[发明专利]一种基于多功能荧光陶瓷的绿光光源

说明书

本发明公开了一种基于多功能荧光陶瓷的绿光光源，包括激光器，散热基底，透镜，光纤，荧光陶瓷，外壳。激光器发射的蓝光经透镜耦合进入光纤，蓝光经光纤传输到荧光陶瓷的表面，激发荧光陶瓷变成绿光，随后经荧光陶瓷的整形输出高亮度绿光光源。本发明的荧光陶瓷为平凸透镜形状，集发光和整形为一体，节省照明元件，亮度更高。

技术领域

本发明涉及激光照明领域，尤其涉及一种基于多功能荧光陶瓷材料的绿光光源。

背景技术

绿光在生物、工业、印刷、医疗、存储、显示和军事等方面具有广泛的应用。为了获得高亮度绿光光源，一般有两种方案：一是采用绿光半导体激光器或对其进行合束，二是采用蓝光激光激发光转换材料。两者均涉及激光照明领域。

在第一种技术方案可以获得极好的激光光谱和波束特性，可以获得高能量绿光输出。但是，绿光激光器相对蓝光激光器来说它，需要更高的铟组分；由此引发了主要的物理变化，使得晶格常数发生变化并且缩短了带隙，光输出功率将会下降，价格昂贵。若采用光纤合束的方案来提高光输出功率，价格和成本也由此提升，性价比不高。同时，此绿光为激光，只能将用于激光医疗或对其扩束后用于激光投影，不适合应用在一般照明领域。

第二种技术方案优势显著。其成本较低、工艺简单；在保持光转换材料稳定发光的前提下，只需增加蓝光激光器的功率便可获得更高亮度。近年来，国内学者紧跟世界潮流，针对蓝光半导体激光器进行开发，目前已经实现量产，成本进一步下降；同时，国内针对光转换材料的研究也不断拓展，由荧光粉到荧光玻璃，再到荧光陶瓷，目前均可实现量产化。

荧光转换方案，一种是采用透镜聚焦蓝光，用于传输到荧光陶瓷的表面，随后激发荧光陶瓷；另一种是光纤传导激光蓝光传输到荧光陶瓷的表面，随后激发荧光陶瓷。相比前者，光纤传导激光蓝光的方案能将激发源和发射源这两个热源分离，单独进行散热处理；两者的相对位置随意调节，设计灵活性高。同时，光纤直接导出蓝光相比采用透镜将蓝光聚焦到陶瓷表面的方式，系统稳定性更好。但是，荧光转换的两种方案存在以下问题：1）光学系统仍较为复杂；2）针对荧光陶瓷，还需采用二次光学设计元件诱导发光、设计相关散热装置稳定器件运行。因此，荧光转换绿光光源有待进一步设计与延伸，来获得高亮度的绿光光源。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出一种基于多功能荧光陶瓷的激光照明用绿光光源，简化激光照明光源系统构成。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种基于多功能荧光陶瓷的绿光光源，包括激光器，散热基底，透镜，光纤，荧光陶瓷，外壳。

所述荧光陶瓷为平凸透镜形状，集发光和整形为一体；所述激光器发射的蓝光经透镜耦合进入光纤，蓝光经光纤传输到荧光陶瓷的表面，激发荧光陶瓷变成绿光，产生的绿光经荧光陶瓷的整形变成平行光束。

优选的，所述激光器发射的波长为450~465 nm；

优选的，所述散热基底的材质为紫铜或铝；

优选的，所述透镜为球面透镜、渐变折射率透镜中的一种；

优选的，所述荧光陶瓷为Ce:LuAG荧光陶瓷；Ce掺杂浓度为0.05~1.0 at%。

优选的，所述“平凸透镜型荧光陶瓷”的制作方式为“凝胶注模成型+真空烧结”；即光学设计结合制备工艺过程。具体制作步骤如下：