[发明专利]用于照明系统的波导装置

说明书

本发明涉及用于照明系统的波导装置。诸如光纤的波导(100、101)接收纵向(传播)方向上的初级光。该光纤中形成有散射结构(105、106、107)，该散射结构将传播的初级光重新定向成例如沿着横向方向从波导出去。光致发光层(103)吸收该重新定向的初级光以由此发出波长转换的次级光，该波长转换的次级光具有不同于初级光的波长以及比初级光宽的带宽，从而得到白色照明光，该白色照明光是次级光与任何未被吸收的初级光的组合。还描述和声称了其他实施方式。

本申请是申请日为2012年3月28日、申请号为“201280032264.4”、发明名称为“用于照明系统的波导装置”的发明专利申请的分案申请。

相关申请

本申请要求2011年4月28日递交的名称为“Waveguide Apparatus forIllumination Systems”的美国临时专利申请No.61/480,216的较早申请日的权益。

技术领域

本发明的实施方式总体涉及一种圆柱形波导装置，其作为分布式照明系统的一部分，可以以更定向、更均匀强度和更节能的方式进行白光照明。另一实施方式是用于制造该装置的方法。还描述了其他实施方式。

背景技术

在基本的光纤照明系统中，光源将光射入光纤中，光纤随后用于将射入的光传输到远距离的所需位置。在该远距离的位置，光纤通常在其端面处裸露出，使得光可以射出且照亮在外部且靠近光纤的端面的远距离区域。最近，已经提出，基于光纤的照明系统具有多个区域，各个区域具有不同的折射率，据称这可以用来使传播光沿着光纤的长度从光纤的侧面偏转出。参见Wang等的美国专利5,905,837。通过使用在光纤中的芯和包层之间的折射率之比和光纤中的吸收系数和散射系数之比的组合变化，还已经提出360度或全方向的偏转模式。参见Lieberman等的美国专利6,714,711。随后的努力已经提出，在光纤的芯中使用闪耀衍射光栅，用于将光衍射出光纤，以及光纤外部的凸透镜结构用于接收衍射光且建立线性照明场。参见Carver等的美国专利7,437,035。然而，这些技术在有效地产生具有宽波段可见成分(本文也称为白光)的照明光且确保该照明光沿着光纤的长度具有均匀性这一方面的功效不明显。

发明内容

本发明的一实施方式是一种光波导装置，该光波导装置可以是分布式照明系统的一部分，该分布式照明系统产生具有宽波段的可见内容(白光)的照明且同时允许容易地控制沿着波导的长度的照明的色温和强度均匀性。该装置具有波导，该波导将初级光输送或导向到远距离的位置，即，远离初级光的光源的位置。该波导包含大量的散射结构，该散射结构用于将传播的初级光重新分布或重新定向成从波导的侧面出去且使其具有期望的辐射图案。辐射图案可以是定向的，例如，具有至少一个预定的辐射瓣，该辐射瓣具有小于360度的径向扩展且位于期望的径向位置，且辐射图案可以按照需要定位在纵向方向上。设置了光致发光材料的介质或层，优选设置在波导的外部且沿着波导纵向延伸，以吸收重新定向的初级光，从而发出具有与初级光不同波长的波长转换的次级光。初级光应该是准单波长的或单色的，如通过例如激光器或单色发光二极管(LED)产生，该激光器或单色发光二极管被调整到光致发光介质的主要吸收带。由于在一个实施方式中，波长转换的次级光与任何未被吸收的重新定向的初级光以可以垂直于波导的传播轴线的方向组合，这在远距离的位置处产生宽波段的照明光(这里也称为白光)。照明光基本上可以是波长转换的次级光(其可以具有比初级光的带宽宽的带宽)和重新定向的初级光的任何未被吸收的部分的组合。波导装置也能够远离光转换位置定位初级光源，使得可以减少在该位置的散热。还描述了其他实施方式。