一种激光器植物照明灯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种激光器植物照明灯，包括电路板、在所述电路板上封装有半导体激光器管芯、在所述半导体激光器管芯上方罩有一与所述电路板形状相适应的匀光片；所述半导体激光器管芯是边发射型激光器，所述半导体激光器通过L形热沉与所述的电路板电连接，所述的L形热沉，包括L形的负极层、L形的绝缘层和L形的正极层，在所述的L形的负极层的内表面设置有L形凹槽，所述的L形的正极层嵌入设置在所述的L形凹槽内，所述L形的负极层和L形的正极层之间设置有L形的绝缘层。本发明专利技术可以提供植物所需波长的光线，具有光谱性好、功率高、响应时间短、体积小、高可靠性、强耐用性、低成本、寿命长、环保节能等显著特征。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于植物照明灯具的
。
技术介绍
光是植物生长发育的基本因素之一。光质对植物的生长、形态建成、光合作用、物质代谢以及基因表达均有调控作用。作为第四代新型照明光源，LED照明具有节能环保、安全可靠、体积小、重量轻、易于分散或组合控制等许多不同于其他电光源的重要特点。伴随着植物工厂的爆发式增长，植物照明的市场也会进一步的扩大，而导致植物工厂数量增加的主要原因如下:一、中国城市人口急剧增加，农民数量不断减少，而植物工厂大幅度提高生产能力，在这样的情形下植物工厂将会爆发式增长；二、人们生活品质不断的提升，对反季节蔬菜瓜果的需求量不断的增大，而植物工厂一年四季都可以生产各种蔬菜瓜果；三、温室效应导致自然灾害频繁发生，植物工厂可以在很大程度上减少自然灾害造成的损失。传统植物设施栽培中使用的光源一般是突光灯、金属齒化物灯、高压钠灯和白炽灯，这些光源是依据人眼对光的适应性所选择的，其光谱有很多不必要的波长，对植物生长的促进作用少。而随着光电技术革新和生产成本下降，LED照明成为植物设施栽培领域的首选光源。当前LED植物照明主要面临两个技术难题，第一，每一种植物对光的要求是不一样的，具体植物需要特定的波长，当前一定波长的LED并非纯正单色光，具有一定的光谱范围。第二，光照强度对植物生长及形态结构有重要作用。光能促进植物的组织和器官的分化，制约着各器官的生长速度和发育比例。光照不足，枝长且直立生长势强，表现为徒长和黄化。另外，光能促进细胞的增大和分化、控制细胞的分裂和伸长，因此要使树木正常生长，则必须有适合的光照强度。当光照不足时，对根系生长有明显的抑制作用，甚至停止生长。由于目前技术所限，有些波长LED光照强度满足不了植物生长所需光能。激光器输出功率大，单色性强，可代替LED解决上述两个技术难题:例如中国期刊《激光技术与应用》2005年I月刊第8-13页中记载了一篇名称为《激光植物工厂的现状与未来展望》的技术文章，文章对采用激光器作为植物照明光源做了理论上的应用肯定，但均是基于激光器输出功率的参数做出的基础设想，并没有记载具体的激光器应用。将激光器作为植物照明光源还需要考虑激光器的多种硬件参数及封装形式，以上的
技术实现思路
尚未有报道。在植物的光合作用色素中，叶绿素a起最重要的作用。叶绿素a、b和绿色植物的作用光谱主要由红、蓝光起作用，对红光640-690nm和蓝光420_470nm的波长比较适宜。中国专利CN101867150A公开了 一种用于夜视照明的半导体激光器，它包括封装结构，光学整形匀化元件、半导体激光元件，所述光学整形匀化元件和半导体激光元件位于封装结构内。该专利将激光器封装在基座上，然后加一与基座配合的封装上盖，利用多种光学元件完成增加散射角、均匀光斑的作用，最后经过光学玻璃实现夜视照明，但该激光器还是基于C-MOUNT封装方式的改进，较传统激光器封装更加复杂，原料成本和制备成本都较高，不利于将半导体激光器作为照明设备产业化。中国专利CN1200797A描述了一种用于在红外和可见光波段照明的垂直腔面发射激光器阵列。通过使用几种不同的列阵，每个列阵产生一种不同波长的光，可获得普通光源的替换。芯片通过串联耦合和并联耦合的组合被组合在一起，每个单元单独控制，然后将多个阵列封装在单个壳体内被并行的驱动，该专利设计电路复杂难控。中国专利CN101545582公开了一种半导体激光器阵列光束整形照明系统。包括半导体激光器阵列，对快轴光束发散角进行变换的光学系统，在快轴方向上对光束进行角度偏转的装置和对慢轴发散角进行变换且在慢轴方向上对光束进行偏转的光学系统。其要点是通过控制各个激光单元的光束传播轴线分别在快轴和慢轴方向上的偏转程度，在远场形成一种多个激光单元的高斯光束部分重合叠加的效果，从而构造符合视场要求的照明光束，特别适用于作为面阵成像激光雷达和激光主动照明探测系统的照明光源。该专利的加工过程技术难度高，结构复杂，制作成本高，不适于批量化生产，更难以满足对植物的光照低成本、长寿命的要求。
技术实现思路
针对上述的技术不足，本专利技术提供一种激光器植物照明灯，该照明灯以贴片封装的形式封装在电路板上，在照明灯上方加一匀光片，最终制作出光波长统一的激光器灯源。本专利技术还提供了上述激光器植物照明灯的制备方法。本专利技术的技术方案如下:一种激光器植物照明灯，包括电路板、在所述电路板上封装有半导体激光器管芯、在所述半导体激光器管芯上方罩有一与所述电路板形状相适应的匀光片；所述半导体激光器管芯是边发射型激光器，所述半导体激光器通过L形热沉与所述的电路板电连接，所述的L形热沉，包括L形的负极层、L形的绝缘层和L形的正极层，在所述的L形的负极层的内表面设置有L形凹槽，所述的L形的正极层嵌入设置在所述的L形凹槽内，所述L形的负极层和L形的正极层之间设置有L形的绝缘层；所述半导体激光器管芯安装在所述L形的负极层内表面且无L形凹槽的部位。根据本专利技术优选的，所述L形的负极层的材质为金属、复合金属或单晶硅。所述的复合金属是指两种及以上不同种类的金属用物理方法合成具有多相结构的金属材料或者是两种及以上金属成分按比例调和所形成金属材料。根据本专利技术优选的，所述L形的正极层的材质为金属、复合金属或单晶硅。根据本专利技术优选的，所述L形的绝缘层的材质为玻璃纤维、陶瓷、氧化铝、氧化锆、二氧化硅、氮化硅、硅脂或绝缘导热胶。所述的硅脂为DX-9041导热硅脂，俗名又叫散热膏，是以特种硅油做基础油，新型金属氧化物做填料，配以多种功能添加剂，经特定的工艺加工而成的膏状物。颜色因材料不同而具有不同的外观。其具有良好的导热、耐温、绝缘性能，是耐热器件理想的介质材料，而且性能稳定，在使用中不会产生腐蚀气体，不会对所接触的金属产生影响。所述绝缘导热胶是一类单组份室温硫化的硅酮胶粘剂，具有使用方便、粘接强度高、固化后呈弹性体、抗冲击、震动等特点，同时固化物还具有良好的导热、散热功能及优异的耐高低温性能和电气性能。一种激光器植物照明灯的制备方法，包括步骤如下:(I)将L形热沉的L形负极层的水平面利用印刷电路板粘合剂封装在电路板的负极上；(2)在激光器芯片的P电极上进行金丝键合至L形正极层的垂直面；(3)在L形正极层的水平面进行金丝键合，将金丝键合至电路板的正极上；(4)将多个半导体激光器管芯分别通过步骤(I) - (3)封装在上述的电路板上，形成点光源、面光源或者线光源，对所述的电路板做好电性连接；(5)在所述半导体激光器管芯上方罩有一与所述电路板形状相适应的勻光片。在组装好的电路板外部加一匀光片，使光斑均匀，扩大发射角度，适于植物培育照明。本专利技术的优点在于:本专利技术针对现有技术难题克服激光器封装形式的制约，提供一种激光器植物照明灯，可以提供植物所需波长的光线，波长范围覆盖400-700nm，具有光谱性好、功率高、响应时间短、体积小、高可靠性、强耐用性、低成本、寿命长、环保节能等显著特征。本专利技术制作的激光器植物照明灯，光源波长窄，通过选择不同的电路板控制激光器管芯偕同开关，满足不同植物生长所需波长的光。利用本专利技术用于改良植物品种的实验中时，可对植物进行单一波长的光线照射即可。【附图说明】图1是本专利技术实施例1的结构示意图；图2是本专利技术所述边发射型激光器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光器植物照明灯，其特征在于，该照明灯包括电路板、在所述电路板上封装有半导体激光器管芯、在所述半导体激光器管芯上方罩有一与所述电路板形状相适应的匀光片；所述半导体激光器管芯是边发射型激光器，所述半导体激光器通过L形热沉与所述的电路板电连接，所述的L形热沉，包括L形的负极层、L形的绝缘层和L形的正极层，在所述的L形的负极层的内表面设置有L形凹槽，所述的L形的正极层嵌入设置在所述的L形凹槽内，所述L形的负极层和L形的正极层之间设置有L形的绝缘层；所述半导体激光器管芯安装在所述L形的负极层内表面且无L形凹槽的部位。

【技术特征摘要】
1.一种激光器植物照明灯，其特征在于，该照明灯包括电路板、在所述电路板上封装有半导体激光器管芯、在所述半导体激光器管芯上方罩有一与所述电路板形状相适应的匀光片；所述半导体激光器管芯是边发射型激光器，所述半导体激光器通过L形热沉与所述的电路板电连接，所述的L形热沉，包括L形的负极层、L形的绝缘层和L形的正极层，在所述的L形的负极层的内表面设置有L形凹槽，所述的L形的正极层嵌入设置在所述的L形凹槽内，所述L形的负极层和L形的正极层之间设置有L形的绝缘层；所述半导体激光器管芯安装在所述L形的负极层内表面且无L形凹槽的部位。2.根据权利要求1所述的一种激光器植物照明灯，其特征在于，所述L形的负极层的材质为金属、复合金属或单晶硅。3.根据权利要求1所述的一种激光器植物照明灯，其特征在于，所述L形的正极...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏伟，张秋霞，左致远，于军，陈康，
申请(专利权)人：山东浪潮华光光电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：