[实用新型]一种基于激光激发荧光材料的光源

说明书

本实用新型涉及一种激光激发荧光材料的光源。一种基于激光激发荧光材料的光源，其特征在于，包括依次设置的激光二极管，激光光束整形组件，荧光膜片，从激光二极管发出的单色激光光束经过棒镜整形后，再进入光学扩散片，其光束达到所需要的形状和尺寸，照射到荧光膜片的一面，激光激发荧光材料产生的荧光和仍未被荧光转换片吸收的激光在其另外一侧输出。本实用新型具有效率高、结构简单、制作成本低的有益效果。

技术领域

本实用新型涉及一种基于激光激发荧光材料的光源，用于照明与显示等技术领域。

背景技术

基于大功率激光二极管激发荧光材料的光源，依靠从激光二极管发出的单色激激发荧光波长转换片再发出荧光，具有效率高、成本低、寿命长、体积小等优点，在汽车照明、激光投影、机器视觉、舞台照明、搜索照明和生物医疗等很多领域有着广泛的应用。众所周知，从激光二极管发出的初始光束，其发光面为椭圆形，在快轴和慢轴方向的发散角度有很大的差别，因此需要对其进行光束整形，控制其照射在荧光波长转换片上的光斑尺寸和形状。光束整形一般采用以下方法：(1)双透镜方法，即先用一个透镜对入射激光进行准直，再用一个透镜对准直后的入射激光进行聚焦。该方法需要使用两个透镜，带来透镜成本高和光束经过多个透镜后损失等问题；(2)用单个透镜对入射激光束进行聚焦。该方法虽然结构简单、成本低，但有焦距长、效率低，整形效果欠佳等缺点。因此需要有一种结构简单、成本低、光形状可控的光束整形方法对激光二极管发出的激光光束进行整形，在此基础上，配合荧光膜片，组成效率高、结构简单、制作成本低的光源。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题，提出了一种基于激光激发荧光材料的光源。

本实用新型是通过以下技术方案得以实现的：

本实用新型为一种激光激发荧光材料的光源，其特征在于，包括依次设置的激光二极管、棒镜、光学扩散片和荧光膜片。从激光二极管发出的单色激光光束经过棒镜整形后，再进入光学扩散片，其光束达到所需要的形状和尺寸，照射到荧光膜片的一面，激光激发荧光材料产生的荧光和仍未被荧光膜片吸收的激光在其另外一侧输出。

进一步，激光的光束整形通过在激光二极管的出光窗口上安置棒镜，该棒镜放置在激光二极管发光面的中间，其轴向线与激光二极管发光表面的慢轴方向平行，激光二极管发出的光经过棒镜之后在其另外一侧再聚焦。

进一步，棒镜的直径根据具体需求选定。棒镜的长度不大于激光二极管出光窗口的直径，但大于激光二极管的发光区域的尺寸，以保证整形系统的光学效率。

进一步，棒镜的表面镀光学增透膜，以提高其光学效率，增透膜的波长范围与入射激光的波长相当，棒镜的材料可以为K9、UV熔融石英或蓝宝石。

进一步，为再扩大整形后的光束尺寸和改善其光强分布的均匀性，在棒镜和荧光波长转换片之间放置一片光学扩散片。扩散片的对入射光线的扩散角根据设计的需要选定，扩散角度可在0.5度到10度之间。扩散角度越大，照射到荧光膜片上的激光光束直径越大，光强越均匀。扩散片离荧光膜片的距离也根据需要而定，距离越长，照射到荧光膜片上的激光光束直径越大，光强越均匀。

进一步，经过光束整形后的激光从荧光膜片的一侧进入，与荧光材料发生作用，再发出波长更长、范围更宽的不同波长的光，从其另一侧输出。荧光膜片由荧光材料膜置于透明衬底上构成，其厚度在0.2mm到1mm之间。

进一步，激光二极管，其特征在于，其发出的激光波长在蓝色波段(波长在400nm-470nm之间)，光功率在0.5W到15W之间。

本实用新型具有效率高、结构简单、制作成本低的有益效果。

附图说明

图1是光束从激光二极管出光面的发散示意图。

图2是光束在快轴和慢轴方向尺寸及离开发光面距离的关系示意图。

图3是棒镜整形后激光光束的示意图。