微扫型激光雷达具有视场和分辨率可控、体积小、重量轻等突出优势,使其在军用和民用方面的需求不断增加,这对光机结构设计领域和相关配合领域提出了新的要求和挑战,是激光雷达的重要发展方向。本文以微扫型激光雷达的研制为背景,展开基于微扫镜激光准直发射系统光机结构的设计问题进行研究,旨在为发射系统功能的实现提供光机系统方案。主要研究工作如下:为了使发射系统能够实现视场扩展和密集扫描的效果,本文设计了一套基于微镜扫描的光机结构。首先针对激光雷达成像技术,对系统设计指标和核心器件之间的相互影响因素进行分析,根据理论研究了激光器模块和准直扫描模块的关键参数,确定了本文的光学系统组成和一种基于多路激光发射扫描的折反射式总体技术方案。其次结合光学基础理论的研究,对光学系统的平凸柱面镜、耦合聚焦镜、光纤准直镜的结构参数进行了计算和通过软件进行了光学设计,完成以单路光学系统为基础,上升到多路光学系统的集成和分析,并结合几何光学理论,求取公差极限范围,通过代入法对光学元件进行了公差分析。然后设计了发射系统的机械结构,包括透镜组镜筒、扰性隔圈和支撑结构的设计;折叠反射镜结构和支撑结构的设计;微扫镜支撑结构的设计;以及对折射单元和反射单元进行固定和保护的箱式基座外壳结构的设计。最后建立发射系统光机结构的有限元模型,利用有限元法进行动力学分析和温度适应性分析,得出其固有频率和振型,以及随机振动和温度变化状况下机械结构和光学元件的变形和应力情况。本文所设计的微扫型激光雷达发射光机系统工作波长为905nm,作用距离为200m,利用软件的仿真评估,系统能够实现水平40°和垂直30°视场的高分辨扫描,满足光束发散角0.5mrad的要求,光束分布均匀质量良好。系统的固有频率大于300Hz的要求,避免受到外界环境干扰而产生的共振现象。在随机振动载荷下,光机结构总位移变形量对光路精度影响较小,结构设计符合随机振动环境要求。在均匀温度载荷下,镜面变形量小于公差分配的0.02mm的要求,应力满足材料极限屈服强度要求。整个系统光机结构设计合理,满足设计指标要求。