一种基于上转换粒子的光纤照明系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于上转换粒子的光纤照明系统，属于照明技术领域。系统包括按照激光光源模块，耦合模块，传输光纤，终端附件，所述激光光源模块用于提供泵浦光，所述耦合模块用于将泵浦光耦合进传输光纤，所述终端附件包括基板和上转换粒子。本实用新型专利技术将上转换粒子与光纤照明技术进行了有机结合，克服了光纤照明损耗过大的问题，大幅度提高传输效率，节约成本，提高了产品档次。

An optical fiber lighting system based on up conversion particles

【技术实现步骤摘要】
一种基于上转换粒子的光纤照明系统
本技术涉及照明
，特别是涉及一种基于上转换粒子的光纤照明系统。
技术介绍
光纤照明作为一种特殊的传导光的形式，具有其他照明方式不可替代的优势：实现了光电分离，不存在漏电危险，可以安全地用在水下或泳池边等场所，在具有火险、爆炸性气体的场所，它也是一个安全的照明方式。在博物馆等古文物照明中，可以免除光线中的红外线和紫外线对展品的损伤，使用寿命长。光纤传导照明具有广阔的市场应用前景，在目前是一个比较新兴的领域。但是目前光纤照明存在最大的问题就是传输效率不高，普通的可见光在光纤中传输时损耗较大，不能进行长距离传输，而且相对于近红外的激光系统价格会更高，成本会更高。另一方面，现在主要是荧光粉激发的光纤照明方式，传输损耗高，而近年来上转换粒子的研究使用越来越广泛，它可以实现频率低的光激发出较高频率的激光，转换效率也在研究中不断提高。本技术考虑应用近红外光源和上转换粒子到光纤照明系统中，实现低损耗长距离低成本的光纤照明。
技术实现思路
基于此，本技术提供一种基于上转换粒子的光纤照明系统，能够提高光的传输效率，大大提高传输距离，成本较低。本技术提供一种基于上转换粒子的光纤照明系统。所述包括：激光光源模块，耦合模块，传输光纤，终端附件，所述激光光源模块用于提供泵浦光，所述耦合模块用于将泵浦光耦合进传输光纤，所述终端附件与传输光纤连接，包括基板和上转换粒子。在一种可选的实施方式中，所述激光光源模块为近红外波长范围的泵浦激光器。在一种可选的实施方式中，所述激光光源模块优选为980nmInGaAs二极管激光系统。在一种可选的实施方式中，所述耦合模块为分立元件组合型或全光纤型反射式或平面光波导耦合器，所述激光光源模块出射激光通过所述耦合模块耦合入所述传输光纤。在一种可选的实施方式中，所述传输光纤为普通玻璃光纤或塑料光纤或微结构光纤。在一种可选的实施方式中，所述终端附件以瓶盖形状接在光纤尾端连接在一种可选的实施方式中，所述上转换粒子分散涂在所述基板上，用于将来自于所述激光光源模块的近红外光转换成可见光。在一种可选的实施方式中，所述基板为微纳结构的增强芯片，用于提高所述上转换粒子的转换效率。在一种可选的实施方式中，所述基板呈抛物面状或平面状或两者结合的自由曲面相比于现有技术，本技术提供的光纤照明系统形式新颖，技术成熟，结合上转换纳米粒子的独特性，将来自于近红外激光系统的光转换为可以照明使用的可见光，传输过程中损耗很低，再通过增强芯片提高上转换纳米粒子的转换效率，可以实现低损耗长距离低成本的光纤照明。附图说明图1为本技术一实施方式的光线照明系统的结构示意图图2为本技术一实施方式的终端附件的示意图图3为上转换粒子发光光谱图实例图具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。需要说明的是，当元件被称与另一个元件“连接”或元件被称为“连接至”另一个元件时，它可以直接与另一个元件连接或者也可以存在居中的元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。请参阅图1，1是激光光源模块，2是耦合模块，3是传输光纤，4是终端附件，5是基板，6是上转换粒子。本技术按照光路依次连接激光光源模块1，耦合模块2，传输光纤3，终端附件4，所述终端附件4包括基板5和上转换粒子6。所述激光光源模块1用于提供泵浦光通过耦合模块2耦合进传输光纤3，经过所述传输光纤3的近红外光入射到所述终端附件4内表面上，通过上转换粒子6会激发出可以用于照明的可见光。所述激光光源模块1选择近红外波长范围的泵浦激光器，在本实施例中选择980nm的InGaAs二极管激光系统。在其他实施例中也可以选择808nm，915nm等近红外波长的激光光源。所述耦合模块2用于将所述激光光源模块2出射的激光耦合进所述传输光纤3，可选择为分立元件组合型或全光纤型反射式或平面光波导耦合器。所述传输光纤3为普通玻璃光纤或塑料光纤，不需要特别的照明光纤。在本实施例中，优选为空芯微结构光纤，通过构建包层结构在空气纤芯中实现近红外光超低传输损耗的导光。所述终端附件4以瓶盖形状接在光纤尾端连接。所述上转换粒子6分散涂在所述基板5上，用于将来自于所述激光光源模块的近红外光转换成可见光。在本实施例中所述上转换粒子6优选为NaYF4:Yb/Er，受到来自于传输光纤3的近红外光可以激发出红绿光，发光的基本过程是一个离子从基态通过连续多光子吸收到达能量较高的激发态的过程,首先,发光中心处于基态E1上的离子吸收一个能量为的光子，跃迁至中间亚稳态E2能级,若光子的振动能量恰好与E2能级及更高激发态能级E3的能量间隔匹配,那么E2能级上的该离子通过吸收光子能量而跃迁至E3能级，从而形成双光子吸收,若能满足能量匹配的要求,E3能级上的该离子就有可能向更高的激发态能级跃迁从而形成三光子甚至四光子吸收。只要该高能级上粒子数量够多,形成粒子数反转,那么就可以实现较高频率的激光发射,出现上转换发光。出现的光谱图如图3所示。所述基板6为微纳结构的增强芯片，用于提高所述上转换粒子的转换效率，在本实施例中芯片由硅簇的周期性晶格组成，每个单个硅圆柱体都充当电介质谐振器，同时支持电偶极(ED)模式和磁偶极(MD)模式，增强芯片的电和磁偶极子共振，可以分别增强UCNPs的局部激发场和量子效率。在本实施例中所述基板6呈抛物面状或平面状或两者结合的自由曲面，增强芯片可充当天线阵列，可修改上转换粒子的辐射方向，因此可以更有效地收集发射。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于上转换粒子的光纤照明系统，其特征在于，包括：激光光源模块，耦合模块，传输光纤，终端附件，所述激光光源模块用于提供泵浦光，所述耦合模块用于将泵浦光耦合进传输光纤，所述终端附件与传输光纤连接，包括基板和上转换粒子。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于上转换粒子的光纤照明系统，其特征在于，包括：激光光源模块，耦合模块，传输光纤，终端附件，所述激光光源模块用于提供泵浦光，所述耦合模块用于将泵浦光耦合进传输光纤，所述终端附件与传输光纤连接，包括基板和上转换粒子。


2.根据权利要求1所述的一种基于上转换粒子的光纤照明系统，其特征在于：所述激光光源模块为近红外波长范围的泵浦激光器。


3.根据权利要求1所述的一种基于上转换粒子的光纤照明系统，其特征在于：所述耦合模块为分立元件组合型或全光纤型反射式或平面光波导耦合器，所述激光光源模块出射激光通过所述耦合模块耦合入所述传输光纤。


4.根据权利要求1所述的一种基于上转换粒子的光纤照明系统，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何赛灵，谢柳佳，
申请(专利权)人：亘冠智能技术杭州有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33