用于泵浦光转换的发光器件制造技术

本发明专利技术涉及一种发光器件，包含用来转换泵浦光的发光物质，其中设置了用来散射泵浦光的散射体（1）。输入散射体内的泵浦光一方面首先被散射体（1）内的惰性散射物质散射继而接着被转换；另一方面，发光粒子（51）上的散射光也可被同时转换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光器件，包含一种泵浦光(pump light)发光物质，该泵浦光发光物质设置用于转换所述泵浦光。
技术介绍
高亮度光源应用范围极广，例如，应用于内窥镜或投影设备，而目前气体放电灯的应用最为广泛。本领域最近的发展涉及诸如激光之类的高功率密度光源与发光元件的结合，该发光元件转换泵浦光且可设置为与泵浦光源之间有一定距离。利用该发光元件，可将诸如紫外光或蓝泵浦光的泵浦光转换成更长波长的转换光，在此期间经常由于比如斯托克斯位移而产生以热量形式排放的功率损耗。为此，发光元件常以反射形 式工作，即泵浦光从某一方向射入而转换光则从相反方向射出，因此可在发光兀件的背面安装散热器。本专利技术的一个技术目标便是提供一种较之现有技术更为优越的发光器件。
技术实现思路
根据本专利技术，通过一种散射体可实现上述目标。该散射体具有用来输入泵浦光的入射面、设置在散射体的体积中的散射中心以及用来输出转换光的出射面，其中，所述散射体配置为通过散射中心散射泵浦光，该泵浦光输入后便在散射体中以主传播方向传播，该主传播方向与出射面成至多30°、25。、20°、15°、10°或5°的角，优选程度以该顺序递增，(更优选地与之平行)，以使得转换光以主出射方向穿过出射面，该主出射方向与出射面成至少60°、65°、70°、75。、80°或85°的角，优选程度以该顺序递增，(更优选地与之垂直)。因此，在优选实施例中，泵浦光的主传播方向与出射面相平行，而转换光的主出射方向与出射面相垂直，即主传播方向和主出射方向也相互垂直；因此，散射体便会产生光偏差。转换光的出射表面不一定以平面形式形成，而是例如以弯曲形式延伸或包含诸如微结构的子结构，该微结构具有比如菲涅尔透镜形式的表面区域。可替换的和/或附加地，该表面可例如包含光栅结构和/或其他发光兀件，例如微透镜或光子光栅结构(photonicgrating structures)。如此,主出射方向与出射面之间的角度关系就不能在单独地针对例如倾斜或者倾角的表面区域进行考虑，而是针对对整个表面的线性近似关系。在上下文中，出射面为一种理想化的平面，线性近似为实际表面；出射面在包括主传播和主出射方向的剖面中与线性近似实际(例如微观结构)表面的直线相一致。如果设置用于射出泵浦光的表面形成为平面形式的并且不包含子结构，那么其与出射面相一致。总体上讲，根据本专利技术，散射体可由两种不同的(但并不相互排斥)方式构成一方面，散射中心可配置一种所谓的惰性(inert)散射物质,超出(beyond)泵浦光的偏转(散射)，互不影响，即更为具体地，其不会改变泵浦光的波长。在这种情况下将在散射中心的下游提供波长转换发光物质，例如，作为散射体的表层，以便在散射后才转换。然而这种情况下的发光物质将被认为是散射体的一部分，即发光层的背对散射中心的一侧形成散射体的出射面。另一方面，还可提供发光粒子作为散射中心，以便散射同时进行泵浦光转换，这种情况下，散射中心的下游不再需要提供单独的发光层。在本公开的上下文中，“散射”一般是指泵浦光与粒子(散射中心)之间的光学作用，并改变光线的原始方向使其以不同方向传播。从这个意义上讲，散射过程还包括发光粒子对泵浦光的吸收以及随后泵浦光的随意分散以及因此转换光的各向同性出射。出射面因而相应地例如是该体积的定向表面，发光粒子埋置在该体积中作为散射中心。上述两种情况均可获得现有技术所没有的优点，即除散射中心外，理想情况下再无需为发光物质的“背面”提供例如镜头或反射器等发光元件，如此，即使发光物质是以传 播方式工作，但仍可实现相关于主出射方向的紧凑结构。相应地，例如，包括发光器件的照明装置的结构亦可更加紧凑，或将原本用作泵浦光导向的发光物质背面的空间以另外的方式加以利用，比如冷却。实现这种类型的紧凑结构还需要一种散射体，其主出射方向的角度小于主传播方向的角度，更为具体地，更优选地最多75%、50%、40%、30%、25%、20%、15%或10%，优选程度以该顺序递增。利用相应“平面”结构的散射体可优化主出射方向的空间要求。发光物质以传播方式工作是具有优势的，这是因为与发光物质以反射方式工作相t匕，泵浦光与转换光的光路并不重合，即泵浦光是从发光物质的“背面”输入，而转换光是从“正面”输出。其优点在于发光元件可以设置在转换光的光路中，并不影响泵浦光；更为具体地，因而例如若应用中仅需要转换光时，便可从转换光中过滤出未转换的泵浦光成分。反之，若发光元件以反射方式工作，泵浦光的光路与转换光的光路至少在发光元件的附近重合，泵浦光将被相应的滤光器减弱或阻挡。那么首先需要将光路分开，而这必然需要一定的花费以及更多的空间要求。总体上讲，泵浦光的主传播方向和转换光的主出射方向均是分别获得作为根据功率加权(weighted according to power)的传播方向的质心(分别为泵浦光和转换光),并且主出射方向也因而构成主传播方向，但不是转换光的主传播方向(另有说明除外，术语“主传播方向”涉及泵浦光)。例如，在表面形成为平坦形式并且出射朗伯转换光的情况下，出射面将与之重合，且主出射方向将与该表面法线或出射面的方向相一致。优选地，主出射方向垂直于出射面，尽管其可能与之形成上述规定范围内的不同角度(考虑的是主出射方向与表面之间的最小角度，而非表面法线与主出射方向之间的角度)。出射方向不垂直于出射面可能是由于例如上述用于出射转换光的表面含有的子结构，尽管出射光局部垂直于该表面，两者之间不同于90°的角度一方面可能是由于主出射方向平均化，另一方面也可能是由于出射面的线性近似。相应子结构的结构大小例如可介于几百纳米至几毫米之间；微米范围内的结构比较常见。本公开的上下文中，术语“泵浦光”首先是指可由例如激光器放射的电磁辐射，其波长并不限于可见光谱区，即例如其可位于紫外线或红外线范围内。另一方面，“泵浦光”还意在涵盖微粒辐射，即例如电子或离子辐射；但激光辐射最为优选。其他优选配置在随附权利要求书中有所规定并将在下文中进行阐述；单个特征可有不同组合方式，对本专利技术尤为重要，且通常还隐含涉及发光器件和带发光器件的照明装置，不局限于器件的范畴而是也涉及生产或使用。第一优选实施例涉及开头已提及的发光粒子，作为散射中心分散在散射体内。对比惰性散射物质的范畴中描述的发光层，例如大小为几百纳米至几微米之间的发光粒子嵌在散射体内，形成一种基体(matrix)以保持发光粒子在其位置并且尤其使其彼此之间保持距离。相邻发光粒子的平均距离例如可以是至少5μ ，至少10μπ 、20μπ 、30μπ 、40μπ 、50 μ m、60 μ m、70 μ m、80 μ m、90 μ m或100 μ m,优选程度以该顺序递增，因此远大于作为发光层的发光元件内相互紧邻的发光粒子的平均间距。这些说明并不一定是适应于整个散射体，而是就例如就密度梯度(下文将详述)而言，该密度梯度仅仅在一个部分中得到满足；优选地，这些说明仅符合散射体的一个部分，该部分在从主传播方向上的尺寸为散射体长的至少25%、50%或75%。尽管发光粒子仍在此处被称为发光元件的发光层内散射泵浦光，在本公开的上下文中，仅有按刚才描述的方式彼此分离的发光粒子被称作散射中心，反之应被称作发光兀件。散射中心与发光元件粒子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光器件，包括：发光物质，设置用于将泵浦光（5）转换成转换光（9），以及散射体（1），具有：入射面（6），用来输入泵浦光（5），设置在所述散射体（1）的体积（2）中的散射中心（3、51）以及用来输出所述转换光（9）的出射面（10），其中，所述散射体（1）配置为通过所述散射中心（3、51）散射泵浦光（5），该泵浦光（5）输入后在所述散射体（1）中以与出射面成至多30°角的主传播方向传播，从而使得所述转换光（9）以至少60°角的主出射方向穿过所述出射面（10）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迪尔克·贝尔本，乌尔里希·哈特维格，
申请(专利权)人：欧司朗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：