荧光导光板和太阳能泵浦激光器制造技术

本公开提供一种荧光导光板和太阳能泵浦激光器。所述荧光导光板包括第一表面、第二表面、连接第一表面的周边和第二表面的周边的边缘表面以及叠置在第一表面上的二向色镜。荧光材料分散在以下至少一处：由第一表面、第二表面和边缘表面限定的空间的内部、第一表面上或者第二表面上。所述荧光导光板具有由折射率比外部高的材料制成的板状结构。所述荧光导光板配置为使得当照射光从第一表面入射时，从荧光材料发出的荧光从边缘表面射出。由二向色镜反射的垂直入射光束的反射光波长带处于比荧光材料的荧光波长带的峰值波长长的波长的范围内。内。内。

【技术实现步骤摘要】
荧光导光板和太阳能泵浦激光器


[0001]本专利技术涉及一种荧光导光板和太阳能泵浦激光器。

技术介绍

[0002]作为应对全球变暖问题或者其他环境问题的对策之一，为了使用太阳能，已经提出了收集太阳光的各种结构。例如，日本未审查专利申请公开第2017
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168662号(JP2017
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168662A)、日本未审查专利申请公开第2018
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018981号(JP2018
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018981A)和日本未审查专利申请公开第2020
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065027号(JP2020
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065027A)提出了一种新的太阳能泵浦激光器的结构，其使用不具有透镜或太阳光追踪机构的聚光机构。在包括这种新的聚光机构的太阳能泵浦激光器10中，如图6A示意性地示出的，包括光纤3a的光纤部3卷绕在荧光导光板1的边缘表面2c上，在荧光导光板1中荧光材料FM分散在由折射率比外部高的材料制成的板构件中。荧光材料FM吸收太阳光SL并且发出荧光FL。从荧光材料FM发出的荧光FL是激光介质的灵敏度相对高的波长带中的光。光纤3a包括：分散有激光介质的芯部(在图6D中由3c表示)；由荧光穿过的材料制成的包层部(在图6D中由3b表示)；将光实质上全部反射在光纤3a的一个端面上的反射器(在图6B中由5表示)；以及在光纤3a的另一个端面上从激光介质发出的光的一部分穿过的反射器(图6B中由4表示)。在太阳光泵浦激光器10的结构中，荧光导光板1行使收集太阳光的功能。太阳光泵浦激光器10配置如下。当太阳光SL从荧光导光板1的一个面2a进入时，从荧光材料FM发出的荧光FL在边缘表面2c处被收集并被射出，并且射出的荧光FL穿过光纤3a的包层部3b并到达芯部3c。激光介质由已经到达芯部3c的荧光FL激发，结果是发生激光振荡。利用上述结构，有利的是不需要体积大的部件，例如聚光透镜和用于追踪太阳的位置的机构，或者调节聚光透镜的焦点位置的机构。作为使用因此构造的荧光导光板的示例，日本未审查专利申请公开第2015
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201464号(JP2015
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201464A)描述了一种结构，其中多个反射层设置在荧光导光板的边缘表面的周围，以将由于已经从荧光导光板的一个表面进入的太阳光引起的荧光导光板内部的荧光材料的激发而产生的荧光传播到布置在荧光导光板的边缘表面上的太阳能电池。

技术实现思路

[0003]在荧光导光板中，在进一步有效地收集荧光方面存在改进的空间。
[0004]像在JP2017
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168662A、JP2018
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018981A和JP2020
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065027A中描述的太阳能泵浦激光器中使用的荧光导光板的情况那样，本专利技术提供了一种用于收集光的荧光导光板，其配置为进一步有效地集中施加至荧光导光板的光的能量。
[0005]本专利技术还提供一种荧光导光板，像上述的荧光导光板的情况那样，其中，二向色镜叠置在用于照射光的接收表面上，并且二向色镜的反射光波长带配置为能够将照射光尽可能多地穿过进入到板中并且通过在板中尽可能多地捕获荧光来集中光的能量。
[0006]本专利技术进一步提供一种使用上述荧光导光板的太阳能泵浦激光器。
[0007]本专利技术的第一方案提供了一种荧光导光板。所述荧光导光板包括第一表面、第二
表面、连接所述第一表面的周边和所述第二表面的周边的边缘表面以及叠置在所述第一表面上的二向色镜。吸收施加到所述第一表面的照射光以发出荧光的荧光材料分散在以下至少一处：由所述第一表面、所述第二表面和所述边缘表面限定的空间的内部、所述第一表面上或所述第二表面上。所述荧光导光板具有由折射率比外部高的材料制成的板状结构。所述荧光导光板配置为使得当所述照射光从所述第一表面进入时，从所述荧光材料发出的荧光从所述边缘表面射出。由所述二向色镜反射的垂直入射光束的反射光波长带处于比所述荧光材料的荧光波长带的峰值波长长的波长的范围内。
[0008]本专利技术的第二方案提供了一种太阳能泵浦激光器。所述太阳能泵浦激光器包括：第一方案的荧光导光板，以及沿着所述第一表面和所述第二表面的周向卷绕在所述荧光导光板的所述边缘表面上的光纤。所述光纤包括：芯部，激光介质分散在所述芯部中；包层部，所述包层部的表面和内部由使所述荧光穿过的材料制成，并且所述包层部具有比所述芯部低的折射率；第一反射器，其配置为在所述光纤的一个端面上反射从所述激光介质发出的所有光，以及第二反射器，其配置为在所述光纤的另一端面上使从所述激光介质发出的一部分光穿过，并且反射剩余部分的所述光。所述光纤配置为使得从所述荧光导光板的所述边缘表面射出的所述荧光穿过所述包层部的所述表面并且到达所述芯部，激光由于所述荧光引起的所述激光介质的激发而发生，并且所述激光从所述光纤的所述另一端面射出。
[0009]根据本专利技术的方案，能够进一步有效地将施加到荧光导光板的光的能量集中在边缘表面。还预期进一步有利地使用太阳光。通过将本专利技术的方案的荧光导光板的结构用于被照射光(如太阳光)激发的光泵浦激光器，预期实现更容易的激光振荡以及将要被作为激光提取的能量的增加。
附图说明
[0010]下面将参考附图描述本专利技术的示范性实施例的特征、优点、和技术和工业重要性，在附图中相同的标号表示相同的元件，其中：
[0011]图1A是根据本专利技术的实施例的荧光导光板的示意性立体图；
[0012]图1B是图1A中示出的荧光导光板的示意性截面图；
[0013]图2示出了太阳光谱Is、荧光材料的吸收光谱Af以及荧光光谱If；
[0014]图3示出了DM的针对光的波长的反射率的变化(模拟结果)，其中顶部的图示出了DM的两侧是空气的情况，底部的图示出了DM的入口侧是折射率为1.47的基材并且出口侧是空气的情况，10
°
、20
°
、30
°
和40
°
分别表示进入DM的光束的入射角，并且If是典型使用的荧光材料的荧光光谱；
[0015]图4是在荧光导光板中示意性示出了从板的外部进入的照射光SL和将从荧光材料FM发出的荧光FL的光路的图；
[0016]图5示出了荧光材料的荧光光谱与叠置在根据本专利技术的实施例的荧光导光板的照射光的接收表面上的DM的反射率的波长特性之间的关系；
[0017]图6A是使用根据本专利技术的实施例的荧光导光板的太阳能泵浦激光器的示意性立体图；
[0018]图6B是太阳能泵浦激光器的示意性平面图；
[0019]图6C是太阳能泵浦激光器的示意性截面图；以及
[0020]图6D是根据实施例的太阳能泵浦激光器的光纤的示意性截面图。
具体实施方式
[0021]首先，将描述本专利技术的概述。
[0022]在用于在图6A中所示的太阳能泵浦激光器10等中收集光的荧光导光板中，分散在板中的荧光材料被从该板的表面进入该板的光激发。从激发的荧光材料发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光导光板，其特征在于包括：第一表面；第二表面；边缘表面，其连接所述第一表面的周边与所述第二表面的周边；以及二向色镜，其叠置在所述第一表面上，其中：吸收施加到所述第一表面的照射光以发出荧光的荧光材料分散在以下至少一处：由所述第一表面、所述第二表面和所述边缘表面限定的空间的内部、所述第一表面上或者所述第二表面上；所述荧光导光板具有由折射率比外部高的材料制成的板状结构；所述荧光导光板配置为使得当所述照射光从所述第一表面进入时，从所述荧光材料发出的所述荧光从所述边缘表面射出；并且由所述二向色镜反射的垂直入射光束的反射光波长带处于比所述荧光材料的荧光波长带的峰值波长长的波长的范围内。2.根据权利要求1所述的荧光导光板，其特征在于，由所述二向色镜反射的第一光束的反射光波长带与所述荧光材料的所述荧光波长带重叠，所述第一光束是在从所述荧光导光板的内部朝向所述第一表面的方向上入射角大于第一预定角的光束。3.根据权利要求2所述的荧光导光板，其特征在于，由所述二向色镜反射的所述第一光束的所述反射光波长带包括所述荧光材料的所述荧光波长带。4.根据权利要求1至3...

【专利技术属性】
技术研发人员：增田泰造，远藤雅守，
申请(专利权)人：学校法人东海大学，
类型：发明
国别省市：