专利摘要

本实用新型公开了一种红外双波长复合式激光笔，包括控制单元、激光源组件、光束调节单元和光路控制单元，激光源组件包括第一激光器和第二激光器，光束调节单元包括第一准直透镜、第二准直透镜、第一激光扩束镜和第二激光扩束镜，光路控制单元包括第一反射镜和第二反射镜，控制单元分别控制第一激光器和第二激光器，第一激光器发出的激光依次经过第一准直透镜、第一激光扩束镜和第一反射镜，第二激光器发出的激光依次经过第二准直透镜、第二激光扩束镜和第二反射镜，第一反射镜和第二反射镜的反射激光形成一束复合激光。本实用新型与特定的防伪探针结合可实现应用简单、防伪等级高的红外上转换光热防伪。

权利要求

1.一种红外双波长复合式激光笔，其特征在于：包括控制单元(1)、激光源组件(2)、光束调节单元(3)和光路控制单元(4)，所述激光源组件(2)包括第一激光器(21)和第二激光器(22)，所述光束调节单元(3)包括第一准直透镜(31)、第二准直透镜(32)、第一激光扩束镜(33)和第二激光扩束镜(34)，所述光路控制单元(4)包括第一反射镜(43)和第二反射镜(44)，所述控制单元(1)分别控制所述第一激光器(21)和第二激光器(22)，所述第一激光器(21)发出的激光依次经过所述第一准直透镜(31)、第一激光扩束镜(33)和第一反射镜(43)，所述第二激光器(22)发出的激光依次经过所述第二准直透镜(32)、第二激光扩束镜(34)和第二反射镜(44)，所述第一反射镜(43)的反射激光透过所述第二反射镜(44)后，与所述第二反射镜(44)的反射激光形成一束复合激光。

2.根据权利要求1所述的一种红外双波长复合式激光笔，其特征在于：所述光路控制单元(4)还包括第一入射端(41)、第二入射端(42)和出射端(45)，所述第一激光扩束镜(33)的出射激光经过所述第一入射端(41)后到达所述第一反射镜(43)，所述第二激光扩束镜(34)的出射激光经过所述第二入射端(42)后到达所述第二反射镜(44)，所述第一反射镜(43)和第二反射镜(44)反射形成的复合激光经所述出射端(45)射出。

3.根据权利要求2所述的一种红外双波长复合式激光笔，其特征在于：所述第一反射镜(43)和第二反射镜(44)平行设置，所述第一准直透镜(31)的出射激光和所述第二准直透镜(32)的出射激光互相平行，且出射激光的方向与所述第一反射镜(43)和第二反射镜(44)的法线方向成45°角。

4.根据权利要求2所述的一种红外双波长复合式激光笔，其特征在于：还包括滑动组件(5)以及设于激光笔笔筒(6)上的第一滑槽(35)和第二滑槽，所述滑动组件(5)与所述第一滑槽(35)或第二滑槽配合，使所述滑动组件(5)能相对于所述第一滑槽(35)或第二滑槽滑动，所述滑动组件(5)的数量为四个，且分别与所述第一准直透镜(31)、第二准直透镜(32)、第一激光扩束镜(33)和第二激光扩束镜(34)相连，所述第一准直透镜(31)和第一激光扩束镜(33)分别通过所述滑动组件(5)与所述第一滑槽(35)滑动连接，所述第二准直透镜(32)和第二激光扩束镜(34)分别通过所述滑动组件(5)与所述第二滑槽滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种红外双波长复合式激光笔，其特征在于：所述滑动组件(5)包括滑动杆(51)、固定块(52)、弹簧(53)和支撑块(54)，对于与所述第一准直透镜(31)相连的滑动组件(5)，所述滑动杆(51)的一端与所述第一准直透镜(31)相连，所述滑动杆(51)的另一端穿过所述第一滑槽(35)延伸至激光笔笔筒(6)外，并与所述固定块(52)相连，所述弹簧(53)的一端与所述第一准直透镜(31)相连，另一端与所述支撑块(54)相连，所述支撑块(54)贴合于激光笔笔筒(6)的内壁，所述弹簧(53)和支撑块(54)均套设于所述滑动杆(51)上，所述弹簧(53)处于压缩状态，使得所述支撑块(54)和固定块(52)配合夹紧，对于与所述第二准直透镜(32)、第一激光扩束镜(33)和第二激光扩束镜(34)相连的滑动组件(5)，连接原理同上。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种红外双波长复合式激光笔，其特征在于：所述第一激光器(21)和第二激光器(22)均为半导体激光器。

7.根据权利要求6所述的一种红外双波长复合式激光笔，其特征在于：所述第一激光器(21)和第二激光器(22)的发射波长均为808nm、980nm和1550nm中的一种，且所述第一激光器(21)和第二激光器(22)的发射波长不相同。

8.根据权利要求7所述的一种红外双波长复合式激光笔，其特征在于：所述第一激光器(21)的输出光功率恒定不变，所述第二激光器(22)的输出光功率可通过控制单元(1)进行连续调节。

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光光源和上转换光热防伪技术领域，具体涉及一种红外双波长复合式激光笔。

背景技术

将发光材料制成防伪油墨是各国纸币、票证和商标防伪的首选。与传统的紫外激发发光防伪相比，红外上转换防伪的隐蔽性更好，因此具有更高的防伪等级。

最近，Zhou等人[Nat.Photon,2018,12,154]和Lei等人[J.Mater.Chem.C, 2018,6,5427]基于上转换发光材料对温度的不同响应特性，分别提出了基于上转换发光温度变色防伪的概念。Hu等人[Adv.Mater.Technol,2018,1800498]则利用上转换发光材料在980nm激光辐射下的热效应，通过激光辐射具有不同热特性的上转换发光材料混合物，实现上转换发光颜色的激光功率调节。虽然这种上转换发光的光热变色非常简单，但由于上转换发光材料自身的发光与发热存在竞争关系，为了实现上转换发光在激光辐照下的变色，激光的输出功率要非常之高，从而极大地限制了这种防伪技术的实际应用。更重要的是，这种简易的光热防伪很容易被破解并仿造。

为了开发防伪等级高、操作简单且应用成本低的上转换光热防伪技术，我们提出一种红外双波长共激发的光热防伪概念，即一种波长的激光负责激发防伪探针发光，而另一种波长的激光负责激发防伪探针发热。由于发光与发热功能是独立实现的，这种防伪只需配合调节两种不同波长激光的输出与截止就可以实现高级的红外上转换光热变色防伪。为了推动这种红外双波长共激发上转换光热防伪技术的普及，利用一个结构紧凑、便携式激光笔实现复合激光输出是至关重要的。尽管已有多模激光器能够实现复合激光输出，但要实现两个波长相对光强度比和相对光束直径比连续可调是非常困难的。即便通过复杂的光学设计实现了上述功能，其昂贵的制造成本也不利于其大众化的普及应用。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研究设计一种红外双波长复合式激光笔，来解决传统复合激光难以实现两个波长的相对光强度比和相对光束直径比连续可调、成本高昂的缺点。本实用新型采用的技术手段如下：

一种红外双波长复合式激光笔，包括控制单元、激光源组件、光束调节单元和光路控制单元，所述激光源组件包括第一激光器和第二激光器，所述光束调节单元包括第一准直透镜、第二准直透镜、第一激光扩束镜和第二激光扩束镜，所述光路控制单元包括第一反射镜和第二反射镜，所述控制单元分别控制所述第一激光器和第二激光器，所述第一激光器发出的激光依次经过所述第一准直透镜、第一激光扩束镜和第一反射镜，所述第二激光器发出的激光依次经过所述第二准直透镜、第二激光扩束镜和第二反射镜，所述第一反射镜的反射激光透过所述第二反射镜后，与所述第二反射镜的反射激光形成一束复合激光。

优选地，所述光路控制单元还包括第一入射端、第二入射端和出射端，所述第一激光扩束镜的出射激光经过所述第一入射端后到达所述第一反射镜，所述第二激光扩束镜的出射激光经过所述第二入射端后到达所述第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜反射形成的复合激光经所述出射端射出。

优选地，所述第一反射镜和第二反射镜平行设置，所述第一准直透镜的出射激光和所述第二准直透镜的出射激光互相平行，且出射激光的方向与所述第一反射镜和第二反射镜的法线方向成45°角。

优选地，还包括滑动组件以及设于激光笔笔筒上的第一滑槽和第二滑槽，所述滑动组件与所述第一滑槽或第二滑槽配合，使所述滑动组件能相对于所述第一滑槽或第二滑槽滑动，所述滑动组件的数量为四个，且分别与所述第一准直透镜、第二准直透镜、第一激光扩束镜和第二激光扩束镜相连，所述第一准直透镜和第一激光扩束镜分别通过所述滑动组件与所述第一滑槽滑动连接，所述第二准直透镜和第二激光扩束镜分别通过所述滑动组件与所述第二滑槽滑动连接。

优选地，所述滑动组件包括滑动杆、固定块、弹簧和支撑块，对于与所述第一准直透镜相连的滑动组件，所述滑动杆的一端与所述第一准直透镜相连，所述滑动杆的另一端穿过所述第一滑槽延伸至激光笔笔筒外，并与所述固定块相连，所述弹簧的一端与所述第一准直透镜相连，另一端与所述支撑块相连，所述支撑块贴合于激光笔笔筒的内壁，所述弹簧和支撑块均套设于所述滑动杆上，所述弹簧处于压缩状态，使得所述支撑块和固定块配合夹紧，对于与所述第二准直透镜、第一激光扩束镜和第二激光扩束镜相连的滑动组件，连接原理同上。

优选地，所述第一激光器和第二激光器均为半导体激光器。

优选地，所述第一激光器和第二激光器的发射波长均为808nm、980nm和 1550nm中的一种，且所述第一激光器和第二激光器的发射波长不相同。

优选地，所述第一激光器的输出光功率恒定不变，所述第二激光器的的输出光功率可通过控制单元进行连续调节。

与现有技术比较，本实用新型所述的一种红外双波长复合式激光笔，有益效果如下：

1、该激光笔输出的复合激光的相对光强度比和相对光束直径比连续可调；

2、由于使用低成本的半导体激光器和简易的光学元件，本实用新型的结构简单，制造成本非常低，容易向大众化普及；

3、本实用新型与特定的防伪探针结合可实现应用简单、防伪等级高的红外上转换光热防伪。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的内部组成结构示意图；

图2是本实用新型实施例中滑动组件的安装结构示意图；

图3是本实用新型实施例中滑动组件的俯视结构示意图；

图中，1、控制单元；2、激光源组件；3、光束调节单元；4、光路控制单元；5、滑动组件；6、激光笔笔筒；21、第一激光器；22、第二激光器；31、第一准直透镜；32、第二准直透镜；33、第一激光扩束镜；34、第二激光扩束镜；35、第一滑槽；41、第一入射端；42、第二入射端；43、第一反射镜；44、第二反射镜；45、出射端；51、滑动杆；52、固定块；53、弹簧；54、支撑块。

具体实施方式

如图1所示，一种红外双波长复合式激光笔，包括控制单元1、激光源组件 2、光束调节单元3、光路控制单元4和滑动组件5。激光源组件2包括内置的第一激光器21和第二激光器22，光束调节单元3包括第一准直透镜31、第二准直透镜32、第一激光扩束镜33和第二激光扩束镜34，光路控制单元4包括第一反射镜43和第二反射镜44。控制单元1独立调控第一激光器21和第二激光器22发射激光，第一激光器21发出的激光依次经过第一准直透镜31、第一激光扩束镜33和第一反射镜43，第二激光器22发出的激光依次经过第二准直透镜32、第二激光扩束镜34和第二反射镜44。第二反射镜44为单向透视玻璃材质，其对第二激光器22发射的激光具有反射作用，对经第一反射镜43反射的激光具有高透过率，第一反射镜43的反射激光透过第二反射镜44后，与第二反射镜44的反射激光形成一束复合激光。

光路控制单元4还包括第一入射端41、第二入射端42和出射端45。经第一激光扩束镜33扩束后的激光通过第一入射端41后到达第一反射镜43，经第二激光扩束镜34扩束后的激光通过第二入射端42后到达第二反射镜44，第一反射镜43的反射激光和第二反射镜44的反射激光形成的复合激光经出射端45 射出。

第一反射镜43和第二反射镜44平行设置，第一准直透镜31的出射激光和第二准直透镜32的出射激光为互相平行的平行激光，且该平行激光的方向与第一反射镜43和第二反射镜44的法线方向成45°角。由第一激光器21发射的第一束激光经第一入射端41入射到第一反射镜43上，再经第一反射镜43一次反射后得到与入射激光方向成90°角的反射激光。由第二激光器22发射的第二束激光经第二入射端42入射到第二反射镜44上，再经第二反射镜44反射后得到与入射激光方向成90°角的反射激光。经第一反射镜43一次反射后的反射激光透过第二反射镜44后，与第二反射镜44的反射激光形成一束复合激光。

滑动组件5包括滑动杆51、固定块52、弹簧53和支撑块54，激光笔笔筒 6上设有与滑动组件5配合滑动的第一滑槽35和第二滑槽，第一滑槽35和第二滑槽结构相同。滑动组件5的数量为四个，且分别与第一准直透镜31、第二准直透镜32、第一激光扩束镜33和第二激光扩束镜34相连。对于与第一准直透镜31相连的滑动组件5，其具体连接方式为：滑动杆51的一端与第一准直透镜 31相连，滑动杆51的另一端穿过第一滑槽35延伸至激光笔笔筒6的外部，并与固定块52相连，固定块52的体积大于第一滑槽35的宽度，通过移动固定块 52可以带动滑动杆51移动。第一滑槽35两侧边均设有刻度，固定块52上设有指向该刻度的箭头，这样可以准确调控滑动组件5的滑动位置。弹簧53的一端与第一准直透镜31相连，另一端与支撑块54相连，弹簧53和支撑块54均套设于滑动杆51上，支撑块54可相对于滑动杆51的轴向滑动。弹簧53应处于压缩状态，使得支撑块54贴合于激光笔笔筒6的内壁，同时使得固定块52紧贴激光笔笔筒6的外壁，支撑块54和固定块52配合夹紧，保证滑动组件5在槽内滑动时的稳定。对于第二准直透镜32、第一激光扩束镜33和第二激光扩束镜34而言，其与滑动组件5配合连接的原理同上，区别在于，第二准直透镜32 和第二激光扩束镜34是在第二滑槽内滑动。

通过滑动组件5调控第一准直透镜31和第一激光扩束镜33相对于第一激光器21的位置，可以调节第一激光器21的出射激光的光束直径；通过滑动组件5调控第二准直透镜32和第二激光扩束镜34相对于第二激光器22的位置，可以调节第二激光器22的出射激光的光束直径。经扩束后的两束激光的光束直径可以相同也可以不同，从而实现两束出射激光的相对光束直径比连续可调。

第一激光器21和第二激光器22均为低成本的半导体激光器，既保证了激光器能够正常发射激光，同时降低了激光笔的制造成本。第一激光器21和第二激光器22的发射波长均为808nm、980nm和1550nm的红外光中的一种。但因为第一激光器21选择性激发光热防伪材料发光，而第二激光器22选择性激发光热防伪材料发热，所以第一激光器21和第二激光器22的发射波长不相同。光束调节单元3的第一准直透镜31、第二准直透镜32、第一激光扩束镜33和第二激光扩束镜34的选择，取决于激光源组件2的内置第一激光器21和第二激光器22的发射波长。

第一激光器21是固定功率输出，第二激光器22的输出功率可通过控制单元1内的电位调节器进行连续调节，从而实现两束出射激光的相对强度比连续可调。

本实用新型的工作原理为：控制单元1与激光源组件2的内置第一激光器 21和第二激光器22构成两个独立回路，当电路开关闭合后，第一激光器21和第二激光器22经电流注入实现激光输出。第一激光器21出射的具有一定发散角度的激光，经光束调节单元3的第一准直透镜31和第一激光扩束镜33调节后，得到第一束定向传播的宽光束激光，其光束直径可通过改变第一准直透镜 31和第一激光扩束镜33在第一滑槽35上的相对位置进行调节。第二激光器22 出射的具有一定发散角度的激光，经光束调节单元的第二准直透镜32和第二激光扩束镜34调节后，得到第二束定向传播的宽光束激光，其光束直径可通过改变第二准直透镜32和第二激光扩束镜34在第二滑槽上的相对位置进行调节。

因光路控制单元4的第一反射镜43和第二反射镜44平行放置，第一激光器21和第二激光器22的出射激光经反射后具有相同的光轴线，而第二反射镜 44对第一反射镜43的反射激光具有高透过率，最终两束经反射后的激光形成一束复合激光，并由光路控制单元4的出射端45射出。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

一种红外双波长复合式激光笔专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。