[發明專利]一種熒光轉換白激光光源裝置

在審

• 申請號: 202310297193.0
• 申請日: 2023-03-24
• 公開（公告）號: CN116293593A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 彭洋;余子康;牟運;陳明祥
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F21V29/70
• 分類號: F21V29/70;F21V29/503;F21K9/64;F21V5/04;F21V7/06;F21V9/30;F21V9/08;F21Y115/30
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 王穎翀

本發明公開了一種熒光轉換白激光光源裝置，屬于照明光源領域，包括：發光單元、反射單元、濾波單元、波長轉換單元、散熱單元和光學引導單元；其中，濾波單元位于反射單元開孔處；波長轉換單元和散熱單元與所述光學引導單元集成為一體，且安放于反射單元內；發光單元發出的激光經反射單元開孔進入，激發波長轉換單元形成白光，散熱單元還用于反射白光至反射單元，再經反射單元反射后從光學引導單元射出。本發明通過反射單元及光學引導單元對白光光路進行調控，并利用散熱單元和光學引導單元對波長轉換材料進行散熱，避免了發光飽和問題，提高了熒光材料的轉換效率和熱穩定性，使白激光光源具有高功率、高亮度、散熱好和聚光好的優點。

技術領域

本發明屬于照明光源領域，更具體地，涉及一種熒光轉換白激光光源裝置。

背景技術

在當前全球能源短缺的背景下，半導體固態照明以其高光效、低能耗、長壽命、環境友好等優點，引領了國家節能環保能力的持續提升。隨著人們對高亮度照明設備的需求不斷增加，半導體照明技術正朝著大電流、高功率密度、輕量化以及小尺寸的方向發展，作為新一代照明技術的激光照明應運而生。與現有LED技術相比，激光照明技術不僅避免了效率驟降問題，還具有超大功率、超高亮度、高準直性、照射距離遠等特點，可應用于汽車大燈、投影顯示、醫療設備、可見光通訊等領域，市場潛力巨大。

專利CN209524343U公開了一種白色激光封裝結構，其采用藍色激光激發黃色熒光材料得到黃光，黃光與藍色激光混合得到白色激光，無需紅、綠、藍三基色激光合成白色光，大大降低材料及生產加工成本。然而，該方案未考慮熒光材料的熱耗散和白色激光的發散，由于藍色激光的光功率密度高、輻射光斑小，熒光材料要承受高的激輻射能量和熒光轉換熱量，熱量的積累會導致熒光材料溫度的升高，從而引發熒光材料的熱猝滅效應，影響了熒光材料的發光效率和穩定性；另外，白色激光經反射后直接射出，未進行光路控制，也影響了白色激光的亮度和準直度。

專利CN112578620A公開了一種激光光源裝置，其通過準直光路和聚焦光路對白色激光進行聚焦和整形后射出，可以控制發出白色激光光束的孔徑角、光斑尺寸或者后工作距離，進一步擴大了白色激光的應用范圍，能夠獲得高功率、高亮度的白色激光。然而，該方案未考慮裝置的封裝性能，結構分散，增大整個裝置的體積。

發明內容

針對現有技術缺陷和改進需求，本發明提供了一種熒光轉換白激光光源裝置，通過設置散熱單元對熒光材料進行散熱，避免了熒光材料的熱猝滅效應，解決了熒光轉換材料的散熱問題。

為實現上述目的，本發明所提供的一種熒光轉換白激光光源裝置，該裝置包括：發光單元、反射單元、濾波單元、波長轉換單元、散熱單元和光學引導單元；

其中，所述發光單元位于所述反射單元外；所述反射單元開有小孔，所述濾波單元位于所述反射單元的小孔處；所述波長轉換單元和所述散熱單元與所述光學引導單元集成為一體，且安放于所述反射單元內；

所述發光單元發出的激光經所述反射單元的小孔進入，激發所述波長轉換單元形成白光，所述散熱單元還用于反射所述白光至所述反射單元，所述白光經反射單元反射后從光學引導單元射出。

進一步，所述光學引導單元為藍寶石透鏡。

進一步，所述波長轉換單元為含黃色熒光體的熒光玻璃、熒光陶瓷或熒光單晶。

進一步，所述濾波單元為藍光濾波片，所述發光單元為藍光激光器，其發出的激光為藍光，藍光激發所述波長轉換單元產生黃光，黃光與藍光混合形成白光。

進一步，所述散熱單元反射率大于85％。

進一步，所述散熱單元為陶瓷材料，其導熱系數不低于20W·m-1·K-1。

進一步，所述散熱單元為金屬材料，其導熱系數不低于200W·m^-1·K^-1。