本发明专利技术提出一种光源，包括波长转换装置，该波长转换装置包括波长转换层和衬底，还包括位于波长转换层第二面一侧的用于收集波长转换层的出射光的功能透镜，该功能透镜包括第一表面，该第一表面分为第一区和第二区，其中第二区表面镀有滤光膜，该滤光膜反射激发光同时透射受激光；从波长转换层出射的剩余激发光入射于第一表面的第二区，第二区的表面形状使得被第二区的滤光膜反射的激发光能够回到波长转换层。光源还包括激发光源，激发光源发射的激发光入射于功能透镜，该激发光与第一表面的交点位于第一区内；该激发光经功能透镜聚焦于波长转换层表面并激发波长转换层而产生受激光。在本发明专利技术的光源中，从波长转换层出射的剩余的激发光中入射于功能透镜第二区的部分能够被滤光膜反射回波长转换层从而被再利用，这显著的提高了光源的效率。
【技术实现步骤摘要】
光源
本专利技术涉及光源领域，特别是涉及应用半导体技术的光源。
技术介绍
当前，光源技术已经被应用于诸多领域，应用最多的光源是卤素灯和荧光灯。这些光源的最大的问题是亮度不足。近年来，LED光源发展迅速，利用蓝色的LED激发涂敷于LED表面的黄色荧光粉来产生白光，这种光源已经开始在市场上普及。但问题在于单颗LED光源的功率较低，依然存在亮度不足的问题。而高亮度光源领域，常用的是高压汞灯和氙灯光源，这样的光源依靠超短的灯弧而具有很高的亮度(能量密度)，但问题在于其寿命只有1000小时左右，使用成本很高。
技术实现思路
本专利技术提出一种光源，包括波长转换装置，用于接收激发光并受激发射受激光；该波长转换装置包括波长转换层和衬底，波长转换层包括相对的第一面和第二面，波长转换层的第一面依附于衬底的表面上，该表面对于波长转换层发出的光具有反射性。波长转换装置还包括位于波长转换层第二面一侧的用于收集波长转换层的出射光的功能透镜，该功能透镜包括第一表面，该第一表面分为第一区和第二区，其中第二区表面镀有滤光膜，该滤光膜反射激发光同时透射受激光；从波长转换层出射的剩余激发光入射于第一表面的第二区，第二区的表面形状使得被第二区的滤光膜反射的激发光能够回到波长转换层。光源还包括激发光源，激发光源发射的激发光入射于功能透镜，该激发光与第一表面的交点位于第一区内；该激发光经功能透镜聚焦于波长转换层表面并激发波长转换层而产生受激光；受激光从波长转换层的第二面出射并被功能透镜所收集并出射构成光源的出射光。在本专利技术的光源中，从波长转换层出射的剩余的激发光中入射于功能透镜第二区的部分能够被滤光膜反射回波长转换层从而被再利用，这显著的提高了光源的效率。【附图说明】图1表不了本专利技术第一实施例的光源结构不意图； 图2a和2b表示了图1实施例中功能透镜的第一区和第二区的两种不同划分的举例； 图3表示了本专利技术的又一个实施例的光源结构示意图； 图4a表示了本专利技术的又一个实施例的光源结构示意图； 图4b表不了图4a实施例中的衬底的俯视图； 图4c表示了图4a实施例中功能透镜的第一区和第二区的划分的举例； 图5表示了本专利技术的又一个实施例的光源结构示意图； 图6表示了本专利技术的又一个实施例的光源结构示意图； 图7表示了本专利技术的又一个实施例的光源结构示意图； 图8表示了图7实施例中功能透镜的第一区和第二区的划分的举例； 图9表示了本专利技术的又一个实施例的光源结构示意图； 图10表示了本专利技术的又一个实施例的光源结构示意图； 图1la和Ilb表示了波长转换层的两种不同结构的举例； 图12表示了可移动的波长转换层和衬底的俯视图。【具体实施方式】本专利技术的第一实施例的光源结构示意图如图1所示。该光源包括波长转换装置，该波长转换装置用于接收激发光并受激发射受激光。该波长转换装置包括波长转换层102和衬底101，波长转换层102包括相对的第一面102a和第二面102b，波长转换层的第一面102a依附于衬底101的表面IOla (在图中为衬底101的上表面)上,该表面IOla对于波长转换层发出的光具有反射性，因此从波长转换层面向衬底出射的光(包括波长转换层本身受激发射的受激光，和/或剩余的激发光)会被该表面IOla反射回波长转换层102，并最终从波长转换层的第二面102b (上表面)出射。因此，由于衬底的存在，从波长转换层出射的光都会从其第二面出射，这些光既包括受激光，也包括没有被吸收的剩余的激发光。波长转换装置还包括位于波长转换层102第二面一侧的用于收集波长转换层的出射光的功能透镜103，该功能透镜103包括第一表面，第一表面在本实施例中为功能透镜103的上表面，该第一表面分为第一区103a和第二区103b，其中第二区103b表面镀有滤光膜104，该滤光膜104反射激发光同时透射受激光。图2a表示了功能透镜103的俯视图，可以明确看出阴影部分的第二区位于功能透镜的中部而第一区位于功能透镜的边缘。图1所示的光源还包括激发光源105，激发光源105发射的激发光131入射于功能透镜103,该激发光131与第一表面的交点位于第一区内。该激发光131经功能透镜103聚焦于波长转换层102表面并激发波长转换层而产生受激光。这样，如上所述的，受激光和没有被吸收的剩余激发光从波长转换层的第二面出射出来。其中，出射的受激光(图1中以142和143两条光线来表示)被功能透镜103所收集并出射构成光源的出射光，其中，受激光142经过第一表面的第二区被收集，滤光膜104对其透射，受激光143经过第一表面的第一区被收集。另一方面，从波长转换层出射的剩余激发光的光分布大致为全角分布，其中大部分(图1中以光线141为例)入射于第一表面的第二区并被第二区表面的滤光膜104所反射，第二区的表面形状使得这部分被反射的激发光能够回到波长转换层被二次吸收和利用。而从波长转换层出射的剩余激发光中还有一部分会入射于第一表面的第一区并透射出去，透射出去的这部分中会有一部分沿着激发光131的光路原路返回进而被激发光源105吸收形成损耗，其它部分(以光线144为例)则会透射出去与受激光142和143 —起共同构成光源的出射光。在本实施例中，由于滤光膜104的存在，功能透镜103的第一表面的不同区域对于激发光有不同的响应，即第一区透射激发光而第二区反射激发光。这样控制激发光源105的光路就可以控制激发光131使其经过第一区透射功能透镜并激发波长转换层102，而没有被波长转换层102吸收的大致为全角分布的剩余激发光中大部分会入射于第二区内(参考图2a)，这部分激发光会被滤光膜104反射回来并进行二次利用，这大大提高了激发光的利用效率。在本实施例中，功能透镜103的设计是一个关键，因为它必须能够同时实现三个功能: 1.聚焦激发光到波长转换层； 2.收集受激光并准直出射； 3.第二区反射激发光回到波长转换层。其中，功能I和功能2在光路实现上是可逆的光路，即实现了一个则另一个自然可以实现，因此这两个功能实际上是一个功能，这样我们可以先不考虑功能I而只考虑功能2和3。在设计中，可以优先考虑功能3的实现，例如若功能透镜103的下表面为一个平面，则根据光学知识可知波长转换层上一个发光点经过功能透镜103的下表面的折射后会在波长转换层的下方成一个虚像，而设计功能透镜103的第一表面为以这个虚像为中心的球面就可以实现功能3。考虑到像差的存在，功能透镜103的下表面也可以为曲面，这样对消像差有帮助。这时候为了实现功能3已经完成了功能透镜103的设计，可以用光学模拟软件来模拟这样的功能透镜103对于功能I和功能2的实现情况，而若存在像差，则可以在功能透镜103的后方再增加一片透镜来消除像差。可以理解，功能透镜103在本实施例中只表示为一片透镜，但实际上可以是一个透镜组。透镜组中包含多片透镜，每一片透镜有两个表面可以设计，这样透镜组的设计就存在多个设计自由度。而且，第一表面也不一定是靠近波长转换层的第一片透镜的上表面，也可能是其下表面，或者是透镜组中的其它任意一个表面，这并不做限制。值得注意，这里的透镜是广义的概念，包括凸透镜、凹透镜、棱镜、透明平板等各种光学元件。例如透镜组包括一个光学玻璃平板，该玻本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光源，其特征在于：包括波长转换装置，用于接收激发光并受激发射受激光；该波长转换装置包括波长转换层和衬底，波长转换层包括相对的第一面和第二面，所述波长转换层的第一面依附于衬底的表面上，该表面对于波长转换层发出的光具有反射性；波长转换装置还包括位于波长转换层第二面一侧的用于收集波长转换层的出射光的功能透镜，该功能透镜包括第一表面，该第一表面分为第一区和第二区，其中第二区表面镀有滤光膜，该滤光膜反射至少部分激发光同时透射受激光；从波长转换层出射的剩余激发光入射于所述第一表面的第二区，第二区的表面形状使得被第二区的滤光膜反射的激发光能够回到波长转换层；所述光源还包括激发光源，激发光源发射的激发光入射于功能透镜，该激发光与第一表面的交点位于第一区内；该激发光经功能透镜聚焦于波长转换层表面并激发波长转换层而产生受激光；受激光从波长转换层的第二面出射并被功能透镜所收集并出射构成光源的出射光。
【技术特征摘要】
1.一种光源，其特征在于: 包括波长转换装置，用于接收激发光并受激发射受激光；该波长转换装置包括波长转换层和衬底，波长转换层包括相对的第一面和第二面，所述波长转换层的第一面依附于衬底的表面上，该表面对于波长转换层发出的光具有反射性； 波长转换装置还包括位于波长转换层第二面一侧的用于收集波长转换层的出射光的功能透镜，该功能透镜包括第一表面，该第一表面分为第一区和第二区，其中第二区表面镀有滤光膜，该滤光膜反射至少部分激发光同时透射受激光；从波长转换层出射的剩余激发光入射于所述第一表面的第二区，第二区的表面形状使得被第二区的滤光膜反射的激发光能够回到波长转换层； 所述光源还包括激发光源，激发光源发射的激发光入射于功能透镜，该激发光与第一表面的交点位于第一区内；该激发光经功能透镜聚焦于波长转换层表面并激发波长转换层而产生受激光；受激光从波长转换层的第二面出射并被功能透镜所收集并出射构成光源的出射光。2.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，所述波长转换层包括第一波长转换材料和第二波长转换材料，第二波长转换材料能够吸收第一波长转换材料受激发射的第一受激光并发射第二受激光。3.根据权利要求2所述的光源，其特征在于，所述激发光为紫色光或紫外光，所述第一波长转换材料为蓝色波长转换材料，所述第二波长转换材料为YAG。4.根据权利要求2 或3所述的光源，其特征在于，所述滤光膜反射部分第一受激光。5.根据权利要求2或3所述的光源，其特征在于，所述波长转换层包括两个子层，第一子层包括第一波长转换材料，第二子层包括第二波长转换材...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴震，
申请(专利权)人：吴震，
类型：发明
国别省市：
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