[發明專利]激光照明裝置

在審

• 申請號: 202011550185.5
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112648548A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 張韻;葉蕾;劉喆
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V9/30;F21V29/56;F21V29/85;F21V7/28
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 鄢功軍

本發明公開了一種激光照明裝置，包括：熒光材料層、激光光源、散熱結構；其中，該激光光源，用于向熒光材料層發射激光；散熱結構，包括導熱單元和散熱單元，其中，導熱單元用于對熒光材料層進行導熱，散熱單元用于對導熱單元進行散熱。本發明提供的激光照明裝置可以至少部分解決現有技術中熒光材料層由于散熱不良導致的熱淬滅的問題。

技術領域

本發明屬于激光照明技術領域，主要涉及一種激光照明裝置。

背景技術

目前，激光照明白光光源的獲得方式有：采用藍光激光器激發黃色熒光材料和采用紫外激光器激發多色熒光材料形成白光；因為其具有較高的光效、環保、體積小等特性，廣泛應用于諸多領域中。

然而，這種光源的發光功率被限制在一個較低的水平。由于激光器發出的激光光束具有很好的方向性，在大功率密度下工作時聚焦的光斑最低可達到幾個微米的直徑，直接照射到熒光粉表面上時會迅速聚集熱量，采用熒光材料以及傳統的封裝工藝，將會導致熒光粉迅速衰減甚至淬滅，使激光器光源系統會產生光衰、光色不穩定現象并最終影響大功率激光照明的實用化。其次由于激光光斑小、光束集中的特點，熒光材料的接收面處的激光功率密度很高，當光通過熒光粉層時，由于量子效率損失，斯托克斯位移損失和吸收損失，部分光能將轉換為熱量。由于有機粘合劑的相對較低的熱導率，它可能進一步導致磷光體溫度升高。當高于一定溫度時，熒光材料的量子效率開始迅速下降。量子效率的降低將會導致熒光體層中產生的熱量進一步增加，溫度進一步升高，反作用于量子效率進一步降低。這種熱失控效應被稱為熒光粉熱淬滅，因此難以滿足大功率激光應用的需求。

目前，針對激光照明散熱問題，大多數的方案都是對激光光源模組進行散熱處理，散熱效果不理想，達不到預期散熱效果，很容易出現熒光材料層由于散熱不良導致的熱淬滅的問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明旨在提供一種激光照明裝置，本發明可以至少部分解決現有技術中熒光材料層由于散熱不良導致的熱淬滅的問題。

(二)技術方案

一種激光照明裝置，包括：熒光材料層；激光光源，用于向所述熒光材料層發射激光；散熱結構，包括導熱單元和散熱單元；所述導熱單元用于對所述熒光材料層進行導熱；所述散熱單元用于對所述導熱單元進行散熱。

可選地，所述熒光材料層，包括發光區和散熱區；所述導熱單元，包括第一換熱面、第二換熱面、結合面、以及激光通道，其中所述激光通道貫通所述導熱單元，且所述激光通道的兩端分別延伸至所述第一換熱面和所述第二換熱面；所述散熱單元，包括冷卻流體、以及用于容納所述冷卻流體的流體裝載體；其中，所述導熱單元通過所述第一換熱面吸收所述散熱區的熱量；所述導熱單元通過所述結合面固接在所述流體裝載體上；所述激光通道連通至所述發光區；所述散熱單元通過所述冷卻流體與所述第二換熱面進行換熱。

可選地，所述導熱單元采用導熱材料制成。

可選地，所述冷卻流體內設有空氣泡。

可選地，所述第一換熱面和所述散熱區直接接觸；或所述第一換熱面和所述散熱區通過導熱硅膠固接在一起。

可選地，所述流體裝載體包括：散熱內筒、散熱外筒和封堵板；其中，所述第二換熱面、所述散熱內筒的外壁、所述散熱外筒的內壁和所述封堵板的上表面，圍合形成密閉的容納腔，所述容納腔用于容納所述冷卻流體。

可選地，所述散熱內筒與所述激光通道連通。

可選地，所述散熱內筒的內壁設有全反射光學層。

可選地，所述散熱內筒和所述散熱外筒采用導熱材料。