[發(fā)明專利]半導(dǎo)體發(fā)射器以及用于從激光中產(chǎn)生有效光的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280037204.1
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN103718397A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 克勞斯·芬斯特布施;烏爾里?！す鼐S希;約瑟夫·克勒爾;尼科·摩根布羅德
• 申請（專利權(quán)）人: 歐司朗股份有限公司
• 主分類號: H01S5/10
• 分類號: H01S5/10
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;李德山

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體發(fā)射器，所述半導(dǎo)體發(fā)射器具有放大介質(zhì)，所述放大介質(zhì)在上部的波導(dǎo)和下部的波導(dǎo)之間被引入。本發(fā)明此外涉及一種用于從激光中產(chǎn)生有效光的方法。本發(fā)明能夠尤其有利地用于具有定向的射束簇的應(yīng)用、特別是用于投影儀和車輛照明裝置、特別是前照燈。

背景技術(shù)

對于許多應(yīng)用而言，需要具有高的照明質(zhì)量的光源。這些特性一方面包括光譜，但是也包括放射特性和光密度。尤其在視頻投影中和在需要定向的射束簇的一切領(lǐng)域中（例如在汽車前照燈中），典型地需要具有高的光密度的光源。常規(guī)上為此使用具有短的電弧的高壓放電燈，所述高壓放電燈在極小的容積（大約1立方毫米）上將電功率轉(zhuǎn)換為光。為了這個目的，發(fā)光二極管（LED）的使用由于其受限的光密度僅在部分情況下是有意義的，例如在移動電話中的微型投影儀中或者對于在機動車中的日間行車燈而言是有意義的。

最近，對此也使用與連接在下游的、轉(zhuǎn)換波長的染料結(jié)合的藍色激光器（LARP，“Laser?Activated?Remote?Phosphor”，激光激勵的遠程磷光體）。對于LARP概念，一個或多個半導(dǎo)體激光器的輸出射束典型地借助于反射鏡和透鏡被聚束到一種染料上并且由這種染料至少部分地進行波長轉(zhuǎn)換。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，并且特別是提供一種半導(dǎo)體發(fā)射器，所述半導(dǎo)體發(fā)射器是特別緊湊的、價格低廉的并且是使用安全的。

所述目的根據(jù)獨立權(quán)利要求所述的特征來實現(xiàn)。優(yōu)選的實施形式特別是能由從屬權(quán)利要求中獲悉。

所述目的通過一種半導(dǎo)體發(fā)射器來實現(xiàn)，所述半導(dǎo)體發(fā)射器具有放大介質(zhì)和至少一個設(shè)置在所述放大介質(zhì)上的波導(dǎo)，其中在至少一個波導(dǎo)上存在至少一個光耦合輸出區(qū)域，并且至少一個轉(zhuǎn)換波長的發(fā)光材料設(shè)置在至少一個耦合輸出區(qū)域的下游。

典型地，借助于放大介質(zhì)通過受激發(fā)射產(chǎn)生電磁波（“?！保?，所述電磁波主要位于放大介質(zhì)中或在該處傳播。在常規(guī)的半導(dǎo)體激光器的情況下，所述波大多通過可部分穿透的（諧振器-）反射鏡直接從放大介質(zhì)中耦合輸出以用于產(chǎn)生激光光束。在激光光束在大多數(shù)半導(dǎo)體激光器中作為窄帶的、在空間上和時間上相干的光束存在的期間，所述激光光束在超輻射發(fā)光二極管中通常具有大的線寬、低的時間相干性，但是具有高的空間相干性。半導(dǎo)體激光器（包括超輻射發(fā)光二極管）的結(jié)構(gòu)和作用方式本身是眾所周知的并且在這里不需要進一步解釋。

在放大介質(zhì)中產(chǎn)生的波也以相對低的、但是不可忽略的強度進入波導(dǎo)中，其中所述強度隨著距放大介質(zhì)的距離的增加而降低。由于在至少一個波導(dǎo)中存在用于輻射、特別是光的至少一個光耦合輸出區(qū)域，所以除了通常通過可部分穿透的反射鏡耦合輸出的激光光束以外或者替代其能夠在所述光耦合輸出區(qū)域中產(chǎn)生至少一個光束（在下文中也簡稱為“有效光束”）。所述有效光束特別是能夠包含不相干的光或者由不相干的光構(gòu)成。

在光耦合輸出區(qū)域上耦合輸出的有效光束的功率密度典型地低于常規(guī)的激光光束的功率密度，以至于有效光束也能夠以短的距離射入到（至少）一種轉(zhuǎn)換波長的發(fā)光材料上，而不會損壞發(fā)光材料（在英語中通常被稱為“Phosphor（磷光體）”）。即如果至少一種轉(zhuǎn)換波長的發(fā)光材料設(shè)置在所述耦合輸出區(qū)域中的至少一個耦合輸出區(qū)域的下游，那么能夠直接在半導(dǎo)體發(fā)射器處或者在其附近的環(huán)境中產(chǎn)生具有至少一個波長的光，所述波長與在放大介質(zhì)中傳播的波的波長不同。因此能夠提供一種特別緊湊和穩(wěn)固的轉(zhuǎn)換波長的半導(dǎo)體發(fā)射器，所述半導(dǎo)體發(fā)射器能夠發(fā)射出不同波長的光。因此特別是能夠放棄遠離半導(dǎo)體發(fā)射器設(shè)置的發(fā)光材料（有時也稱為“遠程磷光體”），而且也能夠放棄相關(guān)的光學(xué)元件。這再次能夠?qū)崿F(xiàn)一種特別低成本的多色地（也可以是無色地）進行輻射的半導(dǎo)體發(fā)射器。沒有發(fā)光材料能夠設(shè)置在至少一個耦合輸出區(qū)域的下游，以至于在該處特別是能夠耦合輸出初始波長的不相干的光。

特別是能夠?qū)雽?dǎo)體發(fā)射器理解為任意的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在其運行時產(chǎn)生電磁輻射。電磁輻射尤其能夠是光。所述光能夠是可見光和/或不可見的光（例如紅外光或者紫外光）。就這點而言，半導(dǎo)體發(fā)射器尤其還能夠被稱為光導(dǎo)體光源。

半導(dǎo)體發(fā)射器尤其能夠是半導(dǎo)體激光器。

半導(dǎo)體激光器尤其能夠具有脊形激光器（具有脊形波結(jié)構(gòu)的激光器）。在此，放大介質(zhì)特別是能夠在上部的波導(dǎo)和下部的波導(dǎo)之間被引入。上部的波導(dǎo)和下部的波導(dǎo)能夠構(gòu)成為一件式的。光耦合輸出區(qū)域能夠位于上部的波導(dǎo)上和/或下部的波導(dǎo)上。