[发明专利]具有微棱镜反射器的紧凑型激光束组合器

说明书

本发明提供了一种光生成设备(1000)，该光生成设备(1000)包括(i)数目为n的多个光源(100)和(ii)包括棱镜元件(300)的阵列(200)的光学组件(1200)，其中：(a)数目为n的多个光源(100)包括被配置为生成准直的第一光源光(111)的一个或多个第一光源(110)的第一子集和被配置为生成准直的第二光源光(121)的一个或多个第二光源的第二子集(120)，其中n2；(b)棱镜元件(300)的阵列(200)被配置为与n个光源(100)成光接收关系，其中棱镜元件(300)的阵列包括k1个平行布置的第一棱镜面(201)和k2个平行布置的第二棱镜面(202)，其中k12并且其中k22，其中第一棱镜面(201)和第二棱镜面(202)不相互平行；(c)第一光源(110)被配置为照射第一棱镜面(201)并且第二光源(120)被配置为照射第二棱镜面(202)；以及(d)棱镜元件(300)被配置为将准直的第一光源光(111)和准直的第二光源光(121)反射或折射为第一光源光(111)和第二光源光(121)的重合光束。

技术领域

本发明涉及一种光生成设备和一种包括这样的光生成设备的照明器。

背景技术

用于组合激光束的装置和方法在本领域中是已知的。例如，US2014/0092364描述了输出具有第一偏振的第一白色激光束和具有与第一偏振正交的第二偏振的第二白色激光束的第一激光光源和第二激光光源。US2014/0092364的实施例进一步利用被定位成接收上述第一白色激光束和第二白色激光束以组合第一偏振和第二偏振的多窄带偏振分束器(作为光束组合器操作)。此外，US2014/0092364描述了一种投影系统，该投影系统具有被布置为输出两组激光束的两个激光光源，该两组激光束的偏振彼此正交、以及以约为45°的角度定位在第一激光束与第二激光束之间的多窄带偏振分束器。激光束组可以以多个波长，针对三个或更多个原色；红色、绿色和蓝色或更多而被提供。

发明内容

虽然白色LED光源可以提供例如高达约300lm/mm²的强度；静态磷光体转换的激光白色光源可以提供高达约20.000lm/mm²的强度。Ce掺杂石榴石(例如，YAG、LuAG)可以是可以用于利用泵浦蓝色激光的最合适的发光转换器，因为石榴石基质具有非常高的化学稳定性。此外，在低Ce浓度(例如，低于0.5％)下，温度淬火可能仅发生在约200℃以上。此外，来自Ce的发射具有非常快的衰减时间，使得基本上可以避免光学饱和。在诸如汽车等应用中，需要在低CRI时相关色温高于约5000K。但是，在其他应用中，例如具有高CRI(例如，至少90)和相对较低CCT(例如，最大3000K)的光源可能是可取的。例如，在某些应用中，在CRI≥90和较低的CCT≤3000K的情况下，强度高于1GCd/m²似乎是可取的。对于良好的显色性和/或R9，红色磷光体的添加可能是有用的。然而，似乎这样的磷光体通常不能承受高泵浦功率，和/或表现出热猝灭，和/或表现出劣化。

利用聚焦的蓝色激光二极管泵浦陶瓷磷光体可以创建光源，该光源例如具有是磷光体转换的白光LED的约10-20倍的亮度，因此可以实现更紧凑的光束角点或小型化照明器。似乎可以提供由蓝色激光二极管和陶瓷掺铈石榴石荧光板组成的相对较小的窄光束光源。为了生成期望的流明通量，单个蓝色二极管激光器的光可能是不够的，因为它可能被限制在每个芯片大约5W。组合若干蓝色激光二极管的光束可能是一种解决方案。然而，为了生成期望色点，蓝色激光的光(部分地)利用磷光体进行波长转换，如果不需要添加红色(激光)光以实现高显色性，则这似乎是有用的。在这样的实施例中，可能需要组合红色和蓝色激光二极管的光束。光束组合方法可以例如基于多芯光纤、贴片反射器或偏振和二向色滤光片。在这样的系统中，似乎可以组合数十到数百个二极管激光器。然而，这些系统看起来非常复杂，并且可能包含昂贵的组件。需要更有效的解决方案来组合例如两个或更多个激光二极管的光束。

因此，本发明的一个方面是提供一种备选的光生成设备，该光生成设备优选地进一步至少部分消除了上述缺点中的一个或多个。本发明的目的可以是克服或改善现有技术的缺点中的至少一个，或提供有用的替代方案。