[发明专利]发射均匀波长的下变换光源

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管，更具体地讲，涉及一种包括波长变换器的发光二极管(LED)，该波长变换器对由LED发射的光的波长进行变换。

背景技术

通常，使用诸如MOCVD的化学气相沉积过程在半导体晶片上制造发光二极管(LED)。制造过程中的晶片温度相当高，大约在800℃-1000℃之间，这会使得整个晶片上的均匀性出现问题。由于在整个晶片上温度可能是不均匀的所以会出现这些问题，并且在一些特定材料组合的情况下，过程温度可能足够高从而再蒸发组分材料中的一者或多者。例如，在使用铟的基于氮化物的LED(例如，发射蓝光/绿光的GaInN LED)的情况下，过程温度高于铟的再蒸发温度，其结果是，在整个晶片上铟的比率不均匀。铟比率的这种非均匀性导致在整个晶片上LED器件的输出波长的非均匀性。

输出波长的这种变动使得LED制造的成本非常高，这是因为不得不对从晶片生成的最终LED器件进行测试并且根据波长进行装箱。另外，LED用户或者不得不设计能够容忍峰值波长变动的系统或者对装箱LED支付额外费用。

因此，需要减小整个晶片上的LED器件的波长非均匀性。

发明内容

本发明的实施例涉及一种具有光源和半导体波长变换器的布置的光学器件。每个光源能够以各自的峰值波长发射光，并且光源装置具有第一峰值波长范围。半导体波长变换器附连到光源装置上。半导体波长变换器具有当受到来自光源装置的光泵激时的第二峰值波长范围。第二峰值波长范围窄于第一峰值波长范围。半导体波长变换器具有所具有的波长长于光源的最长峰值波长的吸收限。

本发明的另一个实施例涉及一种包括具有发光区域的扩展光源的光学器件。扩展光源具有与发光区域关联的峰值波长的第一空间变动以及与发光区域关联的相对发光强度的第一空间变动。半导体波长变换器附连到扩展光源的发光区域。半导体波长变换器具有输出表面。半导体波长变换器具有当受到来自扩展光源的光泵激时与输出表面关联的峰值波长的第二空间变动。峰值波长的第二空间变动小于峰值波长的第一空间变动。半导体波长变换器的另一特征在于当由来自扩展光源的光泵激时与输出表面关联的相对发光强度的第二空间变动。相对发光强度的第二空间变动基本与相对发光强度的第一空间变动成比例。

上述本发明的内容并非意图描述本发明的每一个图示实施例或每种实施方式。下面的附图以及具体实施方式更具体地举例说明了这些实施例。

附图说明

结合附图阅读下文对本发明的各种实施例所做的详细说明，可以更全面地理解本发明，其中：

图1A示意性示出了光源的示例性布置；

图1B示意性示出了光源峰值波长随位置的变动；

图1C示意性示出了从不同的光源获得的光谱；

图1D示意性示出了光源装置的输出强度分布；

图2A示意性示出了根据本发明的原理的具有波长变换器的光源的示例性布置；

图2B示意性示出了泵激光峰值波长和经变换光峰值波长随位置的变动；

图2C示意性示出了不同的泵激光谱和不同的经变换的光光谱；

图2D和2E示意性示出了波长变换器的不同实施例的泵激光和经变换的光的强度分布；

图3示意性示出了多层半导体波长变换器的实施例；

图4呈现了从LED晶片测量的光谱；

图5呈现了从半导体波长变换器测量的光致发光光谱；

图6A示意性示出了根据本发明的原理的具有波长变换器的示例性扩展光源；

图6B示意性示出了泵激光峰值波长和经变换的光峰值波长随位置的变动；

图6C示意性示出了不同的泵激光谱和不同的经变换的光光谱；以及

图6D和6E示意性示出了波长变换器的不同实施例的泵激光和经变换的光的强度分布。

虽然本发明可修改为各种修改形式和替代形式，但其细节已通过举例的方式在附图中示出并且将会作详细描述。然而应当理解，目的不是要将本发明限定为所述的特定实施方式。相反，本发明的目的在于涵盖所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。

具体实施方式