一种色温可调的激光白光照明光源制造技术

本发明专利技术公开了一种色温可调的激光白光照明光源，包括：激发光源及其散热装置、荧光粉层及其调控装置以及两个反光杯；其中：激发光源嵌入散热装置中，并使激发光源与散热装置充分接触；荧光粉层与调控装置紧密贴附，通过调控装置调节荧光粉层的厚度，从而改变色温；荧光粉层及其调控装置设置在第一反光杯与第二反光杯之间，激发光源伸入第一反光杯的入光口，通过第一反光杯将后向及侧向反射或散射的光重新向前发出；荧光粉层及其调控装置在保证光效最大化的基础上使得色温连续可控，荧光粉层在激发光源的激发下，发出宽谱光，与部分未被吸收的光源组成白光通过第二反光杯向外发射。该方法可以实现色温可调，且对光源利用率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种色温可调的激光白光照明光源
本专利技术涉及激光照明领域，尤其涉及一种色温可调的激光白光照明光源。
技术介绍
1991年，中村修二基于氮化镓开发了高亮度蓝光发光二极管(LightEmittingDiode，以下简称LED)和蓝光激光二极管(LaserDiode，以下简称LD)，使得基于LED的白光照明成为可能。目前，LED光源已经相对普及，在显示屏，交通信号灯，汽车用灯，照明光源等方面有着广泛应用。虽然LED光源高效节能，但其存在高亮度限制，严重的发光效率随功率上升而下降情况等，这也催生了将激发光源替换为蓝光或近紫外LD的想法。目前较为普及LED光源也有调节色温的方法，如红绿蓝三色灯珠，调节点亮的各色灯珠的比例来控制色温，也有各类色温的灯珠，调节不同色温的灯珠亮来控制色温的方法，这些方法对光源的利用率较低，且调节不可连续。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种色温可调的激光白光照明光源，可以实现色温可调，且对光源利用率较高。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种色温可调的激光白光照明光源，包括：激发光源及其散热装置、荧光粉层及其调控装置以及两个反光杯；其中：激发光源嵌入散热装置中，并使激发光源与散热装置充分接触；荧光粉层与调控装置紧密贴附，通过调控装置调节荧光粉层的厚度，从而改变色温；荧光粉层及其调控装置设置在第一反光杯与第二反光杯之间，激发光源伸入第一反光杯的入光口，通过第一反光杯将后向及侧向反射或散射的光重新向前发出；荧光粉层及其调控装置在保证光效最大化的基础上使得色温连续可控，荧光粉层在激发光源的激发下，发出宽谱光，与部分未被吸收的光源组成白光通过第二反光杯向外发射。所述激发光源为蓝色LD光源；所述散热装置包含LD引脚槽、LD槽与透镜槽；LD槽设置在透镜槽内部，LD引脚槽设置在LD槽内部；LD引脚槽与蓝色LD光源的引脚大小一致；散热装置中的LD槽与蓝色LD光源的基座相契合，缝隙部分使用导热材料填满；透镜槽用来固定第一反光杯以及调控装置。所述荧光粉层使用荧光粉与环氧树脂AB胶混合来制作，存在一个使光效最优的粉胶比，且制作得到的胶状的荧光粉层能保持粉胶比固定不变，形状柔软可调。所述荧光粉层夹在两块平行的玻璃基板之间，起到固定作用，玻璃基板在调控装置的控制下左右移动，从而控制荧光粉层的厚度。所述第一反光杯为半球形且球心与左侧的玻璃基板中心重合。第二反光杯用于控制光的出射方向，若使光平行出射，则第二反光杯为抛物线形。所述激发光源峰值波长在400纳米到460纳米之间。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，通过采用连续调节荧光粉层的厚度的方法，实现在保持白光光源光效基本不变的情况下，色温连续可控；实验结果表明，在相同的粉胶比情况下，不同厚度的荧光粉层对光效的影响很小，对色温的影响很大。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的一种色温可调的激光白光照明光源的示意图；图2为本专利技术实施例提供的散热装置正视图；图3为本专利技术实施例提供的由具体实验结果计算得到的不同厚度下相对光谱曲线示意图；图4为本专利技术实施例提供的由具体实验结果计算得到的不同厚度下光功率随偏置电流的变化曲线示意图；图5为本专利技术实施例提供的由具体实验结果计算得到的蓝色LD的电光转换效率曲线以及不同厚度下蓝光到白光的光光转换效率曲线示意图；图6为本专利技术实施例提供的由具体实验结果计算得到的蓝色LD发出的光经过不同厚度的荧光粉层时的能量去向比例饼图；图7为本专利技术实施例提供的由具体实验结果计算得到的不同厚度下光效曲线示意图；图8为本专利技术实施例提供的人眼光视效能曲线示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例提供一种色温可调的激光白光照明光源，包括：激发光源及其散热装置、荧光粉层及其调控装置以及两个反光杯；其中：激发光源嵌入散热装置中，使二者激发光源与散热装置充分接触；荧光粉层与调控装置紧密贴附，通过调控装置调节荧光粉层的厚度，从而改变色温；荧光粉层及其调控装置设置在第一反光杯与第二反光杯之间，激发光源伸入第一反光杯的入光口；通过第一反光杯将后向及侧向反射或散射的光重新向前发出；荧光粉层及其调控装置在保证光效最大化的基础上使得色温连续可控，荧光粉层在激发光源的激发下，发出宽谱光，与部分未被吸收的光源组成白光通过第二反光杯向外发射。如图1所示，所述激发光源1嵌入散热装置2中，并使激发光源与散热装置充分接触，通过散热装置保证了激发光源(蓝色LD光源)的正常稳定的工作。荧光粉层3夹在两块平行的玻璃基板4之间，平行的玻璃基板4起到固定作用。荧光粉层3可以使用荧光粉与环氧树脂AB胶混合来制作，存在一个使光效最优的粉胶比，且制作得到的胶状的荧光粉层能保持粉胶比固定不变，形状柔软可调。由于蓝色的激光照射在玻璃基板上存在一定比例的反射，且蓝色激光激发黄色荧光粉发出的黄光存在向后发射的部分，第一反光杯5的使用可以使这些后向及侧向反射或散射的光重新向前，从而减少光的损耗，第一反光杯5的形状需为半球面，且球心与左侧的玻璃基板中心重合。第一反光杯为半球形且球心与左侧的玻璃基板中心重合。右侧的玻璃基板在调控装置的控制下左右移动，使得柔软的胶状荧光粉层厚度发生变化，从而使得光源的色温根据需求发生变化，图1中的调控装置6仅为示意，其可以通过其他方式实现，只要能够实现相关功能即可。第二反光杯7用于控制光的出射方向，可以根据具体应用场景作具体设计，在本专利技术实施例中，若使光平行出射，则第二反光杯7可设计为抛物线形。如图2所示，为散热装置的正视图，其包含LD引脚槽11、LD槽12与透镜槽13；LD槽12设置在透镜槽13内部，LD引脚槽11设置在LD槽12内部；所述散热装置中的LD引脚槽11与蓝色LD光源的引脚大小一致；散热装置中的LD槽12与蓝色LD光源的基座相契合，缝隙部分使用导热材料填满；透镜槽13被用来固定外设的第一反光杯5以及调控装置6。另外，本专利技术实施例中，所述激发光源峰值波长在400纳米到460纳米之间。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，通过采用连续调节荧光粉层的厚度的方法，实现在保持白光光源光效基本不变的情况下，色温连续可控。实验结果表明，在相同的粉胶比情况下，不同厚度的荧光粉层对光效的影响很小，对色温的影响很大。本专利技术选择了“使用蓝光LD激发黄色荧光粉最终产生白光”这一方案作为激光白光照明光源的研究方向。由于蓝光LD的功率、黄色荧光粉层的浓度、黄色荧光粉层的厚度、反光杯的设计等因素对最终的白光光源的光效、色温、空间分布等各项性能的影响较大。因此通过实验测试及数据分析确定白光光源的各项性能与前述各因素的关系，对于该类激光照明光源在投入实际应用的过程中有重大意义。本专利技术的效果如图3～5所示。比较过程涉及荧光粉层厚度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种色温可调的激光白光照明光源，其特征在于，包括：激发光源及其散热装置、荧光粉层及其调控装置以及两个反光杯；其中：激发光源嵌入散热装置中，并使激发光源与散热装置充分接触；荧光粉层与调控装置紧密贴附，通过调控装置调节荧光粉层的厚度，从而改变色温；荧光粉层及其调控装置设置在第一反光杯与第二反光杯之间，激发光源伸入第一反光杯的入光口，通过第一反光杯将后向及侧向反射或散射的光重新向前发出；荧光粉层及其调控装置在保证光效最大化的基础上使得色温连续可控，荧光粉层在激发光源的激发下，发出宽谱光，与部分未被吸收的光源组成白光通过第二反光杯向外发射。

【技术特征摘要】
1.一种色温可调的激光白光照明光源，其特征在于，包括：激发光源及其散热装置、荧光粉层及其调控装置以及两个反光杯；其中：激发光源嵌入散热装置中，并使激发光源与散热装置充分接触；荧光粉层与调控装置紧密贴附，通过调控装置调节荧光粉层的厚度，从而改变色温；荧光粉层及其调控装置设置在第一反光杯与第二反光杯之间，激发光源伸入第一反光杯的入光口，通过第一反光杯将后向及侧向反射或散射的光重新向前发出；荧光粉层及其调控装置在保证光效最大化的基础上使得色温连续可控，荧光粉层在激发光源的激发下，发出宽谱光，与部分未被吸收的光源组成白光通过第二反光杯向外发射。2.根据权利要求1所述的一种色温可调的激光白光照明光源，其特征在于，所述激发光源为蓝色LD光源；所述散热装置包含LD引脚槽、LD槽与透镜槽；LD槽设置在透镜槽内部，LD引脚槽设置在LD槽内部；LD引脚槽与蓝色LD光源的引脚大小一致；散热装置中的LD槽与蓝色LD光源的基座相契合，缝隙部...

【专利技术属性】
技术研发人员：李上宾，徐正元，潘琪琪，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34