本发明专利技术提出一种发光装置，包括激发光源和波长转换色轮，该波长转换色轮进一步包括圆形金属衬底和设置于金属衬底表面的波长转换材料层，还包括驱动马达，该驱动马达用于驱动金属衬底和波长转换材料层围绕金属衬底的圆心转动，使得金属衬底和波长转换材料层与激发光发生周期性相对运动。其中，激发光的光功率P大于等于100瓦，且激发光入射于波长转换材料层的光斑中心所在的以金属衬底的圆心为圆心的圆的直径D与激发光的光功率P存在关系D≥0.34×P+22。在本发明专利技术的发光装置中，发明专利技术人根据实验结果总结出了距离D与激发光光功率P的关系，即当该发光装置中的参数设置满足该关系时，波长转换色轮的效率不会出现大幅度下降。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光源领域，特别是涉及ー种发光装置。
技术介绍
目前基于波长转换材料的半导体光源已经越来越得到人们的重视，这主要是由波长转换材料的高效率弓I起的。例如，美国专利US7547114提出ー种光源结构，它利用激发光源发射的激发光激发ー个波长转换色轮，并利用转盘的转动使得不同顔色的波长转换材料轮流被激发光激发以产生不同顔色的光序列。随着人们对于亮度的要求不断提高，激发光的光功率也越来越高，因此波长转换色轮上发出的热量也越来越大；这造成波长转换材料的温度越来越高，进而直接导致了波 长转换材料的效率的下降，甚至影响了波长转换材料的长期使用的可靠性。尤其是当激发光光功率大于等于100瓦时，波长转换材料的效率快速下降。因此，需要一种基于波长转换的发光装置，能够在大于等于100瓦的激发光功率下保持高效率。
技术实现思路
本专利技术解决的主要技术问题是提出一种发光装置，能够在大于等于100瓦的激发光功率下保持波长转换材料的高效率。本专利技术提出一种发光装置，包括用于发射激发光的激发光源和用于吸收激发光井发射受激光的波长转换色轮，该波长转换色轮进一歩包括圆形金属衬底和设置于金属衬底表面的波长转换材料层，还包括驱动马达，该驱动马达用于驱动金属衬底和波长转换材料层围绕金属衬底的圆心转动，使得金属衬底和波长转换材料层与激发光发生周期性相对运动。其中，激发光的光功率P大于等于100瓦，且激发光入射于波长转换材料层的光斑中心所在的以金属衬底的圆心为圆心的圆的直径D与激发光的光功率P存在如下的关系D^O. 34XP+22在该关系式中激发光光功率P以瓦为单位，直径D以毫米为单位。在本专利技术的发光装置中，专利技术人根据实验结果总结出了距离D与激发光光功率P的关系，即当该发光装置中的參数设置满足该关系时，波长转换色轮的效率不会出现大幅度下降。附图说明图Ia和Ib是本专利技术中距离D与激发光光功率P的关系的实验数据；图2a、2b和2c是本专利技术第一实施例的结构示意图；图3a和3b是本专利技术第二实施例的结构示意图；图4a和4b是本专利技术第三实施例的结构示意图；图5是本专利技术第四实施例的结构示意图。具体实施例方式本专利技术的第一实施例的发光装置的结构示意图如图2a所示。发光装置100包括用于发射激发光121的激发光源(图中未画出)和用于吸收激发光121并发射受激光的波长转换色轮110，该波长转换色轮110的正视图如图2b所示，它进一歩包括圆形金属衬底111和设置于该金属衬底111表面的波长转换材料层113，还包括驱动马达115，用于驱动金属衬底111和波长转换材料层113围绕金属衬底的圆心转动，使得金属衬底111和波长转换材料层113与激发光121发生周期性相对运动。其中，激发光121的光功率P大于等于100瓦，且激发光121入射于波长转换材料层113的光斑123的中心所在的以金属衬底的圆心为圆心的圆125的直径D与激发光的光功率P存在如下的关系D 彡 0.34XP+22(I)在该关系式(I)中激发光光功率P以瓦为单位，直径D以毫米为单位。 在本实施例中，金属衬底111的材料是铜、铝或铝合金，其中铝合金因为重量较轻且不易生锈而比较常用。而激发光源可以是激光光源，这样利用激光光源光学扩展量小的特点可以在比较小的激发光斑面积内集中很高的光能量。本实施例中，波长转换材料层113涂覆于金属衬底111上；在其它实施例中，波长转换材料层113也可以粘贴于金属衬底上，或以其它方式固定于金属衬底111上。此外，波长转换材料层113与金属衬底111之间可以紧密贴合，也可以形成有空气隙，例如，波长转换材料层可以通过支撑柱固定连接于金属衬底上，该支撑柱使得波长转换材料层113与金属衬底111之间形成有空气隙。波长转换材料层113被激发光121激发后发射的受激光分为两部分，第一部分直接从波长转换材料层113被激发光入射的ー侧出射，第二部分则出射于金属衬底111的一侧，这部分光至少部分被金属衬底111反射后最终从波长转换材料层113被激发光入射的 ー侧出射。因此优选的，金属衬底111面向波长转换材料层113的表面具有能够反射受激光的反射层，该反射层可以是直接镀在金属衬底111上的反射膜，也可以是贴附在金属衬底111上的反射片。综上，在本专利技术中，金属衬底起到承载波长转换材料层113的作用，同时也起到反射受激光和为波长转换材料层散热的作用。专利技术人在实验中发现，当激发光光功率大于等于100瓦时，波长转换色轮的光转换效率快速下降。进ー步的实验发现，可以通过增大波长转换色轮的直径，使得被激发的波长转换材料层的面积增大，这样局部的波长转换材料所分摊的热量就会减小，进而起到降温的作用。具体实验数据如图Ia所示。在图Ia中的曲线101、102和103表示在激发光光功率P分别等于40瓦、100瓦和150瓦下，波长转换色轮的效率与激发光121入射于波长转换材料层113的光斑123的中心所在的以金属衬底的圆心为圆心的圆125的直径D的关系。在图Ia中，设波长转换色轮在直径D等于100毫米的时候具有峰值效率，当激发光光功率P较小时，波长转换色轮的效率与直径D的关系不大；而随着激发光光功率的増大，波长转换色轮的效率随直径D的减小而减小的趋势越来越明显，反过来就是波长转换色轮的效率随直径D的増大而增大的趋势越来越明显，这就是由更多波长转换材料层分摊了热量引起温度下降产生的效果。通过大量的实验，专利技术人摸索出了激发光斑123的中心所在的圆125的直径D与激发光的光功率P之间的关系，如图Ib所示。在图中的线上，任意一个激发光光功率P都对应ー个直径D，当激发光斑123的中心所在的圆125的直径等于该直径D时，波长转换色轮的效率约等于其峰值效率的80%，即基本满足效率不因为过热而出现大幅度下降。可以看到，图Ib中这条线基本是直线的形状，因此可以将其使用最小二乗法进行直线拟合，可以得到该关系线的拟合直线的方程，即D = O. 34XP+22(2)可以理解，对于特定的激发光光功率P，当激发光斑123的中心所在的圆125的直径大于(2)式中所決定的D时，波长转换色轮的效率一定高于其峰值效率的80%。在实验中还发现，若以波长转换色轮的效率为其峰值效率的90%为目标，则直径D的数值应该进ー步増大。根据实验数据的拟合可以得到此时直径D与激发光光功率之间 的关系D = O. 37XP+25(3)因此，优选的，对于特定的激发光光功率P，当激发光斑123的中心所在的圆125的直径大于(3)式中所決定的D时，波长转换色轮的效率一定高于其峰值效率的90%。在本实施例中，如图2b所示的波长转换色轮的正视图中，波长转换材料层113只包括ー种波长转换材料；实际上波长转换材料层113可以包括多种波长转换材料，如图2c所示。其中，金属衬底上包括多个段113a、113b和113c，其中不同的段可以包括不同的波长转换材料层，例如113a为蓝色波长转换材料层，113b是绿色波长转换材料层，113c是红色波长转换材料层；随着驱动马达115的驱动使这三个段轮流被激发光光斑123激发进而时序的发出不同顔色的色光。这多个段还可以不完全是波长转换材料层，例如段113a是散光材料或不涂覆任何材料，段113b和113c分别是绿光和红光波长转换材料层，当激发光是蓝光时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2012.02.16 CN 201210035212.41.一种发光装置，其特征在于，包括 用于发射激发光的激发光源； 用于吸收激发光并发射受激光的波长转换色轮，该波长转换色轮进一歩包括 圆形金属衬底； 设置于金属衬底表面的波长转换材料层； 驱动马达，用于驱动所述金属衬底和波长转换材料层围绕金属衬底的圆心转动， 使得金属衬底和波长转换材料层与激发光发生周期性相对运动； 其中，所述激发光的光功率P大于等于100瓦,且所述激发光入射于波长转换材料层的光斑中心所在的以金属衬底的圆心为圆心的圆的直径D与激发光的光功率P存在如下的关系 D^O. 34XP+22 在该关系式中激发光光功率P以瓦为単位，直径D以毫米为单位。2.根据权利要求I所述的发光装置，其特征在于，所述波长转换材料层涂覆于金属衬底表面。3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在干，所述激发光入射于波长转换材料层的光斑中心所在的以金属衬底的圆心为圆心的圆的直径D与激发光的光功率P存在如下的关系 D ≥ O. 37XP+25 在该关系式中激发光光...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡飞，陈永壮，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：
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