一种无人机激光照明光源制造技术

本发明专利技术公开了一种无人机激光照明光源，包括蓝光激光器、荧光陶瓷、导热板、电动伸缩装置、透镜；其中蓝光激光器、荧光陶瓷及透镜沿直线依次布置，导热板包覆蓝光激光器和荧光陶瓷，蓝光激光器和荧光陶瓷通过导热板固定和散热，两者为透射式封装结构，蓝光激光器用于发射蓝光激光，荧光陶瓷经部分蓝光激发后产生黄光，黄光与未激发的部分蓝光混合形成白光，电动伸缩装置设置在导热板与透镜之间，用于控制透镜与荧光陶瓷之间的距离，透镜用于准直或发散白光。本发明专利技术采用激光白光光源一体化封装方案取代现有多个LED灯具组合的技术方案，显著降低无人机整机质量；通过控制电动伸缩装置便可实现光束的发散和准直，方便无人机开展夜间精准探测。精准探测。精准探测。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机激光照明光源


[0001]本专利技术涉及无人机照明领域，具体涉及一种无人机激光照明光源。

技术介绍

[0002]随着无人机技术的发展与推广，无人机已被广泛应用于航拍、农业、林业、测绘、军工等领域。随着科学技术的飞速发展，无人机高空照明装置也得到了技术改进。机载探照灯的首要要求是重量小。现有的探照灯光源有8个(或4个)发光灯具以满足180度照明。然而，单科光源重量较大(500g～1000g)，整机光源就4000～8000g，影响无人机起飞能力。
[0003]一般的，照明灯具放置在无人机螺旋桨下方的无人机机臂上，无人机启动螺旋桨时产生的强大气流，直接对发光灯具整体散热，迅速将灯具产生的热量排到空气中，对于散热器的需求不是特别显著。在此基础上，单科LED灯具的光通量一般只能达到3000lm。为达到总光通量约20000lm，照射距离300～500m，无人机一般安装4颗或8颗LED灯具。由此来看，当前的无人机光源都只能通过增加灯具的数量来实现更高的亮度，这毫不疑问增加了无人机整机的重量。因此，为追求更低重量，降低无人机起飞难度、追求更高亮度，提高照射距离，小型化、轻质化、高亮度的激光光源必将成为未来无人机光源的首选。
[0004]激光照明，指的是以“蓝光半导体激光器(Laser diode,LD)+荧光转换材料”为技术方案的一种新型照明技术。采用激光照明光源作为无人机光源将大大降低整机重量和提高照明亮度。蓝光激光模组性价比的提升和价格的降低，如NUMB08，将显著降低激光光源的价格，对“蓝光激发荧光材料合成白光光源”技术方案的需求将迎来新的爆发。
[0005]荧光转换材料中，荧光陶瓷具有更高的热导率、更高的发光效率、耐高温，从而可制作成更小尺寸来胜任无人机光源中的光转换材料。其主要有两种实施方式：
①
复相荧光陶瓷(将蓝光打散，提高光的均匀性)。
②
透明荧光陶瓷棒(端面出光光学拓展量小，亮度更高)。荧光陶瓷的封装形式一般直接贴合在LED芯片上。这种方式会导致空气层的产生，使其热量不能及时通过LED芯片导走，严重影响荧光陶瓷发光和光源亮度。
[0006]除此之外，当前的无人机照明光源，无法对光束进行聚焦，在探测过程中只能降低飞行高度来实现更高亮度方便摄像和观察，操作过程复杂。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种无人机激光照明光源，该光源既能显著降低无人机整机质量，而且能实现光束的发散和准直。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种无人机激光照明光源，包括蓝光激光器、荧光陶瓷、导热板、电动伸缩装置、透镜；其中，所述蓝光激光器、所述荧光陶瓷及所述透镜沿直线依次布置，所述导热板包覆所述蓝光激光器和荧光陶瓷，蓝光激光器和荧光陶瓷通过导热板固定和散热，两者为透射式封装结构，所述蓝光激光器用于发射蓝光激光，所述荧光陶瓷经部分蓝光激发后产生黄光，黄光与未激发的部分蓝光混合形成白光，所述电动伸缩装置设置在导热板与透镜之间，用于控制透镜与荧光陶瓷之间的距离，所述透
镜用于准直或发散白光。
[0009]优选的，所述蓝光激光器的输出波长为450nm，蓝光输出功率为20.0～30.0W。
[0010]优选的，所述导热板由铝合金或氮化铝陶瓷制成。
[0011]优选的，所述荧光陶瓷为圆片或圆棒；荧光陶瓷片为YAG/LuAG复合陶瓷、YAG/Al2O3复相陶瓷中的一种，厚度0.4～1.0mm，直径10.0～20.0mm；荧光陶瓷棒为Ce:YAG、LuAG中的一种，直径2.0～20.0mm，长度为10.0～100.0mm。
[0012]优选的，所述荧光陶瓷与导热板通过回流焊进行固定；使用的焊接材料为Au、Sn、Au
‑
Sn中的一种，助焊剂为氯化锌、氯化氨、松香中的一种，助焊剂的使用量为1.5～3.0wt.％；回流焊的温度为150～250℃。
[0013]优选的，所述电动伸缩装置调节高度为0～100.0mm。
[0014]优选的，所述透镜为菲尼尔透镜，直径20.0～100.0mm，焦距为20.0～100.0mm。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0016]1.本专利技术提出了激光白光光源一体化封装方案取代现有多个LED灯具组合的技术方案，显著降低无人机整机质量。
[0017]①
本专利技术的光源发光效率高，散热元件的尺寸更小；发光面积小，光学元件，例如透镜/菲涅尔透镜尺寸更小；两者进一步缩减探照光源的重量。
[0018]②
通过焊接工艺取代传统荧光陶瓷直接贴合芯片的方式，提高了荧光陶瓷散热性能，运行温度更低。
[0019]2.在控制方式上，本专利提供了一种“一体化光源”的激发方式，降低对多个LED灯具的控制难度，提升光源的控制精度和响应速度。
[0020]3.相比现有的LED无人机探照灯，本专利技术采用的“蓝光LD+荧光陶瓷”激光光源，即450nm蓝光和555nm黄光，光穿透能力更强，照射距离更远。
[0021]4.现有的无人机照明光源不具备自动调节光束的功能，本专利技术提供的高亮度光源，可通过控制电动伸缩装置，来控制光源与透镜之间的距离，实现光束的发散和准直，方便无人机开展夜间精准探测。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的无人机激光照明光源的结构示意图；
[0023]图中，1、蓝光激光器，2、荧光陶瓷，3、导热板，4、电动伸缩装置，5、透镜。
[0024]图2为本专利技术的系统光路图，其中，电动伸缩装置调节的高度小于透镜焦距。
[0025]图3为本专利技术的系统光路图；其中，电动伸缩装置调节的高度等于透镜焦距。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0027]实施例1
[0028]如图1所示，一种无人机激光照明光源，包括蓝光激光器1、荧光陶瓷2以导热板3、电动伸缩装置4、透镜5；其中，所述蓝光激光器1、所述荧光陶瓷2及所述透镜5沿直线依次布置，所述导热板3包覆所述蓝光激光器1和荧光陶瓷2，蓝光激光器1和荧光陶瓷2通过导热板3固定和散热，两者为透射式封装结构，所述电动伸缩装置4设置在导热板3与透镜5之间。
[0029]为了实现更好的发光效果，本实施例中蓝光激光器1的输出波长为450nm，蓝光输出功率为20.0W；所述导热板3由铝合金制成；所述荧光陶瓷2为YAG/Al2O3复相荧光陶瓷片，厚度0.4mm，直径10.0mm；所述荧光陶瓷2与导热板3通过回流焊进行固定，使用的焊接材料为Au，助焊剂为氯化锌，助焊剂的使用量为1.5wt.％；回流焊的温度为150℃；所述电动伸缩装置4调节高度为0～20.0mm；所述透镜5为菲尼尔透镜，直径20.0mm，焦距为20.0mm。
[0030]所述蓝光激光器1用于发射激光；所述荧光陶瓷2经部分蓝光激发后产生黄光，黄光与未激发的部分蓝光混合形成白光；电动伸缩装置4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机激光照明光源，其特征在于，包括蓝光激光器(1)、荧光陶瓷(2)、导热板(3)、电动伸缩装置(4)、透镜(5)；其中，所述蓝光激光器(1)、所述荧光陶瓷(2)及所述透镜(5)沿直线依次布置，所述导热板(3)包覆所述蓝光激光器(1)和荧光陶瓷，蓝光激光器(1)和荧光陶瓷(2)通过导热板(3)固定和散热，两者为透射式封装结构，所述蓝光激光器(1)用于发射蓝光激光，所述荧光陶瓷(2)经部分蓝光激发后产生黄光，黄光与未激发的部分蓝光混合形成白光，所述电动伸缩装置(4)设置在导热板(3)与透镜(5)之间，用于控制透镜(5)与荧光陶瓷(2)之间的距离，所述透镜(5)用于准直或发散白光。2.根据权利要求1所述的一种无人机激光照明光源，其特征在于，所述蓝光激光器(1)的输出波长为450nm，蓝光输出功率为20.0～30.0W。3.根据权利要求1所述的一种无人机激光照明光源，其特征在于，所述导热板(3)由铝合金或氮化铝陶瓷制成。4.根据权利要求1所述的一种无...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，张乐，康健，贺凌晨，邵岑，邱凡，
申请(专利权)人：新沂市锡沂高新材料产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：