CN211556412U - 一种激光种子源***及激光雷达 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种激光种子源***及激光雷达。其中，激光种子源***包括电路板、激光器和控制模块，激光器内集成有激光发射单元和驱动单元，驱动单元用于驱动激光发射单元，激光器和控制模块均设置于电路板的第一表面，激光器和控制模块电连接，控制模块用于控制驱动单元。本实用新型提供的激光种子源***及激光雷达，简化了封装工艺、降低了成本。

Description

一种激光种子源***及激光雷达
技术领域
本实用新型实施例涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种激光种子源***及激光雷达。
背景技术
光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，具有光束质量好、高效率、散热特性好、可靠性高等优点，成为激光雷达的重要的光源选择之一。
目前，光纤激光器都是驱动模块和激光器分开设计的，采用陶瓷基板和金属外壳，低集成度造成体积较大，且需要专门的设备进行电阻焊接，存在着成本高，封装工艺相对复杂等问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种激光种子源***及激光雷达，以简化封装工艺、降低成本。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种激光种子源***，包括：电路板、激光器和控制模块；所述激光器内集成有激光发射单元和驱动单元；所述驱动单元用于驱动所述激光发射单元；所述激光器和所述控制模块均设置于所述电路板的第一表面；所述激光器和所述控制模块电连接，所述控制模块用于控制所述驱动单元。
可选的，激光种子源***还包括第一屏蔽罩和第二屏蔽罩；所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩分别设置在所述电路板的两侧，形成所述激光种子源模块的外壳。
可选的，激光种子源***还包括散热单元；
所述散热单元设置在所述电路板的第二表面，所述第二表面和所述第一表面相对设置，且所述散热单元在所述电路板所在平面的垂直投影与所述激光器在所述电路板所在平面的垂直投影至少部分重叠。
可选的，所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩通过点胶或者焊接与所述电路板连接。
可选的，所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩为铜屏蔽罩或者铜合金屏蔽罩。
可选的，所述电路板上还设置有定位通孔和安装通孔；
所述定位通孔位于所述电路板的边缘，用于定位所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩的安装位置；
所述安装通孔位于所述第一屏蔽罩设置区域和所述第二屏蔽罩设置区域的外部。
可选的，所述激光器还包括传输光纤；
所述传输光纤与所述激光发射单元连接，用于传输激光脉冲信号；
所述电路板还包括镂空部；
所述传输光纤在所述电路板所在平面的垂直投影与所述镂空部至少部分重叠。
可选的，所述电路板还包括信号传输端子；
所述信号传输端子设置在所述电路板的边缘，所述信号传输端子用于实现所述激光种子源***与其他设备的信号传输。
可选的，所述信号传输端子为金手指或者焊盘。
第二方面，本实用新型实施例还提供了一种激光雷达，包括第一方面所述的任一激光种子源***。
本实用新型实施例提供的技术方案，通过将激光器和控制模块集成在一块电路板的同一侧，集成度高、缩小了产品体积，封装过程不需要专门的设备进行电阻焊接，使得封装过程更加简单，也降低了成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种激光种子源***的外部结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种激光种子源***的内部结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的一种激光种子源***的俯视结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种激光种子源***的仰视结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的另一种激光种子源***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
图1为本实用新型实施例提供的一种激光种子源***的外部结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的一种激光种子源***的内部结构示意图，图3为本实用新型实施例提供的一种激光种子源***的俯视结构示意图，图4为本实用新型实施例提供的一种激光种子源***的仰视结构示意图，图5为本实用新型实施例提供的另一种激光种子源***的结构示意图，如图1-5所示，本实用新型实施例提供的激光种子源***包括电路板10、激光器11和控制模块12。激光器11内集成有激光发射单元111和驱动单元112，驱动单元113用于驱动激光发射单元111，激光器11和控制模块12均设置于电路板10的第一表面21，激光器11和控制模块12电连接，控制模块12用于控制驱动单元113。
具体的，如图1-4所示，本实用新型实施例提供的激光种子源***将激光器11和控制模块12均设置于电路板10的第一表面21，其中，激光器11内集成有激光发射单元111和驱动单元112，激光发射单元111用于发射激光，驱动单元112分别与控制模块12和激光发射单元111连接，驱动单元112用于驱动激光发射单元111发射激光脉冲信号，控制模块12用于控制激光器11中的驱动单元112。控制模块12可以为脉冲电路控制模块，脉冲电路控制模块用于控制激光器11发射激光脉冲信号，控制模块12也可以为其他控制器，本领域技术人员可根据实际需求对控制模块12进行设置，以实现相应的功能。此外，电路板10可采用印刷线路板(Printed Circuit Board，PCB)，简化了电子产品的装配、焊接工作，减少传统方式下的接线工作量，大大减轻工人的劳动强度，并有利于缩小产品体积，降低产品成本，提高电子设备的质量和可靠性。
本实用新型实施例提供的激光种子源***，通过将激光器11和控制模块12集成在一块电路板10的同一侧，集成度高、缩小了产品体积，封装过程不需要专门的设备进行电阻焊接，使得封装过程更加简单，也降低了成本。
继续参考图1，可选的，本实用新型实施例提供的激光种子源***还包括第一屏蔽罩13和第二屏蔽罩15，第一屏蔽罩13和第二屏蔽罩15分别设置在电路板10的两侧，形成激光种子源***的外壳。
示例性的，如图1所示，将第一屏蔽罩13设置在电路板10的第一表面21，且激光器11和控制模块12均设置在第一屏蔽罩13的容置空间内，将第二屏蔽罩15设置在电路板10的第二表面22，第二表面22和第一表面21相对设置，使得第一屏蔽罩13和第二屏蔽罩15形成激光种子源***的外壳，从而起到屏蔽、防尘以及防水的作用，避免激光种子源***与其他电子电路之间的相互干扰，以实现对电路板10的保护。
继续参考图2和图4，可选的，本实用新型实施例提供的激光种子源***还包括散热单元14，散热单元14设置在电路板10的第二表面22，第二表面22和第一表面21相对设置，且散热单元14在电路板10所在平面的垂直投影与激光器11在电路板10所在平面的垂直投影至少部分重叠。
具体的，散热单元14用于避免激光器11工作时温度过高造成器件损坏，通过将散热单元14和激光器11分别设置在电路板10的两侧，并将散热单元14设置在与激光器11对应的位置，更有利于给激光器11进行散热。
示例性的，散热单元14设置在电路板10的第二表面22，且散热单元14位于第二屏蔽罩15的容置空间内，避免激光种子源***与其他电子电路之间相互干扰的同时，散热单元14还可将激光器11产生的热量通过传导到第二屏蔽罩15来实现散热功能。
其中，散热单元14可采用半导体制冷器(Thermo Electric Cooler，TEC)，半导体制冷器利用半导体材料的珀尔帖效应将热量会半导体制冷器的一侧传到另一侧，从而实现致冷功能，半导体制冷器为电流换能型器件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制***，并且其具有致冷快、功率小等优点，可以理解的是，在其他实施例中散热单元14还可以采用其他散热器，本实用新型对此不作限定。
可选的，第一屏蔽罩13和第二屏蔽罩15通过点胶或者焊接与电路板10连接。
其中，第一屏蔽罩13和第二屏蔽罩15可通过胶水或者点焊的方式与电路板10进行连接，连接过程不需要专门的设备进行电阻焊接，使得封装过程更加简单，也降低了成本。
可选的，第一屏蔽罩13和第二屏蔽罩15为铜屏蔽罩或者铜合金屏蔽罩。
其中，第一屏蔽罩13和第二屏蔽罩15为铜屏蔽罩或者铜合金屏蔽罩，可使激光种子源***的重量更轻，并可降低成本，示例性的，第一屏蔽罩13和第二屏蔽罩15均采用洋白铜材质。
继续参考图1-4，可选的，电路板10上还设置有定位通孔101和安装通孔102，定位通孔101位于电路板10的边缘，用于定位第一屏蔽罩13和第二屏蔽罩15的安装位置，安装通孔102位于第一屏蔽罩13设置区域和第二屏蔽罩15设置区域的外部。
具体的，在电路板10上设置定位通孔101来定位第一屏蔽罩13和第二屏蔽罩15的安装位置，有助于产品的统一性，并有助于将第一屏蔽罩13和第二屏蔽罩15固定在电路板10上，可将第一屏蔽罩13和第二屏蔽罩15设计为同样大小来减小定位通孔101的数量，示例性的，如图1-4所示，本实用新型实施例提供的激光种子源***中，电路板10上设置4个定位通孔101，4个定位通孔101分别位于第一屏蔽罩13以及第二屏蔽罩15的4个角的位置，从而实现定位功能。电路板10上还设置有安装通孔102，安装通孔102位于第一屏蔽罩13设置区域和第二屏蔽罩15设置区域的外部，安装通孔102用于将激光种子源***安装在其他调试平台上进行调试。
可选的，激光器11包括激光发射单元111、驱动单元112和传输光纤113，传输光纤113与激光发射单元连接，用于传输所述激光脉冲信号。
继续参考图2-5，可选的，激光器11还包括传输光纤113，传输光纤113与激光发射单元111连接，用于传输激光脉冲信号。电路板10还包括镂空部103，所述传输光纤113在电路板10所在平面的垂直投影与镂空部103至少部分重叠。
具体的，激光器11还设有传输光纤113，传输光纤113用于传输激光发射单元111发射的激光脉冲信号，传输光纤113作为激光增益介质，其波导结构使得激光种子源***易于获得单横模输出，且受外界因素影响很小，能够实现高亮度的激光输出，还有利于压缩体积、节约成本。在电路板10上对应传输光纤113的位置设置镂空部103，从而在进行光纤耦合的步骤时方便放置光纤夹，降低耦合难度。其中，镂空部103的形状和大小可根据实际需求进行设置，只要能够便于放置光纤夹即可，本实用新型对此不作限定。
继续参考图1-4，可选的，电路板10还包括信号传输端子104，信号传输端子104设置在电路板10的边缘，信号传输端子104用于实现激光种子源***与其他设备的信号传输。
具体的，信号传输端子104分别与控制模块12和激光器11电连接，可用于进行信号传输或进行电能传输，示例性的，如图1-4所示，信号传输端子104可由多个金黄色的导电触片组成，将电源与信号传输端子104电连接，从而实现电源对控制模块12和激光器11的供电。其中，信号传输端子104可设置在电路板10的第二表面22，从而合理利用电路板10上的空间，有助于减小激光种子源***的体积。
可选的，信号传输端子104为金手指或者焊盘。
其中，金手指不易氧化，接触电阻稳定。采用金手指时，直接采用新的适配尺寸下的第一屏蔽罩和第二屏蔽罩作为外壳即可。
在一实施例中，当信号传输端子104为焊盘时，焊盘体积更小，成本较低，从而使得整个电路板的尺寸变小，采用传统的种子源激光器的外壳规格即可，从而可以将电路板直接设置于传统规格下的标准外壳中，只需要变换外壳的类型为具有屏蔽功能的壳体即可，从而可以降低生产成本。
本实用新型实施例提供的激光源种子***，通过将激光器11和控制模块12集成在一块电路板10的同一侧，并通过点胶或者焊接方式将第一屏蔽罩13和第二屏蔽罩15与电路板10连接，形成屏蔽外壳，提高激光源种子***的集成度、减小产品体积，并且封装过程中无需专门的设备进行电阻焊接，使得封装过程更加简单，降低了制造成本。
基于同样的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种激光雷达，该激光雷达包括上述任意实施例提供的激光种子源***，与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述。其中，激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达***，其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别，它由激光种子源***、光学接收机、转台和信息处理***等组成，激光种子源***用于发射激光脉冲，光接收机再把从目标反射回来的激光脉冲转换成电脉冲，送到显示器。
本实用新型实施例提供的激光雷达，通过将激光种子源***中激光器11和控制模块12集成在一块电路板10的同一侧，提高激光雷达的集成度、减小产品体积，并且封装过程中无需专门的设备进行电阻焊接，使得封装过程更加简单，降低了制造成本。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种激光种子源***，其特征在于，包括：电路板、激光器和控制模块；所述激光器内集成有激光发射单元和驱动单元；所述驱动单元用于驱动所述激光发射单元；所述激光器和所述控制模块均设置于所述电路板的第一表面；所述激光器和所述控制模块电连接，所述控制模块用于控制所述驱动单元。
2.根据权利要求1所述的激光种子源***，其特征在于，还包括第一屏蔽罩和第二屏蔽罩；所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩分别设置在所述电路板的两侧，形成所述激光种子源***的外壳。
3.根据权利要求2所述的激光种子源***，其特征在于，还包括散热单元；
所述散热单元设置在所述电路板的第二表面，所述第二表面和所述第一表面相对设置，且所述散热单元在所述电路板所在平面的垂直投影与所述激光器在所述电路板所在平面的垂直投影至少部分重叠。
4.根据权利要求2所述的激光种子源***，其特征在于，所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩通过点胶或者焊接与所述电路板连接。
5.根据权利要求2所述的激光种子源***，其特征在于，所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩为铜屏蔽罩或者铜合金屏蔽罩。
6.根据权利要求3所述的激光种子源***，其特征在于，所述电路板上还设置有定位通孔和安装通孔；
所述定位通孔位于所述电路板的边缘，用于定位所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩的安装位置；
所述安装通孔位于所述第一屏蔽罩设置区域和所述第二屏蔽罩设置区域的外部。
7.根据权利要求1所述的激光种子源***，其特征在于，所述激光器还包括传输光纤；
所述传输光纤与所述激光发射单元连接，用于传输激光脉冲信号；
所述电路板还包括镂空部；
所述传输光纤在所述电路板所在平面的垂直投影与所述镂空部至少部分重叠。
8.根据权利要求2所述的激光种子源***，其特征在于，所述电路板还包括信号传输端子；
所述信号传输端子设置在所述电路板的边缘，所述信号传输端子用于实现所述激光种子源***与其他设备的信号传输。
9.根据权利要求8所述的激光种子源***，其特征在于，所述信号传输端子为金手指或者焊盘。
10.一种激光雷达，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的激光种子源***。
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