波長轉換裝置和發光裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及照明及顯示技術領域，特別是涉及一種波長轉換裝置和發光裝置。
【背景技術】
[0002]現有技術中的照明系統或者投影系統的發光裝置中，常采用激發光對波長轉換層中的波長轉換材料進行激發以產生受激光。但由于每個波長轉換材料顆粒在受激發的過程中的波長轉換效率不可能是100%，其中所損失的能量都轉化為熱量，這就造成了波長轉換材料顆粒的熱量的累積和溫度的快速上升，直接影響了波長轉換材料的發光效率和使用壽命O
【發明內容】
[0003]本發明主要解決的技術問題是提供一種能實現波長轉換材料的快速散熱的波長轉換裝置和發光裝置。
[0004]本發明實施例提供一種波長轉換裝置，包括:
[0005]波長轉換體，包括波長轉換材料，用于吸收激發光以產生受激光，且所述波長轉換體呈棒狀，所述波長轉換體的表面包括位于兩端的第一底面和第二底面，以及除第一底面和第二底面以外的側面；
[0006]至少與所述波長轉換體的側面相接觸的反射裝置；
[0007]散熱裝置，與所述反射裝置背向所述波長轉換體的側面的一面的至少部分相接觸。
[0008]本發明實施例還提供一種發光裝置，包括:
[0009]第一光源，用于產生第一激發光；
[0010]上述波長轉換裝置，且所述第一激發光在所述波長轉換體上形成的光斑位于所述波長轉換體的第二底面。
[0011]本發明實施例還提供一種波長轉換裝置，包括:
[0012]波長轉換體，包括波長轉換材料，用于吸收激發光以產生受激光，且所述波長轉換體呈片狀，所述波長轉換體的表面包括相對的第一表面和第二表面，以及除第一表面和第二表面以外的側面；
[0013]至少與所述波長轉換體的第一表面和第二表面相接觸的反射裝置；
[0014]散熱裝置，與所述反射裝置背向所述波長轉換體的第一表面或第二表面的一面的至少部分相接觸。
[0015]與現有技術相比，本發明包括如下有益效果:
[0016]本發明中，由于波長轉換材料在反射裝置內呈細長的棒狀分布，波長轉換材料與反射裝置的接觸面積夠大，使得波長轉換材料吸收激發光以產生受激光的過程中所產生的熱量能夠快速傳遞到反射裝置上，同時反射裝置背向波長轉換體的一側設有散熱裝置，有利于發射裝置上的熱量能夠快速傳遞到空氣中，最終實現波長轉換材料的快速散熱。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的發光裝置的一個實施例的示意圖；
[0018]圖2是本發明的發光裝置的又一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施方式對本發明實施例進行詳細說明。
[0020]實施例一
[0021]請參閱圖1，圖1是本發明的發光裝置的一個實施例的示意圖。如圖1所示，發光裝置100包括第一光源110、波長轉換體120、反射裝置130以及散熱裝置140。
[0022]波長轉換體120包括波長轉換材料，用于吸收激發光以產生受激光。最常用的波長轉換材料是熒光粉，例如釔鋁石榴石(YAG)熒光粉，它可以吸收紫外或藍光并受激產生黃色的受激光。波長轉換材料還可能是量子點、熒光染料等具有波長轉換能力的材料，并不限于熒光粉。在很多情況下，波長轉換材料往往是粉末狀或顆粒狀的，難以直接形成波長轉換體，此時就需要使用一種粘接劑把各個波長轉換材料顆粒固定在一起，并形成特定的形狀。最常用的是硅膠粘接劑，其化學性質穩定、有較高的機械強度。但是硅膠粘接劑的可耐受溫度較低，一般在300攝氏度至500攝氏度。為了應用于大功率的發光裝置中，優選地，可以用無機粘接劑來將波長轉換材料粘接成一個整體，例如水玻璃或者玻璃粉，以實現耐高溫的波長轉換裝置。例如將熒光粉與玻璃粉(若溫度要求低，可以使用低溫玻璃粉)在一定的惰性氣氛保護下融化混合再成型。
[0023]本實施例中，波長轉換體120呈棒狀。波長轉換體120的表面包括位于兩端的第一底面121和第二底面122，以及除第一底面121和第二底面122以外的側面，其中該側面可以是一個曲面，或者也可以是由多個平面接連而成，第一底面121和第二底面122的形狀面積可以相同也可以不同，在此不作限制。具體舉例來說，波長轉換體120可以呈長方體狀，則該長方體面積最小的兩個底面分別為波長轉換體120的第一底面121和第二底面122，該長方體的的四個側面為波長轉換體120的側面。
[0024]本實施例中，反射裝置130具體為反射鏡，并環繞波長轉換體120，與波長轉換體120的側面相接觸，且波長轉換體120的第一底面121和第二底面122不與反射裝置130接觸；即反射裝置130呈中空的筒狀，且波長轉換體120位于反射裝置130的內側，與反射裝置130的內表面相貼。當然，實際運用中反射裝置130也可以有其他實現方式，在此不作限制。
[0025]散熱裝置140與反射裝置130背向波長轉換體120的側面的一面的至少部分相接觸，以對反射裝置130以及反射裝置130內側的波長轉換體120進行散熱。
[0026]第一光源110用于產生第一激發光。在本實施例中，第一光源110為藍色光源，第一激發光為藍光。第一光源I1優選為激光光源,也可以為LED或者其他固態光源。當然，實際運用中第一光源110也可以是其他顏色的光源，在此不作限制。
[0027]來自第一光源110的第一激發光入射至波長轉換體120的第二底面122上，并在第二底面122上形成激發光斑。波長轉換體120中的波長轉換材料吸收該第一激發光并產生受激光。實際情況中，當第一激發光入射至第二底面122上時，最先受激的波長轉換材料會吸收一部分激發光并產生受激光，未被吸收的第一激發光會穿透先受激的波長轉換材料，并被位于更深處的波長轉換材料所吸收。在某些應用中，例如波長轉換材料為熒光粉顆粒，未被吸收的第一激發光穿透波長轉換材料的同時會被散射，進而被位于更深處的波長轉換材料所吸收。
[0028]由于波長轉換體120的側面環繞有反射裝置130，且波長轉換材料吸收激發光后產生的受激光是各向同性出射的，該受激光在該反射裝置130的多次反射下，最終分為兩部分分別從第一底面121和第二底面122出射。
[0029]本發明實施例中，由于波長轉換材料在反射裝置內呈細長的棒狀分布，波長轉換材料與反射裝置的接觸面積夠大，使得波長轉換材料吸收激發光以產生受激光的過程中所產生的熱量能夠快速傳遞到反射裝置上，同時反射裝置背向波長轉換體的一側設有散熱裝置，有利于發射裝置上的熱量能夠快速傳遞到空氣中，最終實現波長轉換材料的快速散熱。而且，由于波長轉換體的第一底面和第二底面為受激光的出光面，那么在通過加長波長轉換體的長度以增加波長轉換材料且提高激發光的光功率密度來增強受激光時，由于出光面保持不變，進而使得受激光的光學擴展量不變，且亮度提高。
[0030]本實施例中，由于波長轉換體的第一底面和第二底面為受激光的出光面，那么可以通過設置第一底面和第二底面的形狀來對受激光的出射光斑進行整形。優選的，第一底面和/或第二底面的開口呈長方形，其中該長方形的長邊與寬邊的比例為I比1、4比3或者16比9。在投影運用中，光閥和投影的圖像一般呈4:3或16:9的長方形。由于受激光的光斑面積和形狀分別等于第一底面和/或第二底面開口的面積和形狀，因此可通過控制第一底面和/或第二底面開口的形狀和光閥以及投影的圖像的形狀匹配。或者，第一底面和/或第二底面的開口優選呈圓形。例如在舞臺燈的應用中，往往要求圓形光斑。圓形光斑雖然可以由波長轉換裝置出射光路后端的整形裝置來整形獲得，但勻光裝置往往對方形或長方形光斑效果較好，而獲得圓形光斑的整形裝置的效率往往較低。例如，圓形積分棒的混光效果不佳，需要很長才能將光混合好，但此時效率就比較低。而具有圓形單元的復眼透鏡對則由于圓形單元透鏡的陣列組合不可能填滿整個平面，即圓形單元透鏡之間留有空隙，這造成空隙處光的損失而效率較低。而采用本發明則可以直接得到均勻的圓形光斑，是應用于舞臺燈應用的首選方案。
[0031]優選地，反射裝置的長度大于波長轉換體的長度，即波長轉換體的第一底面和/或第二底面位于反射裝置的內部，而不是和反射裝置的一端持平。這樣，反射裝置長于波長轉換體的部分可以充當勻光裝置，以對入射于波長轉換裝置的激發光和/或出射的受激光進行勻光。
[0032]優選地，第一底面或第二底面的面積小于I平方毫米。這樣，波長轉換體的任一部位都距離散熱裝置足夠近，減小了波長轉換體到散熱裝置的熱阻，促進波長轉換體散熱。另外，受激光的出光面積足夠小，進而使得光學擴展量足夠小。
[0033]優選地，波長轉換體120的側面的面積大于該波長轉換體120的表面積的70%。這樣，在波長轉換體120的總體積保持不變的同時讓波長轉換體120的第一底面121和第二底面122的面積盡量小，進而減小受激光的出光面積，以減小受激光的光學擴展量，提高受激光的亮度。
[0034]優選地，沿著波長轉換體12