[發明專利]白光激光器及投射式白光裝置

在審

• 申請號: 202010110472.8
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111180996A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 申小飛;曹永革;李英魁;麻朝陽;文子誠;王恩哥;王充
• 申請（專利權）人: 松山湖材料實驗室
• 主分類號: H01S5/024
• 分類號: H01S5/024;H01S5/026;H01S5/028;H01S5/042;H01S5/00;G03B21/20
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 付興奇

本申請提供一種白光激光器及投射式白光裝置，屬于激光發光器件技術領域。白光激光器包括導熱封帽、熱沉臺、激光發光芯片以及熒光透鏡。導熱封帽內部具有發射腔，導熱封帽第一端設有與發射腔連通的第一安裝口，導熱封帽第二端設有與發射腔連通的第二安裝口。熱沉臺與導熱封帽第一端連接并封閉第一安裝口。激光發光芯片設置于發射腔內并與熱沉臺連接。熒光透鏡與導熱封帽第二端連接并封閉第二安裝口，熒光透鏡與激光發光芯片相對間隔設置，用于將激光發光芯片發射的激光轉換成白光。其結構簡單，轉換結構散熱效果好、工作穩定性好。投射式白光裝置包括白光激光器、設置于白光激光器的出光側的分色鏡以及設置于分色鏡的出光側的光開關鏡頭。

技術領域

本申請涉及激光發光器件技術領域，具體而言，涉及一種白光激光器及投射式白光裝置。

背景技術

近年來，由于半導體激光器LD和泵浦的全固態激光器DPL的快速發展，照明和顯示的發光裝置多采用激光器做激發光源。目前，激發獲得白光通常以下方法實現：一種是用紅、綠、藍三基色激光合成白光，由于采用了多種顏色的激光器配光混合，使得白光激光裝置結構復雜、體積大，且對電路控制要求高。另一種用激光器發射單色激光，然后采用熒光材料將單色激光轉換成白光，現有技術中，通常采用電機帶動旋轉的熒光色輪對單色激光進行轉換，使得白光激光裝置結構復雜。

發明內容

本申請的目的在于提供一種白光激光器及投射式白光裝置，結構簡單，轉換結構散熱效果好、工作穩定性好。

本申請的實施例是這樣實現的：

第一方面，本申請實施例提供一種白光激光器，包括：導熱封帽、熱沉臺、激光發光芯片以及熒光透鏡；

導熱封帽內部具有發射腔，導熱封帽的第一端設有與發射腔連通的第一安裝口，導熱封帽的第二端設有與發射腔連通的第二安裝口；

熱沉臺與導熱封帽的第一端連接并封閉第一安裝口；

激光發光芯片設置于發射腔內并與熱沉臺連接；

熒光透鏡與導熱封帽的第二端連接并封閉第二安裝口，熒光透鏡與激光發光芯片相對間隔設置，用于將激光發光芯片發射的激光轉換成白光進行投射。

發明人研究發現，發射單色激光轉換為白光時，由于單色激光會輻射出高流明密度光線，而現有技術中熒光材料常用的熒光粉體混膠、環氧樹脂和玻璃等材料的導熱率較低、熱穩定性較差，導致轉換過程中產生的廢熱不能快速釋放，容易引起熒光材料瞬間高溫，導致熒光材料產生溫度淬滅效應，甚至導致熒光材料碳化失效。

上述技術方案中，將熒光透鏡與激光發光芯片相對間隔設置在導熱封帽的兩端，利用熒光透鏡將激光發光芯片發射的激光轉換成白光進行投射。激光發光芯片與熱沉臺連接使得激光發光芯片能夠通過熱沉臺較好地散熱；熒光透鏡與導熱封帽的第二端連接使得熒光透鏡能夠通過導熱封帽較好地散熱，熱沉臺與導熱封帽的第一端連接使得導熱封帽能夠通過熱沉臺較好地散熱，熒光透鏡、導熱封帽及熱沉臺構成散熱整體，對熒光透鏡的散熱效果好，使得熒光透鏡使用壽命長、工作穩定性好。同時，由于對熒光透鏡的散熱效果好，直接將熒光透鏡連接在導熱封帽的一端，熒光透鏡在沒有轉動裝置驅動進行轉動的情況下能夠穩定地進行工作，結構設置簡單。

在一些可能的實施方案中，熒光透鏡具有相對的入光面和出光面，入光面為平面并位于熒光透鏡的靠近激光發光芯片的一端，出光面為球冠曲面并位于熒光透鏡的遠離激光發光芯片的一端。

上述技術方案中，將入光面設置為平面，使得熒光透鏡具有較高的入光率；將出光面設置為球冠曲面，使得熒光透鏡投射出的白光較為聚集、準直，從而保證白光激光器具有較高的白光投射效率。

在一些可能的實施方案中，入光面和出光面鄰接，出光面為半球狀曲面。