波長轉(zhuǎn)換裝置、發(fā)光裝置和燈具的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實用新型涉及照明光源領(lǐng)域，特別涉及一種波長轉(zhuǎn)換裝置和使用該波長轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)光裝置和燈具。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，LED光源正在取代傳統(tǒng)的白熾燈和節(jié)能燈成為一種新型的照明光源，作為一種普通照明光源，它具有高效，節(jié)能，環(huán)保以及壽命長等優(yōu)點。然而，在一些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，例如舞臺燈光照明，汽車大燈，投影顯示等領(lǐng)域，需要的是一種超高亮度的光源，此時LED就難以滿足要求了。與LED同屬半導(dǎo)體光源的激光二極管，也具有LED高效，節(jié)能，環(huán)保，壽命長的優(yōu)點，同時由于其光學(xué)擴(kuò)展量(Etendue)小，特別適合用來制作高亮度的特種光源。
[0005]在利用激光二極管制作高亮度特種光源時，通常是使用激光激發(fā)波長轉(zhuǎn)換材料以產(chǎn)生高亮度的受激光，例如使用藍(lán)色激光激發(fā)黃色波長轉(zhuǎn)換材料，產(chǎn)生的黃色受激光與剩余的藍(lán)光共同形成白光。但是這樣的白光顯色指數(shù)比較低，不能滿足醫(yī)療照明等特殊場合的應(yīng)用。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出一種波長轉(zhuǎn)換裝置，包括帶有通孔的基板，通孔內(nèi)壁對可見光具有反射性，通孔的兩端分別為入射端和出射端；還包括附著于通孔內(nèi)壁表面的第一波長轉(zhuǎn)換層，用于受激發(fā)射第一受激光；還包括位于通孔出射端并封住通孔的第二波長轉(zhuǎn)換層，用于受激發(fā)射第二受激光；第二波長轉(zhuǎn)換層可以被第一受激光激發(fā)。
[0008]本實用新型還提出一種發(fā)光裝置，包括上述的波長轉(zhuǎn)換裝置；還包括激光源和聚光裝置，激光源發(fā)出的激光經(jīng)過聚光裝置匯聚后入射于通孔的入射端；波長轉(zhuǎn)換裝置的第一波長轉(zhuǎn)換層能夠被所述激光激發(fā)。
[0009]本實用新型還提出一種燈具，包括上述的發(fā)光裝置作為光源。
[0010]入射于通孔內(nèi)的激發(fā)光能夠先激發(fā)第一波長轉(zhuǎn)換層，第一波長轉(zhuǎn)換層受激發(fā)射的第一受激光進(jìn)一步的激發(fā)第二波長轉(zhuǎn)換層使其發(fā)射第二受激光。這樣，由于第一受激光的波長比激發(fā)光更接近于第二受激光，因此使用第一受激光來激發(fā)第二波長轉(zhuǎn)換層，其效率比使用激發(fā)光直接激發(fā)第二波長轉(zhuǎn)換層要高。而且，最終波長轉(zhuǎn)換裝置的出射端的出射光包括第二受激光和透射的剩余第一受激光，其光譜覆蓋范圍比一種受激光要大得多，因此顯色指數(shù)可以做得很高。
[0011]【附圖說明】:
[0012]圖1是本實用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是本實用新型發(fā)光裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4是發(fā)光裝置另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5是發(fā)光裝置另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]【具體實施方式】:
[0018]本實用新型提出一種波長轉(zhuǎn)換裝置，其第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該波長轉(zhuǎn)換裝置包括帶有通孔102的基板101，通孔102內(nèi)壁對可見光具有反射性，通孔的兩端分別為入射端102a和出射端102b。波長轉(zhuǎn)換裝置還包括附著于通孔102內(nèi)壁表面的第一波長轉(zhuǎn)換層103，用于受激發(fā)射第一受激光。波長轉(zhuǎn)換裝置還包括位于通孔出射端102b并封住通孔的第二波長轉(zhuǎn)換層104，用于受激發(fā)射第二受激光。其中，第二波長轉(zhuǎn)換層可以被第一受激光激發(fā)。
[0019]利用該波長轉(zhuǎn)換裝置，入射于通孔102內(nèi)的激發(fā)光能夠先激發(fā)第一波長轉(zhuǎn)換層，第一波長轉(zhuǎn)換層受激發(fā)射的第一受激光進(jìn)一步的激發(fā)第二波長轉(zhuǎn)換層使其發(fā)射第二受激光。這樣的好處在于，由于第一受激光的波長比激發(fā)光更接近于第二受激光，因此使用第一受激光來激發(fā)第二波長轉(zhuǎn)換層，其效率比使用激發(fā)光直接激發(fā)第二波長轉(zhuǎn)換層要高。而且，最終波長轉(zhuǎn)換裝置的出射端102b的出射光包括第二受激光和透射的剩余第一受激光，其光譜覆蓋范圍比一種受激光要大得多，因此顯色指數(shù)可以做得很高。
[0020]在本實施例中，通孔102內(nèi)壁對可見光具有反射性，這樣熒光轉(zhuǎn)換效率可以得到提高；同時通孔起到了對光斑大小的控制作用，便于實現(xiàn)高亮度的光源。為了實現(xiàn)通孔內(nèi)壁對可見光的反射性，優(yōu)選的，基板材料為白色陶瓷或金屬鋁。而且通孔內(nèi)壁還可以通過鍍膜或涂層來增加反射率。
[0021]波長轉(zhuǎn)換裝置的另一個實施例如圖2所示。圖1所示的實施例中，第二波長轉(zhuǎn)換層104依靠自身的強(qiáng)度固定于通孔102的出射端，而在本實施例中，與圖1所示的實施例不同的是，第二波長轉(zhuǎn)換層204依附于透明材料板205，且與透明材料板一起覆蓋了通孔202的出射端。這樣同樣可以達(dá)到在通孔的出射端封住通孔的作用，而好處在于第二波長轉(zhuǎn)換層的固定更方便易行。
[0022]在上述的波長轉(zhuǎn)換裝置的基礎(chǔ)上，本實用新型還提出一種發(fā)光裝置，其實施例的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。該發(fā)光裝置包括上述的波長轉(zhuǎn)換裝置，還包括激光源(圖中未畫出)和聚光裝置(圖中未畫出)，激光源發(fā)出的激光341經(jīng)過聚光裝置匯聚后入射于通孔的入射端。其中，波長轉(zhuǎn)換裝置的第一波長轉(zhuǎn)換層303能夠被激光341激發(fā)。這樣激光341就可以激發(fā)第一波長轉(zhuǎn)換層303使其發(fā)射第一受激光342，第一受激光342再激發(fā)第二波長轉(zhuǎn)換層304使其受激產(chǎn)生第二受激光343并出射，同時還有部分沒有被第二波長轉(zhuǎn)換層吸收的第一受激光從第二波長轉(zhuǎn)換層表面透射出來。
[0023]在本實施例中，為了提高波長轉(zhuǎn)換效率，優(yōu)選的，發(fā)光裝置還包括位于激光源和波長轉(zhuǎn)換裝置光路之間的第一分光裝置311，用于透射激光341并反射第一受激光342和第二受激光343。由于波長轉(zhuǎn)換過程往往是各向同性的，因此無論是第一受激光還是第二受激光，都必然存在向后發(fā)射的情況，即面向通孔的入射端發(fā)射。由于第一分光裝置的存在，這部分向后發(fā)射的第一受激光和第二受激光會被反生會通孔，從而避免了光損失。
[0024]具體舉例來說，在本實施例中，激光源是藍(lán)色激光源，能夠發(fā)射藍(lán)色激光。第一波長轉(zhuǎn)換層包括綠色波長轉(zhuǎn)換材料或黃綠色波長轉(zhuǎn)換材料，可以受藍(lán)色激光激發(fā)而產(chǎn)生綠色或黃綠色的第一受激光。第二波長轉(zhuǎn)換層包括紅色波長轉(zhuǎn)換材料，可以受綠色或黃綠色第一受激光激發(fā)而產(chǎn)生紅色第二受激光。最終出射光中包括剩余的藍(lán)色激光，剩余的綠色或黃綠色第一受激光和紅色第二受激光，光譜覆蓋范圍很廣，所形成的白光顯色指數(shù)很高。通過調(diào)節(jié)第一波長轉(zhuǎn)換層的濃度和厚度，以及第二波長轉(zhuǎn)換層的濃度和厚度，可以調(diào)節(jié)出射光的光譜和色溫。在實際應(yīng)用中，波長轉(zhuǎn)換裝置的第二波長轉(zhuǎn)換層也可能被激光激發(fā)，例如在本舉例中紅色波長轉(zhuǎn)換材料也可能被藍(lán)色激光激發(fā)，但這并不影響本實用新型的有益效果Ο
[0025]再例如，激光源是紫外激光源，能夠發(fā)射紫外激光。第一波長轉(zhuǎn)換層包括藍(lán)色和綠色波長轉(zhuǎn)換材料，可以受紫外激光激發(fā)而產(chǎn)生藍(lán)色和綠色混合的第一受激光。第二波長轉(zhuǎn)換層包括紅色波長轉(zhuǎn)換材料，可以藍(lán)色和綠色的第一受激光激發(fā)而產(chǎn)生紅色第二受激光。最終出射光中包括剩余的藍(lán)色和綠色第一受激光和紅色第二受激光，光譜覆蓋范圍也很廣，所形成的白光顯色指數(shù)也很高。當(dāng)然，第一波長轉(zhuǎn)換層也可以只包括藍(lán)色波長轉(zhuǎn)換材料，而第二波長轉(zhuǎn)換層包括綠色和紅色波長轉(zhuǎn)換材料。
[0026]以上對激光源、第一波長轉(zhuǎn)換層中的波長轉(zhuǎn)換材料、第二