Осветитель на полупроводниковом лазерном излучателе

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ к ПАТЕНТУ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг (ВУ)(72) Авторы Зайцева Елена Ивановна Корабельников Николай ДмитриевичКухтиков Сергей Владимирович Сырокващ Дмитрий Михайлович Тареев Анатолий Михайлович (ВУ)(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг (ВУ)Осветитель на полупроводниковом лазерном излучателе, содержащий установленные последовательно объектив, Полупроводниковый лазерный излучатель, расположенный в фокальной или близко к фокальной плоскости объектива, и электрически соединенный с ним блок питания, отличающийся тем, что в зоне излучения полупроводникового излучателя установлено фотоприемное устройство, а в блок питания введены задающее устройство и устройство сравнения, соединенные таким образом, что выход задающего устройства соединен с первым входом устройства сравнения, выход фотоприемного устройства соединен со вторым входом устройства сравнения, а выход устройства сравнения соединен с входом управляемого источника питания.1. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Основы улучщения видимости в сложных условиях. М. ООО Недра - Бизнесцентр, 1999. - С. 109-116.Полезная модель относится К области оптико-электронного приборостроения И может быть использована при создании осветителей на основе полупроводниковых лазеров, работающих как в импульсном, так и непрерывном режиме.Известен осветитель 1, состоящий из объектива, лазерного полупроводникового излучателя, расположенного в фокальной или близко к фокальной плоскости объектива, и блока питания излучателя, обеспечивающего импульсный или непрерывный режим питания в зависимости от типа излучателя. Основным недостатком такого осветителя является нестабильность мощности излучения в температурном диапазоне эксплуатации осветителя,который обычно составляет минус 5 О 4 О С. Это вызвано тем, что мощность излучения пропорциональна току накачки излучателя, который является функцией от температуры.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является осветитель ПЛ-1 2, состоящий из расположенных последовательно объектива, полупроводникового лазерного излучателя, расположенного в фокальной или близко к фокальной плоскости объектива, и электрически связанного излучателем блока питания излучателя с устройством стабилизации выходной мощности в широком диапазоне температур. Ток накачки излучателя, при постоянной световой мощности, является функцией температуры излучателя (окружающей среды). Эта зависимость для каждого излучателя является индивидуальной и приводится в паспорте на излучатель, так как имеет достаточно большой разброс параметров для различных излучателей.Стабилизация выходной мощности заключается в изменении тока накачки в зависимости от температуры окружающей среды с помощью устройства управления излучателем и осуществляется следующим образом. Линейный датчик температуры выдает аналоговый сигнал зависимости напряжения от температуры ПО). Этот сигнал поступает в функциональный преобразователь, где преобразуется к виду Ну(, С) а г Ь, где Пу(, С) напряжение управления, подаваемое на управляемый источник питания излучателя, а коэффициент наклона характеристики Пуп, С), Ь - постоянная составляющая сигнала Пуп, С). Сигнал Пу(г, С) поступает в управляемый источник питания излучателя, регулирующий амплитуду импульсов тока накачки. Таким образом устройство управления излучателем осуществляет изменение тока накачки излучателя в зависимости от температуры окружающей среды.Основным недостатком известного осветителя является большая трудоемкость настройки характеристики изменения тока накачки, т.к. она осуществляется для каждого излучателя экспериментально, путем подбора коэффициентов а и Ь функционального преобразователя. При подборе указанных коэффициентов для излучателя с блоком питания необходимо создавать температурный режим, соответствующий крайним точкам рабочего диапазона, что требует дорогостоящего оборудования, например термокамеры. Кроме того,зависимость тока накачки от температуры у отдельных излучателей имеет значительную нелинейность и аппроксимация ее линейной функцией Пуп, С) приводит к погрешности тока накачки до 20 .Задачей полезной модели является повышение точности стабилизации мощности излучения в широком температурном диапазоне и упрощение процесса настройки блока питания излучателя за счет автоматического регулирования тока накачки излучателя по уровню мощности потока излучения.Для решения поставленной задачи в осветитель на полупроводниковом лазерном излучателе, содержащий установленные последовательно объектив, полупроводниковый лазерный излучатель, расположенный в фокальной или близко к фокальной плоскости объектива, и электрически соединенный с излучателем блок питания, в зону излучения полупроводникового излучателя введено фотоприемное устройство, а в блок питания введены задающее устройство и устройство сравнения, соединенные таким образом, что вь 1 ход задающего устройства соединен с первым входом устройства сравнения, выход фотоприемного устройства соединен со вторым входом устройства сравнения, а выходустройства сравнения соединен с входом управляемого источники питания. Поскольку ток накачки излучателя при постоянной мощности излучения является функцией температуры окружающей среды, то при анализе изменения мощности излучения в зависимости от изменении температуры путем сравнения сигналов Пф с фотоприемного устройства и Из задающего устройства в устройстве сравнения осуществляется управление током накачки излучателя с помощью сигнала Ну, вырабатываемого устройством сравнения.Сущность полезной модели поясняется чертежом. На фигуре изображена функциональная схема полезной модели.Осветитель на полупроводниковом лазерном излучателе включает в себя объектив 1,фотоприемное устройство 2, спектральная чувствительность которого согласована со спектральным диапазоном излучения лазерного излучателя и расположенное в зоне его излучения, полупроводниковый лазерный излучатель 3, расположенный в фокальной или близко к фокальной плоскости объектива 1 и работающий в импульсном или непрерь 1 вном режиме, и блок питания 7, электрически соединенный с излучателем 3 и состоящий из задающего устройства 6, устройства сравнения 5, управляемого источника питания 4, соединенных таким образом, что выход задающего устройства 6 соединен с первым входом устройства сравнения 5, выход фотоприемного устройства 2 соединен со вторым входом устройства сравнения 5, а выход устройства сравнения 5 соединен с входом управляемого источника 4.Осветитель работает следующим образом. Задающее устройство 6 выдает постоянный уровень сигнала 113, который может регулироваться и определяет конечную выходную мощность лазерного излучения. Сигнал 113 выбирается таким, чтобы величина тока накачки соответствовала паспортному значению конкретного излучателя при температуре настройки осветителя. Сигнал Из подается на первый вход устройства сравнения 5. Управляемый источник питания 4 задает амплитуду тока накачки излучателя 3. Фотоприемное устройство 2, расположенное в зоне излучения полупроводникового излучателя, принимает его излучение и преобразует в сигнал Пф, пропорциональный мощности излучения. Сигнал ПФ поступает на второй вход устройства сравнения 5, которое сравнивает сигналы ИЗ и ПФ и, в зависимости от величины их разности, изменяет сигнал управления Ну. Сигнал Ну, поступая в управляемый источник питания 4, регулирует ток накачки излучателя,а следовательно, и мощность излучения таким образом, чтобы сигнал Пф с фотоприемного устройства 2 стремился быть равным сигналу Из. Так как сигнал ПФ является сигналом обратной связи с информацией о мощности излучения, сигнал Из сопзг, то устройство сравнения 5 обеспечивает постоянную мощность излучения в соответствии с первоначально настроенным уровнем по сигналу П, При этом мощность излучения не будет зависеть от температурной характеристики тока накачки конкретного излучателя.Поток излучения от полупроводникового лазерного излучателя в угле охвата ос объектива 1, падая на объектив 1, формируется им в направленный поток излучения Физд с требуемым углом расходимости. Испытания опытных образцов осветителей с полупроводниковым лазерным излучателем ИЛПИ-1 14 показали, что погрешность стабилизации в температурном диапазоне минус 5 О 4 О С не превыщает (35) .Таким образом, полезная модель позволяет значительно повысить точность стабилизации мощности излучения и упростить технологический процесс настройки блока питания полупроводникового лазерного излучателя. Процесс настройки носит универсальный характер и не зависит от паспортной характеристики тока накачки излучателя. При настройке не требуется специальное оборудование, что существенно снижает стоимость изготовления осветителя в целом.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.