波长转换装置和激光荧光转换型光源制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种波长转换装置和激光荧光转换型光源。所述波长转换装置包括依次堆叠的基板层(4)、银反射层(2)和荧光层(1)，所述银反射层(2)用于反射从所述荧光层(1)中出射的光束。其中，所述基板层(4)为氮化铝基板，并且所述波长转换装置还包括：粘接层(3)，所述粘接层(3)设置在所述基板层(4)与所述银反射层(2)之间，并且所述粘接层(3)牢固地粘接至所述基板层(4)和所述银反射层(2)。所述激光荧光转换型光源包含上述波长转换装置和用作入射光源的激光装置。根据本实用新型专利技术，能够实现较高的反射率、热导率和长期稳定性。

Wavelength conversion device and laser fluorescent converted light source

The utility model discloses a wavelength conversion device and a laser fluorescent conversion type light source. The wavelength conversion device comprises a stacked substrate layer (4), a silver reflection layer (2) and a fluorescent layer (1), and the silver reflection layer (2) is used to reflect the beam emitted from the fluorescent layer (1). Among them, the substrate layer (4) for aluminum nitride substrate, and the wavelength conversion device also includes an adhesive layer (3), the adhesive layer (3) disposed on the substrate layer (4) and the silver reflecting layer (2), and the adhesive layer (3) firmly adhered to the substrate layer (4) and the silver reflective layer (2). The laser fluorescent conversion source includes the above wavelength conversion device and a laser device used as an incident light source. According to the utility model, high reflectivity, thermal conductivity and long-term stability can be achieved.

【技术实现步骤摘要】
波长转换装置和激光荧光转换型光源
本技术涉及激光荧光转换型光源，特别地涉及波长转换装置。
技术介绍
作为目前各种激光光源中发展较快、应用较广的一种激光光源，激光荧光转换型光源包括激光器、波长转换装置和输出端，其中，通常由依次堆叠的基板层、反射层和发光层(以下，被称为“三层堆叠结构”)组成的波长转换装置在激光器的激发下产生需要的颜色光，并且经由输出端输出。可以看出，波长转换装置是激光荧光转换型光源的关键部件，其性能的高低直接决定激光荧光转换型光源的优劣。然而，随着激光器功率的提高，对于波长转换装置的反射率、热导率、稳定性等性能的要求也不断提高。当大功率激光器发出的激光照射波长转换装置时，波长转换装置的温度很快升高且热量迅速增加，因此需要其具有较高的反射率、热导率、稳定性等。目前的波长转换装置中的反射层主要有两种类型：一种是采用白色散射粒子和玻璃粉混合烧结形成的漫反射层；另一种是采用致密金属(例如，银、铝)反射层。漫反射层全部由无机材料烧结形成，耐热性较高，但是作为其组成材料的散射粒子和玻璃粉的热导率较低，并且为了保证较高的反射率，漫反射层的烧结结构通常是多孔结构，热阻较高，从而不利于波长转换装置在高功率激光器发出的激光的激发下的可靠性和发光亮度的提高。虽然可以通过减薄漫反射层的厚度来降低热阻，但是这又会降低其反射率。因此，漫反射层在原理上无法确保同时具有较高的反射率、热导率、稳定性。致密金属反射层由金属浆料、玻璃粉和有机载体混合烧结形成，可以实现较高的反射率且热阻较低。这样的致密金属反射层的金属原料通常采用铝或银。由于银在可见光波段的反射率远高于铝，因而银反射层是优选的。另外，氮化铝陶瓷近年来成为导热基板层的热门材料。其具有良好的机械性能，抗折强度高于氧化铝陶瓷。其还具有高的热导率，是氧化铝陶瓷的5倍以上。但就导热效果而言，氮化铝基板是除金属以外的最佳导热基板。另外，氮化铝陶瓷还具有耐高温特性，使得氮化铝基板具有很高的热稳定性。然而，当氮化铝基板作为基板层与上述的银反射层组成堆叠结构时，由于银与氮化铝基板的烧结附着力较差，在实际使用中会出现剥离的现象，导致产品可靠性降低。虽然通过采用玻璃粉和银粉混合烧结于氮化铝基板的烧结方法能够提高银反射层的附着力，但这种银反射层由于含有玻璃结构，使得反射率达不到纯银反射的效果而且热阻较高，导热效果较差。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种具有较高的反射率、热导率和长期可靠性的波长转换装置以及含有该波长转换装置的激光荧光转换型光源。根据本技术的实施例，提供了一种波长转换装置。所述波长转换装置包括依次堆叠的基板层、银反射层和荧光层，所述银反射层用于反射从所述荧光层中出射的光束。其中，所述基板层为氮化铝基板，并且所述波长转换装置还包括粘接层，所述粘接层设置在所述基板层与所述银反射层之间，并且所述粘接层牢固地粘接至所述基板层和所述银反射层。优选地，所述荧光层包裹所述银反射层的上表面和侧壁，使得所述银反射层被所述荧光层和所述粘接层密封。所述粘接层可以是玻璃粘接层。所述玻璃粘接层的厚度为0.01～30μm。用于形成所述玻璃粘接层的玻璃粉的热膨胀系数为0.6×10-6/K～8.6×10-6/K。此外，所述玻璃粉的玻璃软化点温度高于900℃是优选的。所述粘接层可以是氧化铝层。所述氧化铝层的厚度可以为0.01～30μm。优选地，所述银反射层具有银颗粒的密堆积结构。所述银反射层的厚度为1～100μm。用于形成所述银反射层的银粉原料优选为球状或片状，并且粒径范围可以为0.01～20μm。所述银粉原料的振实密度可以大于2g/cm3。根据本技术的另一实施例，提供了一种激光荧光转换型光源。所述激光荧光转换型光源包括上述波长转换装置以及用作所述波长转换装置的入射光源的激光装置。本技术通过在氮化铝基板层与银反射层之间设置粘接层，解决了银反射层与氮化铝基板粘接性能差的问题。另外，本技术的波长转换装置和激光荧光转换型光源具有银反射层的高反射率和氮化铝基板的高导热率，且银反射层的高导热率进一步提高了导热散热效果。因此，根据本技术的波长转换装置和激光荧光转换型光源能够具有较高的反射率、热导率和长期稳定性。附图说明图1是示意了根据本技术的一个实施方式的波长转换装置的横截面图。图2是示意了根据本技术的另一实施方式的波长转换装置的横截面图。具体实施方式下面，将参照附图详细说明根据本技术的波长转换装置。图1是示出了根据本技术的波长转换装置的一个实施方式的示意性截面图。如图1所示，与现有技术中的三层堆叠结构不同，根据本技术的一个实施方式的波长转换装置具有四层堆叠结构，即从下到上依次堆叠的氮化铝基板层4、粘接层3、银反射层2和荧光层1。氮化铝基板层4是具有高导热率的氮化铝陶瓷基板，其厚度为1～1000μm。银反射层2用于反射从荧光层1中出射的光束，并且至少是由银粉和有机载体混合成银浆料并经过烧结而形成的。例如，银反射层还可以是由银粉、有机载体和玻璃粉混合成银浆料并经过烧结而形成的。银反射层2具有银颗粒的密堆积结构。这里，应当理解的是，当由银浆烧结形成的银反射层的密度达到了10g/cm3以上时，即可被称为银颗粒的“密堆积结构”。有机载体可以是已知的任意合适的有机载体，例如，可以是乙基纤维素、松油醇、丁基卡比醇、丁基卡比醇酯混合溶解的有机载体。银反射层2的厚度范围为1～100μm，优选为2～50μm，更加优选为5～30μm。在银反射层厚度小于1μm情况下，银浆工艺不容易控制；在银反射层厚度大于100μm情况下，不利于获得致密平整的银反射层表面。原料银粉的粒径范围是0.01～20μm，粒径小于0.01μm的银粉不容易分散，粒径大于20μm的银粉制备的银浆表面平整度不容易控制，并且粒径越大的银粉越不容易在氮化铝基板表面上烧结致密，附着力越差。原料银粉优选为球形或者片状，这两种形状颗粒有利于形成银粉密堆积结构，使得银反射层更致密。原料银粉的振实密度大于2g/cm3，优选大于4g/cm3，更优选大于6g/cm3。荧光层1是由荧光粉、玻璃粉和有机载体混合烧结形成。荧光粉优选具有石榴石结构的Lu3Al5O12:Ce3+、Y3Al5O12:Ce3+等黄色和绿色荧光粉。玻璃粉优选具有高热稳定性的硼硅酸盐无铅玻璃粉。荧光层1的厚度范围优选为10～1000μm。荧光层1在激发光的激发下发出预定颜色的受激光。粘接层3设置于氮化铝基板层4与银反射层2之间，粘接层3与氮化铝基板层4和银反射层2均能够牢固地粘接。例如，粘接层3可以是氧化铝层。可以采用已知的任意适合的方式在氮化铝基板4上形成这样的氧化铝层。例如，粘接层3可以是通过加热氮化铝基板层4使其表面氧化而获得的氧化铝层。或者，粘接层3可以是采用物理镀膜工艺形成在氮化铝基板4表面上的氧化铝膜，这里所述的物理镀膜工艺包括但不限于真空蒸镀和磁控溅镀。由氧化铝形成的粘接层3的厚度范围可以是0.01～30μm，优选为0.1～20μm，更进一步优选为0.5～10μm。在上述厚度范围内，能够在满足便利地实施制造工艺的前提下，确保氧化铝层具有低的热阻。可替代地，粘接层3也可以为玻璃粘接层。玻璃粘接层中含有玻璃粉和有机载体。玻璃粘接层中的有机载体可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波长转换装置，包括依次堆叠的基板层(4)、银反射层(2)和荧光层(1)，所述银反射层(2)用于反射从所述荧光层(1)中出射的光束，其特征在于，所述基板层(4)为氮化铝基板，并且所述波长转换装置还包括：粘接层(3)，所述粘接层(3)设置在所述基板层(4)与所述银反射层(2)之间，并且所述粘接层(3)牢固地粘接至所述基板层(4)和所述银反射层(2)。

【技术特征摘要】
1.一种波长转换装置，包括依次堆叠的基板层(4)、银反射层(2)和荧光层(1)，所述银反射层(2)用于反射从所述荧光层(1)中出射的光束，其特征在于，所述基板层(4)为氮化铝基板，并且所述波长转换装置还包括：粘接层(3)，所述粘接层(3)设置在所述基板层(4)与所述银反射层(2)之间，并且所述粘接层(3)牢固地粘接至所述基板层(4)和所述银反射层(2)。2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述荧光层(1)包裹所述银反射层(2)的上表面和侧壁，使得所述银反射层(2)被所述荧光层(1)和所述粘接层(3)密封。3.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述粘接层(3)是玻璃粘接层。4.根据权利要求3所述的波长转换装置，其特征在于，所述玻璃粘接层的厚度为0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：田梓峰，许颜正，
申请(专利权)人：深圳市光峰光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44