[發(fā)明專利]混合激光發(fā)光裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110047655.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN112628618A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程波濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州視奧光電科技有限公司
• 主分類號(hào): F21K9/20
• 分類號(hào): F21K9/20;F21K9/64;F21V9/35;F21K9/68;F21K9/69;G03B21/20;F21Y115/30
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 范丹丹;陳忠輝

本發(fā)明揭示了一種混合激光發(fā)光裝置，該混合激光發(fā)光裝置包括第一激光器、第一激光準(zhǔn)直鏡、第一激光聚光鏡組、二向色鏡、光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模組、拋物面反光鏡、擴(kuò)散光發(fā)生單元，第二光束輸出鏡。第一激光器發(fā)射的激光入射光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模組后激發(fā)其產(chǎn)生熒光，熒光與擴(kuò)散光發(fā)生單元發(fā)出的光經(jīng)平行化轉(zhuǎn)換及二向色鏡合并后形成混合平行光輸出。第一激光器發(fā)出的激光束經(jīng)第一激光準(zhǔn)直鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，然后得到平行光，平行光入射第一激光聚光鏡組后形成匯聚光，匯聚光經(jīng)二向色鏡后匯聚至光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模組。本技術(shù)方案不需要對(duì)拋物面反光鏡開孔，也能讓激光束入射聚焦到反光鏡焦點(diǎn)，簡(jiǎn)化了反光鏡制造工藝，不降低反光面積和光效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混合激光發(fā)光裝置，可用于激光發(fā)光照明技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近些年來，LED光源正在取代傳統(tǒng)的自熾燈和節(jié)能燈成為一種新型的照明光源，作為一種通用照明光源，它具有高效，節(jié)能，環(huán)保以及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但LED的電光效率限制了它自身發(fā)光亮度有限。在一些需要高亮光源的應(yīng)用領(lǐng)域，例如戶外探照燈、舞臺(tái)燈光，汽車遠(yuǎn)光燈，大尺寸投影顯示等領(lǐng)域， LED就無法滿足要求了。而利用半導(dǎo)體激光二極管的激光照明有著許多優(yōu)點(diǎn)，例如響應(yīng)速度快、照明亮度高、燈具體積小、節(jié)能效果明顯，其亮度色溫和照明效果都符合人眼視覺習(xí)慣。利用激光激發(fā)熒光粉技術(shù)可以得到光學(xué)擴(kuò)展量（發(fā)光面角積）小、亮度高的點(diǎn)光源，該點(diǎn)光源可用在需要高亮度照明的應(yīng)用領(lǐng)域。

激光激發(fā)熒光粉技術(shù)是將激光聚焦到熒光粉層上，形成一個(gè)發(fā)光點(diǎn)很小的點(diǎn)光源，熒光粉受激產(chǎn)生高亮度的輻射光，這種熒光發(fā)光大致具有朗伯分布。常見的激發(fā)方式有：藍(lán)色激光激發(fā)黃色熒光粉，產(chǎn)生的光譜為黃色的輻射光。根據(jù)顏色互補(bǔ)的原理，如果再混合一部分藍(lán)光，則可以形成白光，再由光學(xué)系統(tǒng)收集發(fā)射，形成了白光光源。

在激光熒光投影顯示中，為了散熱通常將熒光粉涂覆在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的色輪上，合成白光中的藍(lán)光部分是由熒光輪旋轉(zhuǎn)分時(shí)形成的，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合靜態(tài)照明。

目前一些靜態(tài)照明光源方案是利用多個(gè)透鏡來收集熒光輻射發(fā)出的黃白光，由于透鏡和熒光材料是相對(duì)平行的放置，透鏡在實(shí)際安裝中有口徑限制，而熒光材料反射發(fā)光是呈現(xiàn)180°的朗伯發(fā)散，因此，輻射熒光的收集效率受到鏡片數(shù)值孔徑的影響。且在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光收集以及合色的散射激光收集上，都需要聚光透鏡組，增加了鏡片數(shù)量和成本。此外，激光在激發(fā)熒光材料發(fā)光時(shí)，如果采用斜入射，聚焦的焦點(diǎn)有傾斜畸變，相當(dāng)于擴(kuò)大了焦點(diǎn)點(diǎn)光源的尺寸，不利于輸出光束的準(zhǔn)直，影響了光效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出一種混合激光發(fā)光裝置。

本發(fā)明的目的將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：混合激光發(fā)光裝置，包括第一激光器、第一激光準(zhǔn)直鏡、第一激光聚光鏡組、二向色鏡、光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模組、拋物面反光鏡、擴(kuò)散光發(fā)生單元，第二光束輸出鏡；第一激光器發(fā)射的激光束經(jīng)第一激光準(zhǔn)直鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，所得平行光入射第一激光聚光鏡組得到匯聚光，且匯聚光經(jīng)二向色鏡透射匯聚至光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模組并激發(fā)輻射熒光，熒光與擴(kuò)散光發(fā)生單元發(fā)出的光經(jīng)平行化轉(zhuǎn)換及二向色鏡合并，形成混合平行光輸出。

優(yōu)選地，所述光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模組包括光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料單元，以及材料固定和散熱模塊，光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料單元為熒光陶瓷，輻射波長(zhǎng)位于470nm~720nm范圍內(nèi)的熒光。

優(yōu)選地，所述光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模組的外圍設(shè)置拋物面反光鏡，且光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料單元位于拋物面反光鏡的焦點(diǎn)上或者焦點(diǎn)附近；所述拋物面反光鏡的內(nèi)表面鍍有金屬銀膜或介質(zhì)膜的反射膜，拋物面反光鏡中心光軸和第一激光聚光鏡組的中心光軸重合。

優(yōu)選地，所述擴(kuò)散光發(fā)生單元包括第二激光器、第二激光準(zhǔn)直鏡、第二激光聚焦鏡及透射式光擴(kuò)散片，所述第二光束輸出鏡為包圍透射式光擴(kuò)散片的拋物面反光鏡，第二激光器發(fā)出的激光波長(zhǎng)位于400nm~470nm范圍內(nèi)，透射式光擴(kuò)散片位于第二激光聚焦鏡及拋物面反光鏡各自的焦點(diǎn)或焦點(diǎn)附近，透射式光擴(kuò)散片為表面散射片、體散射片或DOE衍射光學(xué)元件。