【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及激光照明領(lǐng)域，具體涉及一種高顯指高亮度的激光照明光源。
技術(shù)介紹
1、激光照明是一種先進(jìn)的照明技術(shù)，利用激光器產(chǎn)生的高亮度、高聚焦度的激光束來實(shí)現(xiàn)照明。相比傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈或led燈等光源，激光照明具有許多優(yōu)勢，包括高效能、節(jié)能、可調(diào)節(jié)光譜、壽命長、色彩鮮艷等。激光照明是基于半導(dǎo)體激光器和熒光轉(zhuǎn)換材料的照明方案，目前正逐漸取代傳統(tǒng)的led照明，成為新一代固態(tài)照明光源。而熒光材料作為極光照明光源的核心元件，為了提升照明光源的顯色性能，通常采用疊層結(jié)構(gòu)的熒光體，如yag:ce/yag:ce,cr，(y,gd)ag:ce/yag:ce,pr，luag:ce/luag:mn等，文獻(xiàn)(unique?sandwichdesign?of?high-efficiency?heat-conducting?phosphor-in-glass?film?for?high-quality?laser-driven?white?lighting.j?adv?ceram,11(12)2022.)報(bào)道中采用紅粉層與綠粉層的復(fù)合，制備而成用于提高顯色指數(shù)。然而這種垂直結(jié)構(gòu)的熒光體，它存在著被rgb熒光體重吸收的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致發(fā)光效率的下降。
2、此外，針對不同照明應(yīng)用的場所中，如一些室內(nèi)照明、醫(yī)療照明和商場貨架照明，都對顯色指數(shù)有這更高的要求，一般為80～90左右，并且對于光源的亮度也是具有一些要求。在面對激光激發(fā)時，熒光轉(zhuǎn)換的過程中會不可避免的產(chǎn)生大量的熱量，如果溫度過高會造成發(fā)光強(qiáng)度降低，進(jìn)而影響照明質(zhì)量。例如cn115490
3、因此，鑒于以上問題，有必要提出一種顯色指數(shù)更高，且具有更好的發(fā)光亮度和散熱性能的激光照明光源，以滿足照明領(lǐng)域?qū)Υ说男枨蟆?/p>
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種高顯指高亮度的激光照明光源，該光源使用的復(fù)合熒光陶瓷，采用的三種扇形結(jié)構(gòu)結(jié)合，紅光綠光得到了補(bǔ)充，顯色指數(shù)超過了80，并且周圍yag透明陶瓷也能夠成為快速散熱通道，可以用于大功率照明，最終實(shí)現(xiàn)高顯色指數(shù)高發(fā)光亮度的要求。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：一種高顯指高亮度的激光照明光源，包含藍(lán)光激光器、光纖、散熱基底、復(fù)合熒光陶瓷，所述復(fù)合熒光陶瓷由yag透明陶瓷、yag:ce陶瓷、yag:ce,mn陶瓷和luag:ce陶瓷采用共燒緊密粘合組成，其中yag:ce陶瓷、yag:ce,mn陶瓷和luag:ce陶瓷組合構(gòu)成中心圓層，yag透明陶瓷包裹在中心圓外部；所述藍(lán)光激光器發(fā)射的藍(lán)光經(jīng)過光纖傳輸?shù)綇?fù)合熒光陶瓷的中心，激發(fā)中心的三種熒光陶瓷轉(zhuǎn)化成高品質(zhì)白光，外圍的yag透明陶瓷用于散熱，所述藍(lán)光激光器通過散熱基底散熱。
3、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)選，所述yag:ce陶瓷中的ce摻雜濃度為0.05～0.1at％；yag:ce,mn陶瓷中的ce摻雜濃度為0.5～1at％，mn的摻雜濃度為0.8～1.2at％；luag:ce陶瓷中的ce摻雜濃度為0.05～0.1at％。
4、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)選，所述復(fù)合熒光陶瓷通過以下步驟制備得到：
5、步驟一：分別制備yag粉體、yag:ce粉體、yag:ce,mn粉體和luag:ce粉體；
6、步驟二：將yag:ce粉體、yag:ce,mn粉體和luag:ce粉體分別與分散劑、ph調(diào)節(jié)劑、單體、交聯(lián)劑和催化劑球磨混合，配制得到成型所需要的注模漿料；
7、步驟三：采用凝膠注模方式分別將所制備的yag:ce、yag:ce,mn和luag:ce漿料注入三個模具中，并干燥漿料固化成素坯，完成排膠；所述模具為100°～140°扇形結(jié)構(gòu)，三個扇形模具的圓心角度之和為360°；
8、步驟四：將yag:ce、yag:ce,mn和luag:ce素坯放入干壓模具中，并在素坯四周包裹yag粉體，干壓成型，得到復(fù)合陶瓷坯體圓片，并依次進(jìn)行真空燒結(jié)、退火和拋光，即得。
9、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)選，步驟二中所述分散劑為檸檬酸胺，分散劑的加入量為各陶瓷粉體的0.3～0.6wt.％；所述ph調(diào)節(jié)劑的加入量為各陶瓷粉體的0.9～1.6wt.％；所述單體為丙烯酰胺，單體的加入量為各陶瓷粉體的1.5～3.5wt.％；所述交聯(lián)劑為n-n’亞甲基雙丙烯酰胺，交聯(lián)劑的加入量為各陶瓷粉體的0.15～0.35wt.％；所述催化劑為四甲基乙二胺，催化劑的加入量為各陶瓷粉體的0.2～0.5wt.％。
10、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)選，步驟三中所述模具的高度為1～3mm，半徑為3～6mm；所述干燥溫度為25～60℃，干燥濕度為30％～80％；所述排膠溫度為600～900℃，排膠時間24～72h。
11、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)選，步驟四中所述真空燒結(jié)溫度為1750℃～1770℃，保溫時間10h；所述退火溫度為1350～1450℃，保溫時間10h。
12、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)選，所述激光器發(fā)射的波長為440～460nm；所述散熱基底的材質(zhì)為銅或氮化鋁。
13、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)選，所述光源還包括外殼，所述外殼為pc材質(zhì)，透光率為75～80％。
14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下有益效果：
15、(1)本專利技術(shù)提供了一種新型的扇形結(jié)構(gòu)的復(fù)合熒光陶瓷采用yag:ce陶瓷、yag:ce,mn陶瓷和luag:ce陶瓷作為發(fā)光元件，使得照明光源的紅光和綠光得到了補(bǔ)充，顯色指數(shù)能夠突破84.5，同時每個扇形結(jié)構(gòu)能作為獨(dú)立的存在，在激發(fā)吸收和熒光發(fā)射方面都具有獨(dú)立的發(fā)光過程，這就避免熒光體的重吸收問題。
16、(2)復(fù)合熒光陶瓷具有較好的散熱性能，周圍包覆的yag透明陶瓷能夠作為有效的散熱通道，將熒光層產(chǎn)生的熱量快速的傳遞出去，提升陶瓷的散熱。并且在陶瓷周圍有著金屬熱沉散熱的裝置，進(jìn)一步提升了激光光源照明時陶瓷的散熱性能。
17、(3)本專利技術(shù)采用共燒方案將yag透明陶瓷、yag:ce陶瓷、yag:ce,mn陶瓷和luag:ce陶瓷緊密粘合在一起，并且由于四者均屬于yag體系，熱膨脹系數(shù)相似可以一步燒結(jié)，并不會出現(xiàn)開裂的情況。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種高顯指高亮度的激光照明光源，其特征在于，包含藍(lán)光激光器、光纖、散熱基底、復(fù)合熒光陶瓷，所述復(fù)合熒光陶瓷由YAG透明陶瓷、YAG:Ce陶瓷、YAG:Ce,Mn陶瓷和LuAG:Ce陶瓷采用共燒緊密粘合組成，其中YAG:Ce陶瓷、YAG:Ce,Mn陶瓷和LuAG:Ce陶瓷組合構(gòu)成中心圓層，YAG透明陶瓷包裹在中心圓外部；所述藍(lán)光激光器發(fā)射的藍(lán)光經(jīng)過光纖傳輸?shù)綇?fù)合熒光陶瓷的中心，激發(fā)中心的三種熒光陶瓷轉(zhuǎn)化成高品質(zhì)白光，外圍的YAG透明陶瓷用于散熱，所述藍(lán)光激光器通過散熱基底散熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高顯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摻雜濃度為0.05～0.1at％；YAG:Ce,Mn陶瓷中的Ce摻雜濃度為0.5～1at％，Mn的摻雜濃度為0.8～1.2at％；LuAG:Ce陶瓷中的Ce摻雜濃度為0.05～0.1at％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高顯指高亮度的激光照明光源，其特征在于，所述復(fù)合熒光陶瓷通過以下步驟制備得到：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高顯指高亮度的激光照明光源，其特征在于，步驟
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高顯指高亮度的激光照明光源，其特征在于，步驟三中所述模具的高度為1～3mm，半徑為3～6mm；所述干燥溫度為25～60℃，干燥濕度為30％～80％；所述排膠溫度為600～900℃，排膠時間24～72h。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高顯指高亮度的激光照明光源，其特征在于，步驟四中所述真空燒結(jié)溫度為1750℃～1770℃，保溫時間10h；所述退火溫度為1350～1450℃，保溫時間10h。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高顯指高亮度的激光照明光源，其特征在于，所述激光器發(fā)射的波長為440～460nm；所述散熱基底的材質(zhì)為銅或氮化鋁。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高顯指高亮度的激光照明光源，其特征在于，所述光源還包括外殼，所述外殼為PC材質(zhì)，透光率為75～80％。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高顯指高亮度的激光照明光源，其特征在于，包含藍(lán)光激光器、光纖、散熱基底、復(fù)合熒光陶瓷，所述復(fù)合熒光陶瓷由yag透明陶瓷、yag:ce陶瓷、yag:ce,mn陶瓷和luag:ce陶瓷采用共燒緊密粘合組成，其中yag:ce陶瓷、yag:ce,mn陶瓷和luag:ce陶瓷組合構(gòu)成中心圓層，yag透明陶瓷包裹在中心圓外部；所述藍(lán)光激光器發(fā)射的藍(lán)光經(jīng)過光纖傳輸?shù)綇?fù)合熒光陶瓷的中心，激發(fā)中心的三種熒光陶瓷轉(zhuǎn)化成高品質(zhì)白光，外圍的yag透明陶瓷用于散熱，所述藍(lán)光激光器通過散熱基底散熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高顯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摻雜濃度為0.05～0.1at％；yag:ce,mn陶瓷中的ce摻雜濃度為0.5～1at％，mn的摻雜濃度為0.8～1.2at％；luag:ce陶瓷中的ce摻雜濃度為0.05～0.1at％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高顯指高亮度的激光照明光源，其特征在于，所述復(fù)合熒光陶瓷通過以下步驟制備得到：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高顯指高亮度的激光照明光源，其特征在于，步驟二中所述分散劑為檸檬酸胺，分散劑的加入量為各陶瓷粉體的0.3～0....
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張樂，王金華，李波，劉元紅，劉炫初，王鵬，劉子童，康健，周天元，陳浩，
申請(專利權(quán))人：江蘇師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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