一种保护人眼安全的VCSEL激光发散装置的制作方法

一种保护人眼安全的vcsel激光发散装置
技术领域
1.本实用新型涉及vcsel激光器技术领域，尤其涉及一种保护人眼安全的vcsel激光发散装置。


背景技术：

2.普通光源发出的散射光能够到达眼睛的光强度非常有限，而且在眼底形成投影的面积较大，对人眼伤害较小。点阵vcsel激光器具有高度一致的方向性，点阵激光投射到人眼上时，高功率密度的能量通过晶状体的汇聚，聚焦到视网膜上，温度急剧上升，造成视网膜光损伤，对人眼造成不可逆的伤害。工作人员对单点vcsel激光器进行测试时，即便是功率为5mw的单点vcsel激光器，发射的平行激光照射到人眼时，也会对人眼造成极大的伤害。
3.目前，现有技术中大多通过在vcsel激光器的发射端设置扩散器，如中国实用新型专利【公开号：cn209526324u】公开的一种vcsel激光器的封装结构，包括vcsel激光芯片，扩散器，底座，和基板；所述底座和基板连接形成了一个容纳空间，所述vcsel激光芯片位于容纳空间内；所述底座的顶部具有开孔，所述开孔处设置有定位槽；所述扩散器嵌入在所述定位槽内，并封闭所述开孔。该专利通过在底座上安装扩散器，对vcsel激光芯片发出的激光光束(能量集中，光斑状)进行扩展，解决激光照射人眼，对人眼造成极大伤害的问题。
4.但该专利中，激光通过扩散器的发散角度是固定的，无法对激光的发散角度进行调节，当vcsel激光器功率较大时，扩散器对激光的扩散程度有限，通过扩散器后的激光仍然会对人眼造成伤害。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种保护人眼安全的vcsel激光发散装置，解决现有技术中扩散器的发散角度是固定的，无法对激光的发散角度进行调节，当vcsel激光器功率较大时，扩散器对激光的扩散程度有限，通过扩散器后的激光仍然会对人眼造成伤害的问题。
6.本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：
7.一种保护人眼安全的vcsel激光发散装置，包括固定安装有vcsel激光芯片的安装座和连接在安装座上的发散机构，所述发散机构包括发散筒和多个发散组件，所述发散筒与安装座固定连接，多个所述发散组件均滑动安装在发散筒上，多个所述发散组件沿发散筒圆周等角度分布，相邻两个所述发散组件之间沿发散筒轴向交错设置，所述发散筒上转动连接有用于驱动发散组件的调节组件。
8.进一步，所述发散组件包括杆体和圆板，所述发散筒上开设有若干通孔，所述杆体滑动插设于通孔内，所述圆板位于发散筒内侧，所述圆板上开设有圆孔，若干所述发散组件中圆板的圆孔直径依次递增。
9.进一步，所述杆体上套设有拉簧，所述拉簧的一端与圆板固定连接，另一端与发散筒的内壁固定连接，所述杆体远离圆板的一端设置有限位头。
10.进一步，所述调节组件包括调节盖和固定环，所述固定环套设在发散筒上，所述固定环与调节盖固定连接，所述调节盖的中心开设有出光孔，所述出光孔的直径不小于圆板的直径，所述调节盖内设置有驱动块，所述驱动块上设置有弧面，所述限位头可与弧面相贴。
11.进一步，所述发散筒上设置有限位环，所述限位环位于固定环和调节盖之间，所述限位环与固定环相接。
12.进一步，所述固定环上开设有环形槽，所述环形槽内嵌设有胶圈。
13.进一步，所述调节盖的端面上开设有滑槽，所述滑槽内滑动安装有指示球，所述调节盖的端面对应各个发散组件的位置均设置有刻度线，所述滑槽外设置有透明罩。
14.进一步，所述安装座包括座板和连接筒，所述座板用于安装vcsel激光芯片，所述连接筒固定安装在座板上，所述发散筒靠近座板的一端设置有螺纹筒，所述螺纹筒螺纹连接在连接筒上。
15.进一步，所述螺纹筒外设置有若干防滑凸起。
16.本实用新型的有益效果：
17.1、通过设置调节组件和多个发散组件，多个发散组件的发散角度不同，使用时，旋转调节盖即可切换不同的发散组件，对vcsel激光芯片发出的激光进行发散。可根据不同功率的vcsel激光芯片，选择不同的发散组件，即可调节vcsel激光芯片射出的激光的发散角度，使vcsel激光芯片射出激光通过发散组件后的强度，能够降低到人眼安全范围内，避免激光照射到人眼后，对人眼造成损伤。
18.2、通过设置螺纹筒和连接筒，旋转螺纹筒可调节发散筒上发散机构与vcsel激光芯片之间的距离，进而改变发散机构的成像距离，进一步增加激光发散角度的调节范围，有效保证发散后的激光强度降低至人眼安全范围内。
19.3、通过设置指示球和刻度线，不同刻度线对应不同的发散组件，旋转调节盖时，通过指示球对应不同的刻度线，即可获知对应的扩散组件，便于使用者调节激光的扩散角度。
附图说明
20.图1是本实用新型一种保护人眼安全的vcsel激光发散装置的结构示意图；
21.图2是本实用新型一种保护人眼安全的vcsel激光发散装置的剖面结构示意图；
22.图3是本实用新型一种保护人眼安全的vcsel激光发散装置中发散机构的内部平面结构示意图；
23.其中，安装座1，座板11，连接筒12，vcsel激光芯片13，发散筒2，螺纹筒21，通孔22，限位环23，杆体31，圆板32，圆孔321，拉簧33，限位头34，调节盖41，出光孔411，滑槽412，刻度线413，固定环42，环形槽421，胶圈422，驱动块43，弧面431，指示球5，透明罩51。
具体实施方式
24.以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容了解本实用新型的优点和功效。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制，为了更好地说明本实用新型的实施例，图中某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表
实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
25.本实用新型实施例的图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件，在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用于的具体含义。
26.如图1-3所示，本实用新型的一种保护人眼安全的vcsel激光发散装置，包括固定安装有vcsel激光芯片13的安装座1和连接在安装座1上的发散机构，安装座1包括座板11和连接筒12，连接筒12固定安装在座板11上，vcsel激光芯片13固定安装在座板11上，vcsel激光芯片13位于连接筒12内侧。发散机构用于对vcsel激光芯片13发出的激光进行发散，降低vcsel激光芯片13射出激光的强度，避免激光照射到人眼后，对人眼造成损伤。
27.发散机构包括发散筒2和多个发散组件，发散筒2靠近座板11的一端设置有螺纹筒21，螺纹筒21螺纹连接在连接筒12上。通过旋转螺纹筒21可调节发散筒2上发散机构与vcsel激光芯片13之间的距离，进而改变发散机构的成像距离，以控制激光的发散角度，使发散后的激光强度降低至人眼安全范围内。螺纹筒21外设置有若干防滑凸起，便于使用者转动螺纹筒21。
28.本实施例中，各个发散组件的发散角度不同，使用不同的发散组件能够改变激光的发散角度，进一步对激光的发散角度进行调节，即便是大功率的vcsel激光器也能够通过改变其发散角度，使其发散后的强度降低至人眼安全范围内。
29.多个发散组件均滑动安装在发散筒2上，发散筒2上转动连接有用于驱动发散组件的调节组件。调节组件用于将发散组件移动至vcsel激光芯片13正前方，以便对vcsel激光芯片13射出的激光进行发散。多个发散组件沿发散筒2圆周等角度分布，相邻两个发散组件之间沿发散筒2轴向交错设置，避免调节组件驱动发散组件移动时，相邻的发散组件之间相互干涉。
30.发散组件包括杆体31和圆板32，发散筒2上开设有若干通孔22，通过将杆体31滑动插设于通孔22内，实现发散组件与发散筒2滑动连接。圆板32位于发散筒2内侧，圆板32上开设有圆孔321，激光穿过圆孔321时，形成圆孔321衍射，实现对激光进行发散的目的。且本实施例中，依据圆孔321衍射的光线发散原理，圆孔321直径越小，光线发散越明显，通过将若干发散组件中圆板32的圆孔321直径依次递增设置，实现各个发散组件具备不同的发散角度。
31.杆体31上套设有拉簧33，拉簧33的一端与圆板32固定连接，另一端与发散筒2的内壁固定连接，杆体31远离圆板32的一端设置有限位头34。通过设置拉簧33和限位头34，避免杆体31从发散筒2上脱离，且能够防止圆板32随意移动。且限位头34能够对杆体31的最大位移进行限位，保证调节组件能够使圆板32的圆孔321正对vcsel激光芯片13，进而激光的保证发散效果。
32.调节组件包括调节盖41和固定环42，固定环42套设在发散筒2上，固定环42与调节盖41固定连接，调节盖41的中心开设有出光孔411，出光孔411的直径不小于圆板32的直径，
以便发散后的激光能够正常通过调节盖41。调节盖41内设置有驱动块43，驱动块43上设置有弧面431，其中一个限位头34可与弧面431相贴，通过设置驱动块43和驱动块43上的弧面431，旋转调节盖41时，驱动块43的弧面431逐渐驱动位于旋转方向上的限位头34移动，在通孔22的限制下，限位头34推动杆体31和圆板32向发散筒2的轴线靠近，并使拉簧33拉伸，直至限位头34与发散筒2的外表面紧密相接。此时，圆板32的圆孔321位于vcsel激光芯片13的正前方，以便对vcsel激光芯片13发出的激光进行发散。而原本位于vcsel激光芯片13正前方的发散组件失去驱动块43的阻挡后，拉簧33拉动圆板32和杆体31上移，使圆板32向远离发散筒2轴线的方向移动，实现发散组件的切换。
33.调节盖41的端面上开设有滑槽412，滑槽412内滑动安装有指示球5，调节盖41的端面对应各个发散组件的位置均设置有刻度线413，不同刻度线413对应不同的发散组件。指示球5在自身重力作用下，即便调节盖41转动，能够位于调节盖41最底部的位置。调节盖41转动时，刻度线413随之移动，通过指示球5对应不同的刻度线413，即可获知对应的扩散组件，便于使用者调节激光的扩散角度。滑槽412外设置有透明罩51，通过设置透明罩51，一方面，便于观察指示球5是否卡死，另一方面，避免指示球5从滑槽412中脱落。
34.发散筒2上设置有限位环23，限位环23位于固定环42和调节盖41之间，限位环23与固定环42相接。通过设置限位环23，实现调节组件与发散筒2转动连接，且能够防止调节组件在发散筒2轴向移动。固定环42上开设有环形槽421，环形槽421内嵌设有胶圈422。通过设置脚圈，增加固定环42与限位环23和发散筒2之间的摩擦力，避免调节组件随意转动。
35.本实用新型的一种保护人眼安全的vcsel激光发散装置，调节vcsel激光芯片13发出激光的发散角度时：首先，旋转调节盖41，驱动块43的弧面431逐渐驱动位于旋转方向上的限位头34移动，在通孔22的限制下，限位头34推动杆体31和圆板32向发散筒2的轴线靠近，并使拉簧33拉伸，直至限位头34与发散筒2的外表面紧密相接。此时，圆板32的圆孔321位于vcsel激光芯片13的正前方。而原本位于vcsel激光芯片13正前方的发散组件失去驱动块43的阻挡后，拉簧33拉动圆板32和杆体31上移，使圆板32向远离发散筒2轴线的方向移动，实现发散组件的切换。使用者通过观察指示球5对应刻度线413的位置，将合适发散角度的发散组件调节至vcsel激光芯片13的正前方即可。
36.随后，通过旋转螺纹筒21，可调节发散筒2上发散机构与vcsel激光芯片13之间的距离，进而改变发散机构的成像距离，进一步改变激光的发散角度，有效保证发散后的激光强度降低至人眼安全范围内。
37.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。