石伟栋

(中国铁道科学研究院 基础设施检测研究所，北京 100081)

目前在轨道检测系统中，已普遍采用非接触的光电测量方法。在光电测量方法中，光源的质量直接决定着测量结果的精度，因此常常采用激光作为光源。而半导体激光作为激光光源的一种，具有体积小，安装携带简便，功耗低等优点，很适合用于轨道检测。国外原装的轨检车专用线光源，就是采用半导体激光器通过输出光路准直，最终获得输出线宽 ＜2 mm的线光源。由于国外原装轨检车专用线光源价格较高，且核心技术对我国保密，而在我国目前轨道建设迅速发展的情况下，对轨道检测的要求也日益提高，为了降低轨道检测成本，掌握自主性，必须对轨检车专用线光源进行国产化改造。

1 光路设计

1.1 半导体激光光束准直方法选择

由于半导体激光器采用非对称激活通道，由端面发射的激光束具有较大的发散，其发散角较其他激光器要大，平行及垂直方向的全角发散角分别可达 θ⊥:40°～50°，θ∥:10°～20°，这样的发散角是不符合轨检车线光源的使用要求的，所以必须通过一定的装置来对激光器出射光束进行压缩以满足实际使用要求。半导体激光器光束准直方法有①单透镜法;②组合透镜法;③渐变折射率透镜法;④液体透镜法;⑤反射法;⑥衍射法等［1］。

对于LD激光光束的精确准直一直是备受关注的问题。LD激光光束并非普通激光器所发出的基模圆高斯光束，无论快轴还是慢轴，LD的输出光斑都不满足高斯分布，连近似都谈不上。……