用于获得超高亮度的多重泵浦发光棒配置制造技术

本发明专利技术提供了利用LED泵浦的多个初级透明发光光导，其用于从次级单一透明发光光导的侧面泵浦该次级单一透明发光光导，以用于从其光出射表面得到高光强度。特别地，来自初级透明光导的吸收和发射波长需要低于次级透明发光光导的吸收和发射波长。

Multi pumped light rod configuration for ultra high brightness applications

The invention provides a plurality of primary transparent light light guides pumped by the LED, which is used to pump the secondary single transparent light guide from the side of the secondary single transparent light light, so as to obtain high light intensity from its light ejection surface. In particular, the absorption and emission wavelengths from primary transparent photoconductors need to be lower than those from secondary transparent photoconductors.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于获得超高亮度的多重泵浦发光棒配置
本专利技术涉及一种照明设备，诸如用于投影仪中或用于汽车照明或舞台照明。
技术介绍
发光棒在本领域中是已知的。例如，WO2006/054203描述了一种发光设备，其包括发射波长范围为>220nm至<550nm的光的至少一个LED以及朝向至少一个LED而没有光学接触放置的至少一个转换结构，其至少部分地将来自至少一个LED的光转换为波长范围为>300nm至≤1000nm的光，其特征在于，至少一个转换结构具有>1.5且<3的折射率n，以及比率A:E为>2:1且<50000:1，其中，A和E如以下定义：至少一个转换结构包括至少一个LED发射的光可以进入转换结构的至少一个入射表面和光可以离开至少一个转换结构的至少一个出射表面，至少一个入射表面中的每一个具有入射表面区域，(多个)入射表面区域被编号为A1...An并且至少一个(多个)出射表面中的每一个具有出射表面区域，(多个)出射表面区域被编号为E1...En以及至少一个(多个)入射表面区域A中的每一个的总和为A＝A1+A2...+An并且至少一个(多个)出射表面区域E中的每一个的总和为E1+E2...+En。
技术实现思路
高亮度光源对于包括聚光、舞台照明、头灯和数字光投影等的各种应用而言是令人感兴趣的。为此，可以使用所谓的光集中器，其中较短波长的光在高度透明的发光材料中被转换为较长的波长。这种透明发光材料的棒可以由LED照射以在棒内产生更长的波长。转换后的光在波导模式中将停留在发光材料(诸如掺杂石榴石)中，然后可从其中一个表面进行提取，从而导致强度增益。这个构思的问题之一与用于泵浦发光波导的LED的强度有关。为此，可以使用具有更多LED的更长波导。但是，这可能使棒比较长并且更难以制造。这使得用于获得更高强度的可扩展性相对困难。因此，本专利技术的一个方面是提供一种备选照明设备，其优选地进一步至少部分地避免一个或多个上文所描述的缺陷，并且可以具有相对好的效率和高的强度，并且也可以是可扩展性的。为此，我们本文中建议使用利用LED泵浦的多个初级透明发光光导从其侧面泵浦次级单一透明发光光导以从其光出射表面得到高光强度。特别地，来自初级透明光导的吸收和发射波长需要低于次级透明发光光导的吸收和发射波长。在第一方面，本专利技术提供一种照明设备，包括：-多个发光集中器，每个发光集中器包括具有第一面和第二面的细长透光体，其中，第一面与第二面之间的距离限定细长体的长度(L)，细长体包括在第一面与第二面之间延伸的一个或多个辐射输入面，以及辐射出射窗口，其中，第二面包括所述辐射出射窗口；每个细长的透光体包括发光材料，该发光材料被配置为将在一个或多个辐射输入面处接收的泵浦辐射的至少一部分转换为发光材料光，并且每个发光集中器被配置为在辐射出射窗口处将至少部分的发光材料光耦出作为转换器光，-多个光源，被配置为将光源光作为第一泵浦辐射提供到多个第一发光集中器的辐射输入面；-所述多个第一发光集中器被配置为在第一发光集中器的相应的辐射出射窗口处提供第一发光材料光作为第一转换器光(在本文中也指示为“第一集中器光”)，并且被配置为将所述第一转换器光作为第二泵浦辐射提供到第二发光集中器的一个或多个辐射输入面；以及-所述第二发光集中器被配置为在第二发光集中器的辐射出射窗口处提供第二发光材料光作为第二转换器光(在本文中也指示为“第二集中器光”)。因此，代替单一大的光集中器，本专利技术使用多个(较小的)光集中器来作为光源，来泵浦单一光集中器。该原理可用于具有集中器-集中器功能耦合的配置中(以集中器-集中器-集中功能耦合)，并且可选地，甚至进一步级联可以是可能的。第一集中器特别地提供用于泵浦第二集中器的斯托克斯(Stokes)移位光，并且可选地，(多个)第二集中器可以再次用于泵浦第三集中器。通过这种方式，重吸收损失可以被最小化并且可扩展性被引入。此外，最终的光强度可以比单一大的光集中器高得多，因为例如，代替光源，高度优化的集中器可用于泵浦下游集中器。因此，(高强度)固态光源可用于泵浦第一集中器以提供(高效率)第一集中器，并且这些可再次用于泵浦第二集中器。本文中使用术语“光集中器”，因为多个光源照射光转换器的相对大的表面(区域)，并且大量转换器光从光转换器的相对较小的区域(出射窗口)逸出。因此，光转换器的具体配置提供了它的光集中器特性。照明设备提供了包括配置在最下游的(多个)光集中器的光的照明设备光，该最下游的(多个)光集中器在实施例中可以是第二集中器。此外，照明设备可以包括多个第二和/或第三集中器。每个光集中器可以提供相对于泵浦辐射的斯托克斯移位的斯托克斯移位光。术语“上游”和“下游”涉及相对于来自光生成装置(这里特别是光源(一个或多个))的光的传播的项目或特征的布置，其中，相对于来自光生成装置的光束内的第一位置，靠近光生成装置的光束中的第二位置是“上游”，而在远离光生成装置的光束内的第三位置是“下游”。第二光集中器被配置在第一光集中器的下游，并且光源被配置在第一光集中器的上游(并且有效地还配置在第二光集中器的上游)。在本专利技术中，应用至少两种类型的光集中器：那些由光源(特别是固态光源)泵浦的，被指示为第一光集中器，以及由第一光集中器泵浦的那个集中器，并且其被指示为第二光集中器。可选地，可以存在多个第一光集中器-第二光集中器组合，其可以被用于泵浦第三光集中器。尽管原则上多个第一光集中器内的每个光集中器可以是不同的，尽管一个或多个光集中器和(多个)第二光集中器可以是不同的等，但是存在一些可应用于所有光集中器的一般方面。在此，这些在下文中阐明。每个光集中器包括透光体。光集中器特别地相对于细长的透光体(诸如陶瓷棒)来描述。但是，这些方面也可能与其他成形的陶瓷体相关。透光体具有光导或波导特性。因此，透光体本文也被指示为波导或光导。由于透光体用作光集中器，所以透光体本文也指示为光集中器。透光体一般地会在垂直于透光体长度的方向上具有(一些)可见光的透射。在没有活化剂(activator)(诸如三价铈)的情况下，可见光透射可能接近100％。本文中，术语“可见光”特别涉及具有选自范围为380-780nm的波长的光。可以通过在垂直辐射下向透光体提供具有第一强度的特定波长的光，并且将透射过该材料之后测量的该波长处的光的强度与向该材料提供的在该特定波长处的光的第一强度关联来确定透射率(还参见theCRCHandbookofChemistryandPhysics,第69版,1088-1989的E-208和E-406)。透光体可以具有任何形状，诸如梁状或棒状，然而特别地是梁状(长方体状)。然而，透光体也可以是盘状等。本专利技术不限于形状的特定实施例，本专利技术也不限于具有单一出射窗口或出耦合面的实施例。下文，更详细地所描述一些具体实施例。如果透光体具有圆形横截面，则宽度和高度可以相等(并且可以被定义为直径)。然而，特别地，透光体具有长方体状的形状并且进一步被配置为提供单一出射窗口。在一个具体实施例中，透光体特别可具有大于1的长宽比，即长度大于宽度。一般地，透光体是棒或条(梁)，但是透光体不一定具有正方形、矩形或圆形横截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种照明设备(1)，包括：‑多个发光集中器(5)，每个发光集中器(5)包括具有第一面(141)和第二面(142)的细长透光体(100)，其中，所述第一面(141)与所述第二面(142)之间的距离限定了所述细长体(100)的长度(L)，所述细长体(100)包括在所述第一面(141)与所述第二面(142)之间延伸的一个或多个辐射输入面(111)、以及辐射出射窗口(112)，其中，所述第二面(142)包括所述辐射出射窗口(112)；每个细长透光体(100)包括发光材料(120)，所述发光材料(120)被配置成将在一个或多个辐射输入面(111)处接收的泵浦辐射(7)的至少一部分转换为发光材料光(8)，并且每个发光集中器(5)被配置为在所述辐射出射窗口(112)处将所述发光材料光(8)的至少一部分耦出作为转换器光(101)；‑多个光源(10)，被配置为将光源光(11)作为第一泵浦辐射(17)提供到多个第一发光集中器(15)的所述辐射输入面(111)；‑所述多个第一发光集中器(15)，被配置为在所述第一发光集中器(15)的相应的辐射出射窗口(112)处提供第一发光材料光(18)作为第一转换器光(1101)，并且被配置为将所述第一转换器光(1101)作为第二泵浦辐射(27)提供到第二发光集中器(25)的一个或多个辐射输入面(111)；以及‑所述第二发光集中器(25)，被配置为在所述第二发光集中器(25)的所述辐射出射窗口(112)处提供第二发光材料光(28)作为第二转换器光(2101)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 EP 15200113.7;2016.06.21 EP 16175412.21.一种照明设备(1)，包括：-多个发光集中器(5)，每个发光集中器(5)包括具有第一面(141)和第二面(142)的细长透光体(100)，其中，所述第一面(141)与所述第二面(142)之间的距离限定了所述细长体(100)的长度(L)，所述细长体(100)包括在所述第一面(141)与所述第二面(142)之间延伸的一个或多个辐射输入面(111)、以及辐射出射窗口(112)，其中，所述第二面(142)包括所述辐射出射窗口(112)；每个细长透光体(100)包括发光材料(120)，所述发光材料(120)被配置成将在一个或多个辐射输入面(111)处接收的泵浦辐射(7)的至少一部分转换为发光材料光(8)，并且每个发光集中器(5)被配置为在所述辐射出射窗口(112)处将所述发光材料光(8)的至少一部分耦出作为转换器光(101)；-多个光源(10)，被配置为将光源光(11)作为第一泵浦辐射(17)提供到多个第一发光集中器(15)的所述辐射输入面(111)；-所述多个第一发光集中器(15)，被配置为在所述第一发光集中器(15)的相应的辐射出射窗口(112)处提供第一发光材料光(18)作为第一转换器光(1101)，并且被配置为将所述第一转换器光(1101)作为第二泵浦辐射(27)提供到第二发光集中器(25)的一个或多个辐射输入面(111)；以及-所述第二发光集中器(25)，被配置为在所述第二发光集中器(25)的所述辐射出射窗口(112)处提供第二发光材料光(28)作为第二转换器光(2101)。2.根据权利要求1所述的照明设备(1)，其中，所述细长透光体(100)包括至少为2的几何集中因子，所述几何集中因子被定义为所述辐射输入面(111)的面积与所述辐射出射窗口(112)的面积的比率，并且其中，所述照明设备(1)还包括准直器(24)，所述准直器(24)被配置在所述辐射出射窗口(112)下游并且被配置为准直所述转换器光(101)。3.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中，所述长度(L)至少为20mm，并且其中，所述多个光源(10)被配置为向至少一个所述辐射输入面(111)提供至少1.0*1017个光子/(s.mm2)的光子通量。4.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，包括至少三个发光集中器(15)。5.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中，所述多个第一发光集中器(15)被配置为将所述第一转换器光(1101)作为第二泵浦辐射(27)提供到所述第二发光集中器(25)的两个或更多个的辐射输入面(111)。6.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中，所述多个第一发光集中器(15)包括具有不同长度(L)的第一发光...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·范博梅尔，R·A·M·希克梅特，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL