带色散功能成像部用于将线状聚焦光中不同波长的光聚焦于不同位置。
27.采用上述方案，本发明具有如下有益效果：
28.1、受激发光部发射出的受激发射光为宽带光，相对于激光来说为弱相干光，能够减少散斑效应，从而减少散斑的干扰；
29.2、线状激发光光能集中照射在受激发光部上，能量利用率高；
30.3、不需要制作复杂的光纤束，结构简单，成本低；
31.4、受激发光反射部使得光出射集中，光效率高；
32.5、受激发光反射部使得未参与激发的激发光再次射向受激发光部上，大幅度提高激发效率；
33.6、受激发光散热部能降低受激发光材料的温度，提高光效，延长使用寿命；
34.7、小颗粒受激发光材料能够使发线宽更窄；
35.8、填充多种尺寸粒度的颗粒，可以更好地填充间隙，增加发光效率和发光均匀性；
36.9、能够将部分部件合并，使得结构更简单，成本更低；
37.10、发光带能够做得比较连续，亮度能够做得较均匀；
38.11、能够减少激发光出射，保护人眼，更安全。
附图说明
39.图1为本发明实施例1的结构简图。
40.图2为本发明实施例1的细节结构示意图。
41.图3为本发明实施例2的结构简图。
42.图4为本发明实施例3的结构示意图。
43.图5为本发明实施例4的结构示意图。
44.图6本发明实施例5的结构示意图。
45.图7现有技术中使用线状激光照射荧光板的结构示意图。
46.图8为现有技术中使用若干光纤排列成一排的结构示意图。
具体实施方式
47.以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
48.实施例1：
49.请参阅图1，本实施例提供一种激光激发宽带线状结构光源，包括：线状激光器101、线状受激发光部102、连接部103以及受激发光反射部202，其中104为线状激光束。
50.所述线状激光器101发射出线状激发光，所述线状激发光集中照射到线状受激发光部102上。线状激光器101包含柱面镜，用来将激光聚焦成线状。
51.所述线状受激发光部102位于所述线状激光器101的下方，线状受激发光部102被所述线状激光器101激发发出宽带的散射的受激发射光。线状受激发光部102发射出的受激发射光为宽带光，相对于激光来说为弱相干光，能够减少散斑效应，从而减少散斑的干扰。
52.所述连接部103用于连接所述线状激光器101以及所述线状受激发光部102，确定线状激光器101与线状受激发光部102的相对位置。连接部103可以由一个多个零部件组成，连接部103上可以增加调节机构，调节机构用于调节线状激光器101和/或线状受激发光部102的位置和角度，方便线状激光器101与线状受激发光部102对位。线状激光器101的壳体可以与连接部103连成一个整体，从而减少零部件的数量，降低成本。
53.请参阅图2，本激光激发宽带线状结构光源还包括用于支撑所述线状受激发光部102的受激发光支撑部201。在本实施例中，受激发光支撑部201位于线状受激发光部102的下方，受激发光支撑部201由透明材料组成，如玻璃等，能让光线射出。
54.本激光激发宽带线状结构光源还包括受激发光反射部202，所述受激发光反射部202由高反射率的材料组成，用于反射光线使得受激发射光按特定方向出射，同时将未转化为受激发射光的激发光反射回去，从而使得发射光的强度增强，同时将未转化为受激发射光的激发光反射回线状受激发光部102，提高光转化效率，而且能够减少激发光射出，保护人眼，更加安全。在本实施例中，受激发光反射部202位于线状受激发光部102的两侧，受激发射光经过两侧的受激发光反射部202的反射作用后发出。
55.本激光激发宽带线状结构光源还包括用于散热的受激发光散热部203。由于线状激光束能量增强后会产生局部高温，高温容易使得受激发光材料发光效率下降，还会使部分受激发光材料产生热猝灭效应，激发光能量超过一定的强度后高温使得受激发射光强度不再增加，而且高温还会使得一些材料加速老化，所以加强散热是提高发光强度的关键。在本实施例中，受激发光散热部203位于受激发光反射部202的外侧，其采用导热率高的材料，如金属等，加快热量的散失，降低温度。
56.本激光激发宽带线状结构光源还包括滤光部205，所述滤光部205滤除或减少激发光，保留全部或大部分受激发射光。通常激发光和受激发射光的频谱有差异，通过设置合适的透过频谱特性的滤光部205，可以滤除或减少激发光，保留全部或大部分受激发射光出
射。在本实施例中，滤光部205位于受激发光支撑部201的下方，滤光部205可以是光路中某个部件上的一层镀膜或者分光器件，或者是在光路中单独的一片滤光片。
57.所述线状受激发光部102包括颗粒度小于5um的受激发光颗粒，小颗粒受激发光材料，能使发光线宽很窄。线状受激发光部可以包含一种尺寸的受激发光颗粒，也可以包含多种尺寸的受激发光颗粒，多种尺寸粒度的颗粒，可以更好地填充间隙，增加发光效率和发光均匀性。所述受激发光颗粒可以为量子点受激发光颗粒，也可以为包含多种受激发射光谱特性的颗粒。
58.实施例2：
59.在实施例1中，受激发光反射部202与受激发光散热部203分开设置。请参阅图3，在本实施例中，受激发光反射部202与受激发光散热部203两者合并成一体，形成散热反射复合部301，同时，散热反射复合部301也融合了受激发光支撑部201，其可以是高反射金属，或高导热金属镀反射层。其中，散热反射复合部301上设有凹槽，用于容纳受激发光部102，线状受激发光部102全部或大部分位于所述凹槽内。该结构增加了与受激发光部102的接触面积，大幅度增强了散热效果，结构简单且反射光方向集中，光效率高。
60.实施例3：
61.请参阅图4，在本实施例中，激光激发宽带线状结构光源还包括用于将受激发射光再汇聚成线状的成像部401。成像部401用于用于将受激发光部102发出的散射光线，汇聚成像到某个位置形成线状光束，图4中的402为成像后的线状光束。
62.实施例4：
63.请参阅图5，在本实施例中，成像部为带色散功能成像部501，所述带色散功能成像部501将宽带光色散后成像，每个波长在沿成像部成像光轴方向排列的不同位置，并形成线状光束。图5中的502为带色散功能成像部501成像后的线状光束。带色散功能的成像可以用于一些特定的场合，比如光谱共焦测量。在光路中，还可以增加其他部件比如反射镜、分光镜等，不影响该实施例的实现。
64.实施例5：
65.请参阅图6，在本实施例中，成像部也具有色散功能，相比于实施例4，本实施例的成像部将宽带光色散后成像，每个波长在沿某个任意方向排列的不同位置，并形成线状光束。
66.本实施例中的成像部包括准直组件601、色散组件602以及聚焦组件603。准直组件601将线状受激发光部102发出的散射光线输出到色散部件602。色散组件602将宽带光色散，可以是棱镜、光栅等。聚焦组件603将宽带光色散后成像，成像后的每个波长在沿某个方向排列的不同位置，形成线状光束，图6中的604为本实施例成像后的线状光束。可以用于一些特定的场合，比如光谱共焦测量。在光路中，还可以增加其他部件比如反射镜、分光镜等，不影响该实施例的实现。众所周知的是，线状光是由许多发光点组成，本发明所述的线状光，包括连续的线状光也包括多个点排列成的线状光，当然也可以是多条线状光。
67.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。