[發明專利]一種透射式波長轉換結構及其應用

在審

• 申請號: 202211570932.0
• 申請日: 2022-12-08
• 公開（公告）號: CN115978470A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 張世忠;李虎
• 申請（專利權）人: 深圳市光粒子技術有限公司
• 主分類號: F21K9/64
• 分類號: F21K9/64;F21K9/69;F21K9/60;F21V5/10;G02B1/10;G02B1/11;G02B5/02;H01S5/06
• 代理公司: 廣州潤禾知識產權代理事務所(普通合伙) 44446
• 代理人: 林偉斌

本發明公開了一種透射式波長轉換結構及其應用，所述透射式波長轉換結構，包括依次層疊設置的激光增透膜、透明熱沉基板、透射激光反射受激光的光學膜、散射層以及波長轉換層，所述散射層由散射顆粒與封裝體高溫固化而成，散射顆粒與封裝體的質量比為(0.1～1)：1，所述散射層的厚度為3～30μm，所述散射顆粒的粒徑為0.01～0.5μm。本發明所述的透射式波長轉換結構能夠改變入射的激光能量分布，熒光光斑“黃光圈”現象得到抑制，光斑均勻性增加，同時光源整體照度、光通量等性能基本不弱化或者弱化幅度很小，在有效解決透射式激光照明的光斑“黃光圈”問題的同時又保證了光效。

技術領域

本發明涉及波長轉換材料及其裝置領域，更具體地，涉及一種透射式波長轉換結構及其應用。

背景技術

目前，常用的激光照明采用的光源是藍激光。透射式激光光源中，照射在波長轉換材料上的藍激光具有一定光斑大小，能量呈高斯分布：正中心照射區藍光能量高；偏離光斑中心區藍光能量低，一方面是由于藍激光高斯分布特征所致，另一方面緣于藍光在波長轉換材料中出現沿與入射方向垂直方向的散射衰減，也導致藍光能量損耗，最終導致波長轉換材料中，受激光激發的中心位置藍光多，偏離中心位置藍光少，從而造成熒光光斑出現中間偏白/偏藍，四周偏黃現象，即所謂的“黃光圈”現象，極大地影響了光斑均勻性。特別地，在高激光功率光源中，光斑“黃光圈”現象更為顯著。

針對光斑“黃光圈”問題，現有技術有的通過減小波長轉換材料尺寸，將波長轉換材料減小至接近激光光斑大小尺寸，使得藍激光只發生縱向激發，側向激發大大減弱，從而使得光斑“黃光圈”現象得到抑制。但是波長轉換材料減小后，材料導熱散熱性能變差，使得波長轉換材料使用可靠性顯著降低；此外，該方案光源中小尺寸的波長轉換材料與激光光斑同軸性較難控制，光斑仍存在顏色不均現象。特別地，“黃光圈”現象在透射型激光照明系統中更為明顯。

發明內容

本發明旨在克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種透射式波長轉換結構，用于解決透射型激光照明方案中光斑出現“黃光圈”的問題，且光斑均勻性好，藍光損失小，且光通量和照度高。

本發明采取的技術方案如下：

一種透射式波長轉換結構，包括依次層疊設置的激光增透膜、透明熱沉基板、透射激光反射受激光的光學膜、散射層以及波長轉換層，所述散射層由散射顆粒與封裝體高溫固化而成，散射顆粒與封裝體的質量比為(0.1～1)：1，所述散射層的厚度為3～30μm，所述散射顆粒的粒徑為0.01～0.5μm。

進一步地，所述散射顆粒為氧化鈦、氧化鋁、硫酸鋇、氧化鎂、氧化鋅中的一種或幾種的混合物。

進一步地，所述封裝體為高透光性有機膠水、無機膠水以及玻璃膠中的一種或幾種的混合物。

進一步地，所述高透光性為對400～800nm波段的光透過率不低于95％。

進一步地，所述散射層的厚度為3～15μm。

進一步地，散射顆粒與封裝體的質量比為(0.1～0.5)：1。

進一步地，所述散射顆粒的粒徑為0.01～0.2μm。

進一步地，所述透明熱沉基板為藍寶石片。

所述透射式波長轉換結構在激光照明系統中的應用。

進一步地，所述激光照明系統包括激光產生裝置，依設置在激光產生裝置發出的激光的光路上的激光會聚透鏡組件、所述的透射式波長轉換結構和照明光收集透鏡組件。