基于光波长转换的光源及其二次激发方法技术

一种基于光波长转换的光源及其二次激发方法，该光源包括提供具有第一峰值波长的激发光的激发光源；第一光波长转换材料，用来吸收激发光并激发具有第二峰值波长的光；尤其是还包括第二光波长转换材料，用来吸收该具有第二峰值波长的光并激发具有第三峰值波长的受激发光。采用第一及第二滤光片来夹置所述第一、第二光波长转换材料，使未被吸收的激发光可被至少一滤光片所反射，而受激发光可透射过滤光片为光源提供出射光，有利于提高光转换的萃取效率。采用本发明专利技术，光源提高光转换效率的同时有效降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及带光波长转换材料的照明装置，尤其涉及所述照明装置的光激发方法及结构。
技术介绍
基于光波长转换来产生白光因具有高效、低成本的优势，已成为现有光源提供白光或单色光的主流技术。现有光波长转换材料包括荧光粉、发光染料或纳米发光材料。以荧光粉为例，美国专利US 5，998，925公开了一种使用YAG荧光粉和蓝色发光体来生成白光的技术方案，其中蓝光发光体用作为激发光源，YAG荧光粉吸收一部分蓝光，所受激发得到的黄光与剩余的蓝光混合生成白光。该方案所实现的白光具有非常高的效率。美国专利或专利申请US6, 685，852 Bi、US6, 294，800 Bl 和 US 6，844，671 中分别提到一种以UV LED(紫外光LED)为激发光源来生成白光的方法。由于紫外光为非可见光， 因此将多种可被紫外光(UV光)激发产生不同受激发光的荧光粉相混合，利用被激发出的不同色光来混合生产白光。该方案所实现的白光具有较高的显色指数，但荧光粉之间的相互吸收制约了光源的发光效率。美国专利US6，469，322B1公开了一种可被UV光激发产生绿光的绿色荧光粉。与此同时，针对发光染料或纳米发光材料的研发也在发展中，各种新材料不断出现。上述现有技术的不足之处在于各种光波长转换材料的光转换效率与激发光相关，例如，率先使用于PDP可被UV光激发产生红(R)、绿(G)、蓝⑶光的现有荧光粉中，除了蓝色荧光粉，例如(Sr，Ba, Ca, Mg) 5 (PO4) 3C1 :Eu可以使用400nm左右的近紫外光来激发外，其余荧光粉都必须使用深紫外光来激发。而现有用来提供激发光的发光体，尤其是固态光源，的发光效率又与发光波长相关例如，根据专业技术网站(光电新闻网)所公开的数据，蓝紫光半导体发光体IrixGai_xN的效率如图1所示，发光的效率峰值所对应的光波长约为 420nm左右，进入深紫外波段后的发光效率则快速下降。对于现有半导体发光源来说，一般近紫外波段390nm 410nm的发光效率最为高效，但此波段的光显然不宜用来激发多数的现有UV荧光粉。虽然近年来已经加快研发可被所述波段近紫外光激发的UV荧光粉，但目前已获知的UV荧光粉(除蓝色荧光粉外)不是激发效率不高，就是荧光粉本身热稳定性不好。而效率和热稳定性俱佳的荧光粉，例如YAG:Ce荧光粉或LuAG = Ce荧光粉，却又不能被近紫外光激发。因此，半导体高效出射光与荧光粉高效吸收光之间的波段不匹配限制了现有白光光源光效率的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足之处，而提出一种光源及方法，来低成本地提高白光或单色光的产生效率。为解决上述技术问题，本专利技术的基本构思为基于现已有可被蓝光高效激发的第一类光波长转换材料，例如YAG荧光粉或LuAG荧光粉，以及可被近紫外光高效激发的第二类光波长转换材料，例如蓝色荧光粉，且所述两类光波长转换材料的光转换作用既高效又稳定；若以该两类光波长转换材料为例并结合之，先使用近紫外光来激发第二类光波长转换材料产生蓝光，再使用该蓝光来激发相应的第一类光波长转换材料产生各种单色光，应可以高效高效获得所要的单色光或若干单色光的混合光。作为实现本专利技术构思的技术方案是，提供一种基于光波长转换的光源，包括提供具有第一峰值波长的激发光的激发光源，吸收该激发光并激发出具有第二峰值波长的光的第一光波长转换材料；尤其是，还包括吸收该具有第二峰值波长的光并激发出具有第三峰值波长的受激发光的第二光波长转换材料。具体地说，上述方案中，所述第一光波长转换材料与所述第二光波长转换材料或者分层叠置在一起，或者同层混杂在一起。当分层叠置时，光源还可以包括介于该第一光波长转换材料和第二光波长转换材料之间的滤光片，用来透射所述具有第二峰值波长的光及反射所述受激发光。所述激发光源为UV LED或UV激光，所述第一峰值波长的可选范围为 200nm 420nm ；所述第二峰值波长的可选范围为420nm 480nm。所述第一光波长转换材料与所述第二光波长转换材料覆盖在所述激发光源的发光面上。上述各方案中的光源还包括可反射具有所述第一峰值波长的激发光的滤光片；所述激发光源和所述第一、第二光波长转换材料在该滤光片的同一侧，从而阻止该激发光进入该滤光片的另一侧。具体说来，所述第一光波长转换材料包括BaMg2Al16O27 Eu2+、(Sr, Ba, Ca, Mg) 5 (PO4) 3C1 Eu2+ 或 BaMgAlltlO17Eu2+。所述第二光波长转换材料包括(Y，Lu，Se, La, Gd，Sm) 中的至少一种，同时包括Al，Ga, In中的至少一种，并掺杂Ce作为发光中心。进一步地，该第二光波长转换材料可以表达为Y3-AAl5O12: Ce，其中0 < = χ < = 3，M为Lu，Se，La，Gd， Sm中的一种。具体地，该第二光波长转换材料包括Y3Al5O12 = Ce或Lu3Al5O12Ce。所述光源还包括与所述第一或第二光波长转换材料相混合的散射颗粒，例如但不限于氧化钛或氧化铝颗粒。更进一步，上述各方案中的光源还包括带动所述第一或第二光波长转换材料与所述激发光源处于相对运动中的运动台及其伺服装置。上述方案中，还包括反光片，所述第一光波长转换材料和第二光波长转换材料在该反光片的同一侧迎向所述激发光；以及一斜设在所述激发光的光路上用来分离受激发光的分光滤光片。进一步地，还包括可透射所述激发光和受激发光及反射具有所述第二峰值波长的光的第一滤光片；所述第一、二光波长转换材料被置在该第一滤光片和所述反光片之间。或，上述方案中，还包括可透射所述激发光及反射具有所述第二峰值波长或/和第三峰值波长的光的第一滤光片，用来隔离所述激发光源和所述第一、第二光波长转换材料。进一步可包括可透射具有所述第三峰值波长的光及反射所述激发光的第二滤光片；所述第一光波长转换材料和第二光波长转换材料被置在所述第一滤光片和该第二滤光片之间。该第二滤光片还或者透射或者反射具有所述第二峰值波长的光。更进一步，该第二滤光片还透射具有第四峰值波长的光；一用来提供具有所述第四峰值波长的激发光的第二激发光源在该第二滤光片的一侧，将具有所述第四峰值波长的激发光射往异侧介于第一滤光片和第二滤光片之间的光波长转换材料；所述光波长转换材料还包括吸收所述具有第四峰值波长的光并激发出预定峰值波长的受激发光的第三光波长转换材料。或，上述方案中，光源还包括一用来提供具有第四峰值波长的激发光的第二激发光源，与所述提供具有第一峰值波长的激发光的激发光源隔着光波长转换材料相对；所述光波长转换材料还包括吸收所述具有第四峰值波长的光并激发出预定峰值波长的受激发光的第三光波长转换材料。进一步地，上述方案的光源还包括一分光滤光片，斜设在所述具有第四峰值波长的激发光的光路上，用来将具有第三或/和第二峰值波长的光分离往光源的光输出口。上述各方案中，所述第一或第二光波长转换材料以各种所述滤光片或反光片为依托进行粘附或依次进行粘附。该所述第一或第二光波长转换材料所在层与该层上方或下方相邻的所述滤光片或反光片之间可以存在空气隙。上述各方案中，所述第二光波长转换材料对所述具有第一峰值波长的光的最大吸收率小于该第二光波长转换材料对该具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨毅，李屹，
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：