波长转换装置及其制备方法、激光荧光转换型光源制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种波长转换装置及其制备方法、激光荧光转换型光源，所述波长转换装置包括依次堆叠的氧化铝基板层、银反射层和发光玻璃层，所述银反射层反射从所述发光玻璃层中出射的光，所述波长转换装置还包括：玻璃保护层，所述玻璃保护层设置在所述银反射层与所述发光玻璃层之间，并且所述玻璃保护层中的玻璃的折射率低于所述发光玻璃层中的玻璃的折射率，且不会与银发生变色反应。本发明专利技术通过设置有用于隔离银反射层和发光玻璃层的玻璃保护层，能够进一步的提升反射效果和发光亮度，避免了银反射层与发光玻璃层发生变色反应，能够实现较高的发光效率和发光饱和度。

Wavelength Conversion Device, Preparation Method and Laser Fluorescence Conversion Light Source

The invention discloses a wavelength conversion device, a preparation method and a laser fluorescence conversion light source. The wavelength conversion device comprises a successively stacked aluminum oxide substrate layer, a silver reflecting layer and a luminescent glass layer. The silver reflecting layer reflects light emitted from the luminescent glass layer. The wavelength conversion device also comprises a glass: The glass protective layer is arranged between the silver reflective layer and the luminescent glass layer, and the refractive index of the glass in the glass protective layer is lower than that of the glass in the luminescent glass layer, and does not change color with silver. By installing a glass protective layer for isolating the silver reflective layer and the luminous glass layer, the invention can further improve the reflection effect and luminous brightness, avoid the discoloration reaction between the silver reflective layer and the luminous glass layer, and achieve higher luminous efficiency and luminous saturation.

【技术实现步骤摘要】
波长转换装置及其制备方法、激光荧光转换型光源
本专利技术涉及光学能源领域，尤其涉及一种波长转换装置及其制备方法、激光荧光转换型光源。
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，其可靠性、发光效率、发光亮度等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可靠性、发光效率、发光亮度等性能的要求也不断提高。当高功率激光器发出的激光照射波长转换装置时，波长转换装置的发光层吸收激发光并转换成受激光，发光层温度很快升高且热量迅速增加，反射层一方面对发光层出射的受激光进行反射，另一方面起到导热的作用，将发光层的热量传递到基板层进行散热，由于发光层的发光效率与温度呈反比，因此需要反射层不仅要具有较高的、反射率，还要有较高导热率和较低的热阻。在现有技术中，波长转换装置主要通过改进反射层的结构来解决上述问题，具体地，主要采用两种类型的反射层：一种是漫反射层；另一种是金属(例如，银、铝)反射层。漫反射层全部由无机材料组成，耐热性较高，使得波长转换装置能够承受大功率激发光，但是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，造成热阻较高，从而不利于波长转换装置发光层热量向导热基板的传递，造成发光亮度下降，热稳定性低，虽然可以通过减薄漫反射层的厚度来降低热阻，但是会降低其反射率，因此，漫反射层在原理上无法同时保证较高的导热性和反射率。金属反射层由银粉与发光层共烧形成。为了保证光饱和度，发光层通常选用折射率较高的玻璃粉，而这类玻璃粉通常含有Cu2+，Sn2+，Sb2+，Co2+等重金属离子，容易与金属反射层中的银发生变色反应，导致光饱和度降低。现有技术中有针对这一问题采用银粉、玻璃粉和有机载体混合烧结形成金属玻璃反射层，虽然一定程度上可以缓解银与发光层玻璃直接发生变色反应，但并不能完全阻止变色反应的发生，并且该结构的反射层由于含有玻璃结构而使其反射率达不到纯金属反射的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种波长转换装置及其制备方法、激光荧光转换型光源，通过设置有用于隔离银反射层和发光玻璃层的玻璃保护层，能够进一步的提升反射效果和发光亮度，避免了银反射层与发光玻璃层发生变色反应，实现较高的发光效率和发光饱和度。此外，由于银反射层与外界的空气和水分完全隔离，本专利技术的波长转换装置和激光荧光转换型光源具有更高的长期可靠性。本专利技术所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：根据本专利技术的实施例，提出了一种波长转换装置，其包括依次堆叠的氧化铝基板层、银反射层和发光玻璃层，所述银反射层反射从所述发光玻璃层中出射的光。所述波长转换装置还包括玻璃保护层。所述玻璃保护层设置在所述银反射层与所述发光玻璃层之间，并且所述玻璃保护层中的玻璃的折射率低于所述发光玻璃层中的玻璃的折射率，且不会与银发生变色反应。优选地，所述玻璃保护层被形成为包裹所述银反射层的上表面和侧壁。可替代地，所述发光玻璃层被形成为包裹所述玻璃保护层的上表面以及所述玻璃保护层和所述银反射层的侧壁。所述银反射层可以具有不含玻璃粉的银颗粒密堆积结构，其厚度范围可以为1～100μm。优选地，用于形成所述银反射层的原料银粉是球状银粉或片状银粉。所述原料银粉的粒径范围为0.01～20μm。所述玻璃保护层中的玻璃的折射率低于1.6，优选低于1.5。所述玻璃保护层的厚度范围为1～100μm，优选为1～30μm。所述发光玻璃层中的玻璃的折射率高于1.5，优选高于1.6。所述发光玻璃层中的玻璃优选是硼硅酸盐无铅玻璃。所述发光玻璃层的厚度范围为10～1000μm。所述氧化铝基板层优选是蓝宝石基板。为了降低玻璃熔融液的高温流动性，破坏玻璃的光导作用，使得对银反射层的反射率影响较小，所述玻璃保护层由第二玻璃粉、散射粒子和有机载体混合成玻璃浆料烧结形成；其中，所述散射粒子由氧化铝、氧化钛、氧化钇、硫酸钡中一种或者多种组成。其中，所述玻璃保护层的厚度为1μm～30μm，优选为5μm～20μm。所述散射粒子和第二玻璃粉均为球状，所述散射粒子的粒径为0.2μm～0.5μm。为了减小玻璃保护层对银反射层的反射率影响，所述散射粒子与所述玻璃保护层的重量比小于等于5％。根据本专利技术的实施例，还提出了一种激光荧光转换型光源，其包括上述波长转换装置和作为所述波长转换装置的入射光源的激光装置。本专利技术还提供一种波长转换装置的制备方法，所述方法包括：S1：在氧化铝基板上涂覆包括银粉和有机载体的混合浆料，静置后，在60℃～150℃下预烘干，然后在500℃～1000℃下烧结形成银反射层；S2：在银反射层上涂覆包括第二玻璃粉、散射粒子和有机载体的混合玻璃浆料，在60℃～150℃下预烘干，然后在500℃～1000℃下烧结形成玻璃保护层；S3：在玻璃保护层上涂覆包括荧光粉、第一玻璃粉、有机载体的混合玻璃浆料，在60℃～150℃下预烘干，然后在500℃～1000℃下烧结形成波长转换装置。其中，静置的时间为20min，预烘干的时间为20min，烧结的时间为10min～60min。所述第二玻璃粉的软化温度不低于所述第一玻璃粉的软化温度。为了优化工艺，本专利技术还提供另一种波长转换装置的制备方法，所述方法包括：S10：在氧化铝基板上涂覆包括银粉和有机载体的混合浆料，静置后，在60℃～150℃下预烘干，形成银反射坯层；S20：在所述银反射坯层上涂覆包括第二玻璃粉、散射粒子和有机载体的混合玻璃浆料，在60℃～150℃下预烘干，形成玻璃保护坯层；S30：在所述玻璃保护坯层上涂覆包括荧光粉、第一玻璃粉、有机载体的混合玻璃浆料，在60℃～150℃下预烘干，然后在500℃～1000℃下共同烧结形成波长转换装置。所述第二玻璃粉的软化温度与所述第一玻璃粉的软化温度相同或相近。本专利技术由于设置有用于隔离银反射层和发光玻璃层的玻璃保护层，能够进一步的提升反射效果和发光亮度，避免了银反射层与发光玻璃层发生变色反应，实现较高的发光效率和发光饱和度。此外，由于银反射层与外界的空气和水分完全隔离，本专利技术的波长转换装置和激光荧光转换型光源具有更高的长期可靠性。下面结合附图和具体实施例，对本专利技术的技术方案进行详细地说明。附图说明图1为本专利技术波长转换装置一实施例的横截面图；图2为本专利技术波长转换装置另一实施例的横截面图；图3为本专利技术波长转换装置另一实施例的变型例的横截面图。具体实施方式图1为本专利技术波长转换装置一实施例的横截面图。如图1所示，与现有技术中的三层堆叠结构不同，本专利技术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氧化铝基板层4、银反射层3、玻璃保护层2和含有荧光粉的发光玻璃层1。氧化铝基板层4可以是氧化铝陶瓷，也可以是氧化铝单晶(即，蓝宝石基板)。蓝宝石基板热导率优于氧化铝陶瓷基板，且致密度高，与烧结形成的银反射层3的粘接性能更好。氧化铝基板层4的厚度为10μm～3000μm。银反射层3用于反射从发光玻璃层1中出射的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波长转换装置，包括依次堆叠的氧化铝基板层(4)、银反射层(3)和发光玻璃层(1)，所述银反射层(3)反射从所述发光玻璃层(1)中出射的光，其特征在于，所述波长转换装置还包括：玻璃保护层(2)，所述玻璃保护层(2)设置在所述银反射层(3)与所述发光玻璃层(1)之间，并且所述玻璃保护层(2)中的玻璃的折射率(ND2)低于所述发光玻璃层(1)中的玻璃的折射率(ND1)，且不会与银发生变色反应。

【技术特征摘要】
2017.05.12 CN 20172052498801.一种波长转换装置，包括依次堆叠的氧化铝基板层(4)、银反射层(3)和发光玻璃层(1)，所述银反射层(3)反射从所述发光玻璃层(1)中出射的光，其特征在于，所述波长转换装置还包括：玻璃保护层(2)，所述玻璃保护层(2)设置在所述银反射层(3)与所述发光玻璃层(1)之间，并且所述玻璃保护层(2)中的玻璃的折射率(ND2)低于所述发光玻璃层(1)中的玻璃的折射率(ND1)，且不会与银发生变色反应。2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述玻璃保护层(2)被形成为包裹所述银反射层(3)的上表面和侧壁，或者所述发光玻璃层(1)被形成为包裹所述玻璃保护层(2)的上表面以及所述玻璃保护层(2)和所述银反射层(3)的侧壁。3.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述银反射层(3)具有不含玻璃粉的银颗粒密堆积结构。4.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述玻璃保护层(2)中的玻璃的折射率(ND2)低于1.6。5.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述玻璃保护层(2)中的玻璃的折射率(ND2)低于1.5。6.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述发光玻璃层(1)中的玻璃的折射率(ND1)高于1.5。7.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述发光玻璃层(1)中的玻璃的折射率(ND1)高于1.6。8.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述银反射层(3)的厚度范围为1μm～100μm。9.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述银反射层(3)的原料银粉是球状银粉或片状银粉。10.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述玻璃保护层(2)由第二玻璃粉、散射粒子和有机载体混合成玻璃浆料烧结形成；其中，所述散射粒子由氧化铝、氧化钛、氧化钇、硫酸钡中一种或者多种组成。11.根据权利要求10所述的波长转换装置，...

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