[發(fā)明專利]一種基于棒狀光轉(zhuǎn)換材料的高亮度綠光光源裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011118334.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN112130411B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張樂;康健;陳東順;邵岑;周天元;王騁;李明;李延彬;陳浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G03B21/20
• 分類號(hào): G03B21/20;G03B21/16;F21V7/00;F21V9/32;F21V19/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

本發(fā)明公開了一種基于棒狀光轉(zhuǎn)換材料的高亮度綠光光源裝置，包括激光器、反射鏡、熒光轉(zhuǎn)換棒、散熱基底；其中，激光器傾斜放置在熒光轉(zhuǎn)換棒的右端面上方，激光器的出光方向與水平面的夾角為30～40°；反射鏡位于熒光轉(zhuǎn)換棒的右端面一側(cè)，反射鏡與熒光轉(zhuǎn)換棒右端的距離為1.0mm～5.0mm，熒光轉(zhuǎn)換棒呈圓柱狀，左端面為拋光斜面，拋光斜面的方向與激光器的出光方向垂直；激光器和熒光轉(zhuǎn)換棒內(nèi)置在散熱基底中，與散熱基底緊密貼合，散熱基底左端面為斜面，傾斜角度與熒光轉(zhuǎn)換棒左端面的傾斜角度相同。本發(fā)明采用斜面拋光的光轉(zhuǎn)換材料，打破了傳統(tǒng)豎直拋光的光材料的全反射效應(yīng)和發(fā)光對(duì)稱性，極大地提高了光轉(zhuǎn)換材料的綠光輸出效率和光源的發(fā)光效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于棒狀光轉(zhuǎn)換材料的高亮度綠光光源裝置。

背景技術(shù)

激光顯示技術(shù)(Laser display technique,LDT)具有色彩豐富、飽和度高、對(duì)比度強(qiáng)等顯著優(yōu)勢(shì)，被廣泛認(rèn)為是大屏幕投影、激光電視、手機(jī)投影等未來高端顯示的主流技術(shù)。其色域覆蓋率可以達(dá)到人眼所能識(shí)別色彩空間的90％以上，最真實(shí)地再現(xiàn)客觀世界豐富、艷麗的色彩，稱為“人類視覺史上的革命”。激光顯示主要有投影式和掃描式兩種形態(tài)，核心背光源主要為三基色光源，即藍(lán)光、綠光、紅光。其中，綠光具有最高的視見函數(shù)，對(duì)人眼在可見光范圍內(nèi)最敏感，在混合的過程中占據(jù)極其重要的位置。因此，高亮度綠光光源的合成技術(shù)和集成器件是獲得高亮度激光顯示光源必不可少的一環(huán)。

當(dāng)前高亮度綠光光源的合成方式主要有兩種：一種是多個(gè)綠光半導(dǎo)體激光器(LD)組合作為泵浦源模組，但由于LD固有的半導(dǎo)體材料發(fā)光屬性，其電光轉(zhuǎn)換效率也只有10％，接近500RMB/W綠光光源((NUGM03T,520nm)；另外一種為“LED/LD+光轉(zhuǎn)換材料”的熒光轉(zhuǎn)換合成技術(shù)，此方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率更高，成本較低，是當(dāng)前高亮度綠光光源最佳合成方案。其一般采用低濃度摻雜的棒狀熒光材料作為光轉(zhuǎn)換材料，有利于解決光轉(zhuǎn)換材料的“熱猝滅”和“濃度猝滅”效應(yīng)引起低轉(zhuǎn)換效率的問題，極大提高器件的發(fā)光效率。文獻(xiàn)1(Light-emitting diode pumped luminescent concentrators:a new opportunity for low-cost solid-state lasers)和文獻(xiàn)2(基于Ce:YAG熒光晶體的高流明密度光源)均提出采用藍(lán)光LED模組作為泵浦源對(duì)單晶片(棒)進(jìn)行側(cè)面泵浦。但存在一些難以避免的問題：1)藍(lán)光LED作為目前固態(tài)照明中應(yīng)用最廣泛的泵浦源，其固有的效率驟降和功率密度低(2W/mm2)的特征限制其集成化和小型化；2)采用LED側(cè)面泵浦，藍(lán)光均勻照射，這會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)離輸出端面的熒光再吸收，如文獻(xiàn)3(Low Etendue Yellow-Green Solid-State Light Generationby Laser-pumped LuAG:Ce Ceramic)，同樣存在類似的現(xiàn)象；3)兩篇文獻(xiàn)中均選擇鍍膜方案來提高藍(lán)光的吸收率和黃光的利用率，成本較高。綜合來看，采用LED側(cè)面泵浦源和進(jìn)一步對(duì)棒狀材料鍍膜的方式不是獲得高亮度光源及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化最有效的途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于棒狀光轉(zhuǎn)換材料的高亮度綠光光源裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種基于棒狀光轉(zhuǎn)換材料的高亮度綠光光源裝置，包括激光器、反射鏡、熒光轉(zhuǎn)換棒、散熱基底；其中，

所述激光器傾斜放置在熒光轉(zhuǎn)換棒的右端面上方，所述激光器的出光方向與水平面的夾角為30～40°；所述反射鏡位于所述熒光轉(zhuǎn)換棒的右端面一側(cè)，反射鏡與熒光轉(zhuǎn)換棒右端的距離為1.0mm～5.0mm，所述熒光轉(zhuǎn)換棒呈圓柱狀，左端面為拋光斜面，拋光斜面的方向與激光器的出光方向垂直；所述激光器和熒光轉(zhuǎn)換棒均內(nèi)置在所述散熱基底中，與散熱基底緊密貼合，所述散熱基底左端面為斜面，傾斜角度與熒光轉(zhuǎn)換棒左端面的傾斜角度相同。

優(yōu)選的，所述激光器的出光方向與水平面的夾角為33.3°。

優(yōu)選的，所述激光器入射至反射鏡的表面的光斑半徑為0.5mm～1.0mm。