[发明专利]波长转换装置及相关光源系统

说明书

技术领域

本发明涉及照明及显示技术领域，特别是涉及一种波长转换装置及相关光源系统。

背景技术

现有技术中的照明系统或者投影系统的发光装置中，常采用激发光对波长转换材料进行激发以产生受激光。但由于每个波长转换材料颗粒在受激发的过程中的波长转换效率不可能是100％，其中所损失的能量都转化为热量，这就造成了波长转换材料颗粒的热量的累积和温度的快速上升，直接影响了波长转换材料的发光效率和使用寿命。

一种常用的解决方法是，通过驱动装置驱动波长转换材料层运动，使得激发光在波长转换材料层上形成的光斑按预定路径作用于该波长转换材料。这样，单位面积内的波长转换材料不会一直处于激发光的照射下，单位面积内的波长转换材料的热量的累积得以减少。

但是，随着照明系统和投影系统对出射光的光功率的要求越来越高，激发光的光功率也随之提高。当激发光的光功率密度越高时，波长转换材料的光转换效率越低；当激发光的光功率达到一定程度时，波长转换材料会发生淬灭效应，即波长转换材料的光转换效率急剧下降。

针对这个问题，现有技术中常采用的一种方法是，在波长转换材料层的表面形成由多个凸起微结构组成的凸起微结构阵列，该凸起微结构一般呈金字塔结构或者∧字形的条形等，以增大波长转换材料层的表面积。在激发光不改变的前提下，波长转换材料层的表面积增大，能使得位于单位面积内的波长转换材料的光斑的光功率密度下降，进而提高波长转换材料的光转换效率。

而在波长转换材料层的表面上形成凸起状的微结构阵列的原因在于其制作工艺容易。在该包括凸起微结构阵列的波长转换材料层的制作方法中，先加工微结构模具，然后利用该模具注塑成型。其中该模具只能制作呈凹坑状的微结构阵列，例如采用钻孔或者切削的方法来在该模具上形成凹坑阵列，而注塑成型的微结构阵列与模具呈反结构，因此波长转换材料层上的微结构阵列呈凸起状。

如图1所示，图1是现有技术中的波长转换材料层的结构示意图。在这个方案中，激发光L1入射于波长转换材料层101包括有凸起微结构阵列的一面上的其中至少一个凸起微结构上，对该凸起微结构上的波长转换材料进行激发。波长转换材料吸收激发光并出射受激光。由于波长转换材料是全角发光的，部分受激光L2直接出射，部分受激光L3会入射到其他凸起单元上再被这些凸起单元反射出射，还有部分受激光L4依次被多个凸起单元反射后再出射，这造成出射光斑的严重扩散。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种光转换效率较高且能阻止出射光斑面积严重扩散的波长转换装置。

本发明实施例提供一种波长转换装置，包括：

基底，包括第一表面，该基底的第一表面上形成有微结构阵列，该微结构阵列包括微结构单元，其中各微结构单元呈凹坑状；

第一表面上的微结构阵列中各微结构单元的表面上设置有反射层，使得该反射层的表面的起伏与各微结构单元的起伏一致；在第一表面上的反射层上设置有波长转换层，该波长转换层的表面的起伏与第一表面的起伏一致。

本发明实施例还提供一种光源系统，包括上述波长转换装置。

与现有技术相比，本发明包括如下有益效果：

由于波长转换装置中的波长转换层设置在呈凹坑状的微结构单元表面上的反射层上，使得在沿平行于第一表面的延伸方向的单位平面面积内，相比表面呈平面状的波长转换层，本发明中的波长转换层的面积更大，进而降低了单位面积内的波长转换层上的光斑的光功率密度；同时，由于各微结构呈凹坑状，凹坑内的波长转换层产生的受激光出射时直接出射，而不会入射到其他微结构上再被反射，因此未造成受激光出射光斑的面积的严重扩大。

附图说明

图1是现有技术中的波长转换材料层的结构示意图

图2A是本发明的波长转换装置的一个实施例的主视图;

图2B是图2A所示的波长转换装置的俯视图;

图3是本发明又一个实施例的波长转换装置的主视图;

图4是本发明又一个实施例的波长转换装置的主视图;

图5A是本发明的光源系统的一个实施例的结构示意图；

图5B是图5A所示的光源系统的一种局部光路结构示意图；

图5C是图5A所示的光源系统的另一种局部光路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明实施例进行详细说明。

实施例一