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一种高显指高亮度的激光照明光源实质审查 发明

具体技术细节

[0005] 本发明的目的是提供一种高显指高亮度的激光照明光源,该光源使用的复合荧光陶瓷,采用的三种扇形结构结合,红光绿光得到了补充,显色指数超过了80,并且周围YAG透明陶瓷也能够成为快速散热通道,可以用于大功率照明,最终实现高显色指数高发光亮度的要求。
[0006] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种高显指高亮度的激光照明光源,包含蓝光激光器、光纤、散热基底、复合荧光陶瓷,所述复合荧光陶瓷由YAG透明陶瓷、YAG:Ce陶瓷、YAG:Ce,Mn陶瓷和LuAG:Ce陶瓷采用共烧紧密粘合组成,其中YAG:Ce陶瓷、YAG:Ce,Mn陶瓷和LuAG:Ce陶瓷组合构成中心圆层,YAG透明陶瓷包裹在中心圆外部;所述蓝光激光器发射的蓝光经过光纤传输到复合荧光陶瓷的中心,激发中心的三种荧光陶瓷转化成高品质白光,外围的YAG透明陶瓷用于散热,所述蓝光激光器通过散热基底散热。
[0007] 作为本发明的进一步优选,所述YAG:Ce陶瓷中的Ce掺杂浓度为0.05~0.1at%;YAG:Ce,Mn陶瓷中的Ce掺杂浓度为0.5~1at%,Mn的掺杂浓度为0.8~1.2at%;LuAG:Ce陶瓷中的Ce掺杂浓度为0.05~0.1at%。
[0008] 作为本发明的进一步优选,所述复合荧光陶瓷通过以下步骤制备得到:
[0009] 步骤一:分别制备YAG粉体、YAG:Ce粉体、YAG:Ce,Mn粉体和LuAG:Ce粉体;
[0010] 步骤二:将YAG:Ce粉体、YAG:Ce,Mn粉体和LuAG:Ce粉体分别与分散剂、pH调节剂、单体、交联剂和催化剂球磨混合,配制得到成型所需要的注模浆料;
[0011] 步骤三:采用凝胶注模方式分别将所制备的YAG:Ce、YAG:Ce,Mn和LuAG:Ce浆料注入三个模具中,并干燥浆料固化成素坯,完成排胶;所述模具为100°~140°扇形结构,三个扇形模具的圆心角度之和为360°;
[0012] 步骤四:将YAG:Ce、YAG:Ce,Mn和LuAG:Ce素坯放入干压模具中,并在素坯四周包裹YAG粉体,干压成型,得到复合陶瓷坯体圆片,并依次进行真空烧结、退火和抛光,即得。
[0013] 作为本发明的进一步优选,步骤二中所述分散剂为柠檬酸胺,分散剂的加入量为各陶瓷粉体的0.3~0.6wt.%;所述pH调节剂的加入量为各陶瓷粉体的0.9~1.6wt.%;所述单体为丙烯酰胺,单体的加入量为各陶瓷粉体的1.5~3.5wt.%;所述交联剂为N‑N’亚甲基双丙烯酰胺,交联剂的加入量为各陶瓷粉体的0.15~0.35wt.%;所述催化剂为四甲基乙二胺,催化剂的加入量为各陶瓷粉体的0.2~0.5wt.%。
[0014] 作为本发明的进一步优选,步骤三中所述模具的高度为1~3mm,半径为3~6mm;所述干燥温度为25~60℃,干燥湿度为30%~80%;所述排胶温度为600~900℃,排胶时间24~72h。
[0015] 作为本发明的进一步优选,步骤四中所述真空烧结温度为1750℃~1770℃,保温时间10h;所述退火温度为1350~1450℃,保温时间10h。
[0016] 作为本发明的进一步优选,所述激光器发射的波长为440~460nm;所述散热基底的材质为铜或氮化铝。
[0017] 作为本发明的进一步优选,所述光源还包括外壳,所述外壳为PC材质,透光率为75~80%。
[0018] 与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
[0019] (1)本发明提供了一种新型的扇形结构的复合荧光陶瓷采用YAG:Ce陶瓷、YAG:Ce,Mn陶瓷和LuAG:Ce陶瓷作为发光元件,使得照明光源的红光和绿光得到了补充,显色指数能够突破84.5,同时每个扇形结构能作为独立的存在,在激发吸收和荧光发射方面都具有独立的发光过程,这就避免荧光体的重吸收问题。
[0020] (2)复合荧光陶瓷具有较好的散热性能,周围包覆的YAG透明陶瓷能够作为有效的散热通道,将荧光层产生的热量快速的传递出去,提升陶瓷的散热。并且在陶瓷周围有着金属热沉散热的装置,进一步提升了激光光源照明时陶瓷的散热性能。
[0021] (3)本发明采用共烧方案将YAG透明陶瓷、YAG:Ce陶瓷、YAG:Ce,Mn陶瓷和LuAG:Ce陶瓷紧密粘合在一起,并且由于四者均属于YAG体系,热膨胀系数相似可以一步烧结,并不会出现开裂的情况。

法律保护范围

涉及权利要求数量8:其中独权1项,从权-1项

1.一种高显指高亮度的激光照明光源,其特征在于,包含蓝光激光器、光纤、散热基底、复合荧光陶瓷,所述复合荧光陶瓷由YAG透明陶瓷、YAG:Ce陶瓷、YAG:Ce,Mn陶瓷和LuAG:Ce陶瓷采用共烧紧密粘合组成,其中YAG:Ce陶瓷、YAG:Ce,Mn陶瓷和LuAG:Ce陶瓷组合构成中心圆层,YAG透明陶瓷包裹在中心圆外部;所述蓝光激光器发射的蓝光经过光纤传输到复合荧光陶瓷的中心,激发中心的三种荧光陶瓷转化成高品质白光,外围的YAG透明陶瓷用于散热,所述蓝光激光器通过散热基底散热。
2.根据权利要求1所述的一种高显指高亮度的激光照明光源,其特征在于,所述YAG:Ce陶瓷中的Ce掺杂浓度为0.05~0.1at%;YAG:Ce,Mn陶瓷中的Ce掺杂浓度为0.5~1at%,Mn的掺杂浓度为0.8~1.2at%;LuAG:Ce陶瓷中的Ce掺杂浓度为0.05~0.1at%。
3.根据权利要求1或2所述的一种高显指高亮度的激光照明光源,其特征在于,所述复合荧光陶瓷通过以下步骤制备得到:
步骤一:分别制备YAG粉体、YAG:Ce粉体、YAG:Ce,Mn粉体和LuAG:Ce粉体;
步骤二:将YAG:Ce粉体、YAG:Ce,Mn粉体和LuAG:Ce粉体分别与分散剂、pH调节剂、单体、交联剂和催化剂球磨混合,配制得到成型所需要的注模浆料;
步骤三:采用凝胶注模方式分别将所制备的YAG:Ce、YAG:Ce,Mn和LuAG:Ce浆料注入三个模具中,并干燥浆料固化成素坯,完成排胶;所述模具为100°~140°扇形结构,三个扇形模具的圆心角度之和为360°;
步骤四:将YAG:Ce、YAG:Ce,Mn和LuAG:Ce素坯放入干压模具中,并在素坯四周包裹YAG粉体,干压成型,得到复合陶瓷坯体圆片,并依次进行真空烧结、退火和抛光,即得。
4.根据权利要求3所述的一种高显指高亮度的激光照明光源,其特征在于,步骤二中所述分散剂为柠檬酸胺,分散剂的加入量为各陶瓷粉体的0.3~0.6wt.%;所述pH调节剂的加入量为各陶瓷粉体的0.9~1.6wt.%;所述单体为丙烯酰胺,单体的加入量为各陶瓷粉体的
1.5~3.5wt.%;所述交联剂为N‑N’亚甲基双丙烯酰胺,交联剂的加入量为各陶瓷粉体的
0.15~0.35wt.%;所述催化剂为四甲基乙二胺,催化剂的加入量为各陶瓷粉体的0.2~
0.5wt.%。
5.根据权利要求3所述的一种高显指高亮度的激光照明光源,其特征在于,步骤三中所述模具的高度为1~3mm,半径为3~6mm;所述干燥温度为25~60℃,干燥湿度为30%~
80%;所述排胶温度为600~900℃,排胶时间24~72h。
6.根据权利要求3所述的一种高显指高亮度的激光照明光源,其特征在于,步骤四中所述真空烧结温度为1750℃~1770℃,保温时间10h;所述退火温度为1350~1450℃,保温时间10h。
7.根据权利要求3所述的一种高显指高亮度的激光照明光源,其特征在于,所述激光器发射的波长为440~460nm;所述散热基底的材质为铜或氮化铝。
8.根据权利要求3所述的一种高显指高亮度的激光照明光源,其特征在于,所述光源还包括外壳,所述外壳为PC材质,透光率为75~80%。

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