專(zhuān)利名稱(chēng)：基于混合波導(dǎo)-下轉(zhuǎn)換器-擴(kuò)散器的固態(tài)光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及固態(tài)光源，并且更特別地，涉及一種基于混合波導(dǎo)_下轉(zhuǎn)換器_擴(kuò)散器的固態(tài)光源。
背景技術(shù)：
和

發(fā)明內(nèi)容
本部分提供了與本公開(kāi)相關(guān)的背景信息，這些信息并不一定是現(xiàn)有技術(shù)。本部分還提供了本公開(kāi)的總體概述，并且本部分不是對(duì)本公開(kāi)的整個(gè)范圍或本公開(kāi)的所有特征的全面公開(kāi)。當(dāng)前，美國(guó)每年單在照明用電上就總共花費(fèi)數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的美元——實(shí)際上，大多數(shù)建筑物用電的四分之一是用于照明。因此，即使照明效率的適度提高也可以使得節(jié)省大量的金錢(qián)并且對(duì)環(huán)境有益。作為能效更高的照明解決方案，固態(tài)光發(fā)射裝置(LED或有機(jī) LED)有可能可以替換現(xiàn)有的白熾燈和熒光燈，從而提供超過(guò)1001m/W的發(fā)光效率。然而，照明的累計(jì)成本不僅包括電力成本，而且包括燈的成本。為了在商業(yè)上可行，與熒光燈、高強(qiáng)放電(HID)燈以及當(dāng)前的基于LED的燈相比，任何新興的固態(tài)照明(SSL) 技術(shù)必須同時(shí)在成本和能量方面具有競(jìng)爭(zhēng)力。到目前為止，基于LED的照明在大多數(shù)市場(chǎng) (例如，室內(nèi)普通照明)上在成本方面一直不具有競(jìng)爭(zhēng)力。重要的是，除了照明效率和成本效能之外，為利于廣泛接受，照明質(zhì)量(S卩，顯色指數(shù)(CRI))也必須與傳統(tǒng)白熾燈和HID燈的照明質(zhì)量(通常CRI > 90)相匹敵?，F(xiàn)有照明器材(例如，熒光照明器材和愛(ài)迪生螺旋燈頭)的向后兼容性也是非?？扇〉摹Ｆ駷橹?，事實(shí)上，新興的光源沒(méi)有一個(gè)滿(mǎn)足這些要求。無(wú)機(jī)白光LED可能能夠滿(mǎn)足SSL要求并且表現(xiàn)出長(zhǎng)于50，000小時(shí)的裝置壽命。迄今為止，基于氮化銦鎵(InGaN)和磷化鋁鎵銦(AlInGaP)的LED已經(jīng)分別在藍(lán)光和紅光波長(zhǎng)上實(shí)現(xiàn)超過(guò)50%的功率轉(zhuǎn)換效率；基于氮化銦鎵的綠光LED具有30%的效率。由于昂貴的制造過(guò)程(例如，外延)和不相容的藍(lán)光/綠光和紅光LED材料，因此當(dāng)前的白光LED主要基于涂履有黃色磷光體的藍(lán)光LED。然而，該方法產(chǎn)生非常低的CRI輸出(大約70)。另外，每個(gè)LED芯片尺寸僅在Imm2量級(jí)上或更小。因此，需要外部透鏡和擴(kuò)散器，這導(dǎo)致附加的制造和裝配成本。相似地，白光OLED可能能夠滿(mǎn)足SSL要求，提供對(duì)發(fā)光顏色的精良控制，并且理論功率效率超過(guò)150流明/瓦特。迄今為止，OLED已經(jīng)超過(guò)601m/W的功率效率，并且獲得80 或更好的CRI。然而，在它們變得對(duì)于SSL應(yīng)用而言在商業(yè)上可行之前，必須克服若干重大的技術(shù)和科學(xué)挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)中的一些包括1.較高的基質(zhì)成本(計(jì)算表明整個(gè)OLED必須花費(fèi)少于$100/m2) ；2.較低的光外耦合率(計(jì)算表明光提取效率應(yīng)當(dāng)超過(guò)50%) ；3.發(fā)藍(lán)光材料的較短的工作壽命；以及4.較高的封裝成本(尤其在對(duì)撓性基質(zhì)的卷帶式加工 (reel-to-reel manufacturing)白勺t青況下)0根據(jù)本教導(dǎo)的原理，提供了一種固態(tài)光源，該固態(tài)光源包括輸出光能的光泵；光耦合到光泵以接收光能的波導(dǎo)；以及用于將來(lái)自波導(dǎo)的光能轉(zhuǎn)換為較弱光能的下轉(zhuǎn)換器。通過(guò)在此提供的說(shuō)明，其它可應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊们宄?。本發(fā)明內(nèi)容部分中的說(shuō)明和具體示例僅出于說(shuō)明的目的而并非意在限制本公開(kāi)的范圍。


此處描述的附圖是僅用于對(duì)所選實(shí)施方式而非全部可能的實(shí)施進(jìn)行示例說(shuō)明的目的，而并非意在限定本公開(kāi)的范圍。圖1是根據(jù)本教導(dǎo)原理的基于混合波導(dǎo)-下轉(zhuǎn)換器-擴(kuò)散器系統(tǒng)的固態(tài)光源的示意圖；圖2是具有一排LED和相關(guān)聯(lián)波導(dǎo)的固態(tài)光源，其中，為清楚起見(jiàn)部分被移除；圖3是藍(lán)光LED的放大示意圖；圖4是根據(jù)本教導(dǎo)原理的圓柱狀波導(dǎo)組件的仰視立體圖；圖5是根據(jù)本教導(dǎo)原理的板狀波導(dǎo)組件的仰視立體圖；圖6是具有變化的彎曲半徑的根據(jù)本教導(dǎo)原理的波導(dǎo)的立體圖；圖7是具有變化的螺距的根據(jù)本教導(dǎo)原理的波導(dǎo)的立體圖；以及圖8a至8c是具有各種表面處理以促進(jìn)光外耦合的根據(jù)本教導(dǎo)原理的波導(dǎo)的示意性截面圖。在附圖中的若干視圖中，對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記始終指示對(duì)應(yīng)的部件。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。提供示例實(shí)施方式以使得本發(fā)明公開(kāi)充分并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員完整傳達(dá)了范圍。闡述了許多特定細(xì)節(jié)，例如特定部件、裝置、以及方法的示例，以提供對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施方式的全面的理解。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見(jiàn)的是，不必采用特定細(xì)節(jié)，可以以許多不同的形式實(shí)施示例實(shí)施方式并且都不應(yīng)當(dāng)解釋為對(duì)本公開(kāi)的范圍的限制。本文使用的術(shù)語(yǔ)僅出于描述具體示例性實(shí)施方式的目的，而非意欲進(jìn)行限制。如本文所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”可被理解成同樣包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中以其它方式清楚地加以表明。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包括在內(nèi)的，并且由此詳細(xì)說(shuō)明了所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或它們的組合的存在或摻雜。本文所述的方法步驟、 過(guò)程和操作不應(yīng)被解釋成必需要求以所討論或所述的特定順序來(lái)執(zhí)行它們，除非明確表明為執(zhí)行順序。同樣應(yīng)該明白的是，可采用附加的或替代的步驟。當(dāng)元件或?qū)颖恢笧椤霸诹硪辉驅(qū)由稀?、或“接合至”、“連接至”或“耦合至”另一元件或?qū)訒r(shí)，該元件或?qū)涌梢灾苯釉诹硪辉驅(qū)由稀⒒蛑苯咏雍现?、連接至或耦合至另一元件或?qū)樱蛘呖纱嬖诰又械脑驅(qū)?。相反，?dāng)元件被指為“直接在另一元件或?qū)由稀?、?“直接接合至”、“直接連接至”或“直接耦合至”另一元件或?qū)訒r(shí)，可不存在居中元件或?qū)?。用于描述元件之間的關(guān)系的其他用語(yǔ)應(yīng)當(dāng)以相似的方式進(jìn)行解釋(例如“在...之間”對(duì) “直接在...之間”，“相鄰”對(duì)“直接相鄰”等)。如本文所使用的，用語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)列舉的項(xiàng)目中的任一個(gè)和全部組合。為了克服常規(guī)固態(tài)照明的缺陷，本教導(dǎo)的原理提供了一種以創(chuàng)新且有效的方式組合發(fā)展成熟的技術(shù)的方法。如圖1和2所示，根據(jù)本教導(dǎo)的原理，固態(tài)光源10設(shè)置成具有光泵12和波導(dǎo)組件14，波導(dǎo)組件14可操作地耦合于光泵12以便光泵12與波導(dǎo)組件14之間的光能連通。具體地，本教導(dǎo)提供了一種系統(tǒng)，其中，在一些實(shí)施方式中，藍(lán)光LED的輸出耦合至包括波導(dǎo)芯層和波導(dǎo)包覆層的光波導(dǎo)或波導(dǎo)組件，由此，與波導(dǎo)包覆層相比，波導(dǎo)芯層具有更高的折射率。波導(dǎo)的外表面可以涂履有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(例如，熒光染料、磷光體以及量子點(diǎn))。通過(guò)使波導(dǎo)適當(dāng)?shù)爻尚危鶆蛐钩龅乃{(lán)光激發(fā)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料以產(chǎn)生白光。與常規(guī)系統(tǒng)相比，本教導(dǎo)的主要優(yōu)點(diǎn)包括(i)藍(lán)光激發(fā)的光強(qiáng)度(每單位面積的光功率)非常低，從而允許更寬范圍的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，以及(ii)照明裝置的外形因素(大小和形狀)可以?xún)H通過(guò)改變波導(dǎo)的外形因素而容易地改變并且不受波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的放置的限制(例如， 在熒光器材中替換使用的長(zhǎng)形照明裝置)。在一些實(shí)施方式中，光泵12可以包括光學(xué)地耦合于一個(gè)或多個(gè)波導(dǎo)組件14的一個(gè)或多個(gè)LED、激光器、有機(jī)LED以及其組合。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在一些實(shí)施方式中，光泵12可以包括不同顏色的LED、不同顏色的激光器、不同顏色的有機(jī)LED等。特別地參照?qǐng)D1至3，光泵12被示出為提供極高發(fā)光效率的藍(lán)光泵LED 12。特別地參照?qǐng)D3，藍(lán)光泵LED 12可以為使用TFFC(薄膜倒裝芯片)設(shè)計(jì)的藍(lán)光LED。繼續(xù)參照?qǐng)D1、2和4至7，波導(dǎo)組件14可以限定包括圓形、橢圓形、平面狀、圓柱狀、具有變化的螺距和/或半徑的圓柱狀或有助于一致的或其它的光輸出分布的其它形狀的多種布置和設(shè)計(jì)中的任何一種。此外，在一些實(shí)施方式中，波導(dǎo)組件14可以以成排構(gòu)造布置(如圖2所示)。在一些實(shí)施方式中，波導(dǎo)組件14可以包括基本上被諸如氟化聚碳酸酯之類(lèi)的波導(dǎo)包覆層18圍繞的諸如PMMA芯之類(lèi)的波導(dǎo)芯層16。在一些實(shí)施方式中，波導(dǎo)組件14可包括通常圍繞波導(dǎo)包覆層18的至少一部分的下轉(zhuǎn)換層20。最后，可圍繞波導(dǎo)組件14的所包含的部分布置外表面部分22以提供外耦合功能。應(yīng)當(dāng)注意，波導(dǎo)組件14的具體布置可以變化，并且因此可以采用可選擇的形狀和分層。還應(yīng)當(dāng)理解，因?yàn)樯鲜鰧又械拿恳粋€(gè)可以?xún)H覆蓋或布置在局部區(qū)域上以影響預(yù)定光輸出，所以它們不必是完整的。該光輸出可以是定制的和/或非均勻的。在一些實(shí)施方式中，如圖1所示，波導(dǎo)組件14可以進(jìn)一步或可選地包括染料和/ 或染料層26、28 (或磷光體或量子點(diǎn))，染料和/或染料層26、28 (或磷光體或量子點(diǎn))至少布置在波導(dǎo)芯層16的外部，比如布置在包覆層18上或包覆層18中或者布置在包覆層18 的外部，其將來(lái)自L(fǎng)ED 12的藍(lán)光下轉(zhuǎn)換成更長(zhǎng)的波長(zhǎng)。這可以利用下轉(zhuǎn)換器和一些實(shí)施方式中的外部阻隔層或擴(kuò)散器24(圖1)來(lái)實(shí)現(xiàn)。即，在一些實(shí)施方式中，染料層26、28可以吸收藍(lán)色光子并且輸出更少能量的光子，諸如綠色光子、紅色光子等。在一些實(shí)施方式中， 藍(lán)光可以下轉(zhuǎn)換為黃光。在一些實(shí)施方式中，下轉(zhuǎn)換過(guò)程可以是多步驟的使得藍(lán)光首先下轉(zhuǎn)換為綠光，然后在后續(xù)步驟中，綠光可以下轉(zhuǎn)換為紅光。在一些實(shí)施方式中，可以從藍(lán)光到綠光到黃光到紅光來(lái)完成下轉(zhuǎn)換過(guò)程。在一些實(shí)施方式中，可以通過(guò)給波導(dǎo)組件14摻雜下轉(zhuǎn)換器或通過(guò)將綠色下轉(zhuǎn)換器和紅色下轉(zhuǎn)換器二者摻雜到包覆層18中(在圖1的插圖中示意性地示出)而在波導(dǎo)組件14中而將藍(lán)光轉(zhuǎn)換成綠光和紅光。根據(jù)本教導(dǎo)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)實(shí)際的損失主要限于LED源12和波導(dǎo)組件14之間的耦合損失、波導(dǎo)組件14和任何可選的包覆層中的吸收以及下轉(zhuǎn)換器中的斯托克斯(Stokes)損失(將在本文中討論)。除了斯托克斯損失之外，這些損失可以根據(jù)本教導(dǎo)的原理最小化至幾乎可忽略的水平。斯托克斯損失是不可忽略的(大約25%)，但其又是現(xiàn)有LED或熒光照明所固有的特征。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本教導(dǎo)的總光外耦合率是非常高的。這可以部分地歸因于波導(dǎo)芯層16 的相對(duì)于LED源12的受光角(+/-30度)。因此，LED源12的發(fā)射錐還可以是狹窄的，這又利于來(lái)自L(fǎng)ED的單色光外耦合的借助于電介質(zhì)堆棧、光子晶體以及其它的裝置的增加。也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)還可以使包覆層/阻隔層的表面變粗糙以增加與空氣的光耦合。重要的是，可以通過(guò)從各式各樣的材料體系——例如，無(wú)機(jī)磷光體、熒光和磷光有機(jī)染料、發(fā)光聚合物等—— 中選擇下轉(zhuǎn)換器而非常精確地調(diào)整該組件10的顯色指數(shù)(CRI)。波導(dǎo)14用于通過(guò)將下轉(zhuǎn)換器(例如，分子染料)摻雜到惰性基質(zhì)(例如，PMMA、聚對(duì)二甲苯等)中而使激發(fā)強(qiáng)度降低和使下轉(zhuǎn)換器(例如，分子染料)的集中減少。這使下轉(zhuǎn)換器的工作壽命增加，這使常規(guī)白色LED中常見(jiàn)的劣化機(jī)制緩和。波導(dǎo)14可以充當(dāng)從組件逃逸的光的良好的擴(kuò)散器，從而可能使總的器材/照明器具成本降低。為了在整個(gè)裝置10上均勻地產(chǎn)生白光，應(yīng)當(dāng)沿著波導(dǎo)14的整個(gè)長(zhǎng)度均勻地提取通過(guò)波導(dǎo)14輸送的藍(lán)光。換而言之，在一些實(shí)施方式中，期望光強(qiáng)度和色溫從波導(dǎo)14的近端端部到遠(yuǎn)端端部基本上等同。然而，達(dá)到該目標(biāo)并不容易。在一些實(shí)施方式中，要求將光輸出率沿著波導(dǎo)14控制成使得光輸出率沿著波導(dǎo)14的長(zhǎng)度保持均勻。然而，通常，接近光源(近端)端部的光輸出率比遠(yuǎn)離光源(遠(yuǎn)端)的光輸出率大。該光輸出率上的差異會(huì)影響藍(lán)光在沿著波導(dǎo)14的長(zhǎng)度的不同位置處與相關(guān)染料的相互作用，導(dǎo)致光強(qiáng)度和色溫沿著波導(dǎo)14的長(zhǎng)度變化。因此，為了在整個(gè)裝置10上均勻地產(chǎn)生白光，期望調(diào)節(jié)光輸出率和 /或調(diào)節(jié)涂覆的下轉(zhuǎn)換層以將藍(lán)光均勻地轉(zhuǎn)換成多種顏色(例如，綠色和紅色)并且因此混合成白光。如在本文中討論的，引導(dǎo)藍(lán)光的常規(guī)波導(dǎo)(例如，塑料光學(xué)纖維)顯示出有限的衰減損失。三個(gè)主要損失機(jī)制包括因波導(dǎo)的不完善而產(chǎn)生的輻射損失、吸收損失、以及瑞利散射。這些損失導(dǎo)致在整個(gè)波導(dǎo)長(zhǎng)度上的藍(lán)光功率的指數(shù)式衰減。就因波導(dǎo)的不完善而產(chǎn)生的輻射損失和瑞利散射而言，藍(lán)光從波導(dǎo)中泄漏出去，導(dǎo)致功率的相同的指數(shù)式衰減并因此產(chǎn)生非均勻的白光。為了解決該問(wèn)題和在整個(gè)裝置10上均勻地產(chǎn)生白光，在本教導(dǎo)的一些實(shí)施方式中，如圖6和7所示，波導(dǎo)14的結(jié)構(gòu)使得通過(guò)波導(dǎo)14的有意彎曲而有目的地引入附加輻射損失。波導(dǎo)14的彎曲使得通過(guò)波導(dǎo)14引導(dǎo)的光射線(xiàn)中的一些能夠因?yàn)椴辉贊M(mǎn)足全內(nèi)反射條件而泄漏出去。通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂撇▽?dǎo)14的布置，彎曲損失可以沿著波導(dǎo)長(zhǎng)度增大以補(bǔ)償功率(即，光強(qiáng)度)的指數(shù)式衰減。因?yàn)閺澢鷵p失僅取決于特定波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的彎曲半徑，所以如圖6和7所示，波導(dǎo)14的半徑可以連續(xù)地變化以實(shí)現(xiàn)均勻的白光輸出。在一些實(shí)施方式中，如圖6所示，波導(dǎo)14的結(jié)構(gòu)構(gòu)造為向上延伸且逐漸地收緊的盤(pán)管狀，其中，內(nèi)部彎曲半徑逐漸地增大以補(bǔ)償光強(qiáng)度的損失。在該實(shí)施方式中，其形狀有助于替換現(xiàn)有的白熾光照明器材。在一些實(shí)施方式中，如圖7所示，波導(dǎo)14的結(jié)構(gòu)構(gòu)造為外直徑大體恒定但是螺距逐漸增大的螺旋狀，其中，內(nèi)部彎曲半徑同樣逐漸地增大以抵消光強(qiáng)度的損失。在該實(shí)施方式中，其圓柱狀形狀有助于替換現(xiàn)有的熒光照明器材并且可以通過(guò)將波導(dǎo)纏繞在圓柱狀模具上而實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施方式中，可以在模具上進(jìn)行波導(dǎo)的纏繞，可以在該模具上涂履反射層(例如，金屬)以使外耦合效率提高。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，波導(dǎo)14可以限定許多形狀中的任何一種，諸如如圖2和4所示的圓柱波紋形狀、如圖5所示的波紋板狀形狀或如圖6和7中部分地示出的螺距和/或半徑變化的圓形形狀。如圖8a至8c所示，還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可以沿著波導(dǎo)組件14的外周界面使用各種表面處理和表面紋理以用于美學(xué)和/或外耦合性能。例如，如圖8a所示，波導(dǎo)組件14 可以包括布置在阻隔層24或外散射層46中的多個(gè)向內(nèi)指向的切口、凹陷、缺口或其它向內(nèi)指向的特征40以提供增大的表面面積和改善的外耦合。相似地，如圖8c所示，波導(dǎo)組件14 可以包括布置在阻隔層24或外散射體層46中的多個(gè)向外指向的伸出部、特征或突起42以提供增大的表面面積和改善的外耦合。更進(jìn)一步，如圖8b所示，波導(dǎo)組件14可以包括嵌入在阻隔層24或散射體層46中的諸如顆粒之類(lèi)的多個(gè)特征44以提供增強(qiáng)的光散射和改善的外耦合。以該方式，本教導(dǎo)可以用于直接替換常規(guī)白熾光照明系統(tǒng)、熒光照明系統(tǒng)以及其它的照明系統(tǒng)和它們的相關(guān)聯(lián)外形要素(例如，長(zhǎng)形的、板狀的、球形的等等)。出于示例和說(shuō)明的目的提供了以上對(duì)實(shí)施方式的描述。其并非詳盡的或無(wú)意于限定本發(fā)明。特定實(shí)施方式的各個(gè)元件或特征通常不限于該特定的實(shí)施方式，而是在可應(yīng)用的情況下能夠互換并且能夠在所選取的實(shí)施方式中使用，即使沒(méi)有具體地示出或描述。同一方式還可以以多種形式改變。這些改變不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為偏離本發(fā)明，并且期望所有這些變型都被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
8
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)光源，包括輸出光能的光泵；波導(dǎo)組件，所述波導(dǎo)組件與所述光泵光耦合以接收所述光能，所述波導(dǎo)組件至少具有芯部；以及下轉(zhuǎn)換器，所述下轉(zhuǎn)換器將來(lái)自所述波導(dǎo)組件的所述光能轉(zhuǎn)換為更弱的光能，所述下轉(zhuǎn)換器布置在所述波導(dǎo)組件的所述芯部的外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源，其中，所述波導(dǎo)組件是長(zhǎng)形的，且具有減小的彎曲半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)光源，其中，所述減小的彎曲半徑選擇成允許沿所述波導(dǎo)組件的長(zhǎng)度的基本上均勻的光輸出，以抵消光能損失。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)光源，其中，所述減小的彎曲半徑選擇成允許沿所述波導(dǎo)組件的長(zhǎng)度的預(yù)定的光輸出率，以抵消光能損失。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源，其中，所述光泵是LED。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)光源，其中，所述光泵是藍(lán)光LED。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源，其中，所述光泵是激光器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源，其中，所述波導(dǎo)組件是螺距漸增的螺旋狀形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源，其中，所述波導(dǎo)組件限定板狀形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源，其中，所述光泵以具有藍(lán)色光子的藍(lán)光波長(zhǎng)輸出所述光能，并且所述下轉(zhuǎn)換器包括接收所述藍(lán)色光子并且輸出第一下轉(zhuǎn)換光子的第一染料層，所述第一下轉(zhuǎn)換光子的能量弱于所述藍(lán)色光子。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的固態(tài)光源，其中，所述下轉(zhuǎn)換器包括接收所述第一下轉(zhuǎn)換光子并且輸出第二下轉(zhuǎn)換光子的第二染料層，所述第二下轉(zhuǎn)換光子的能量弱于所述第一下轉(zhuǎn)換光子。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源，進(jìn)一步包括輸出光能的第二光泵；第二波導(dǎo)組件，所述第二波導(dǎo)組件與所述第二光泵光耦合以從所述第二光泵接收所述光能；以及第二下轉(zhuǎn)換器，所述第二下轉(zhuǎn)換器用于將來(lái)自所述第二波導(dǎo)組件的所述光能轉(zhuǎn)換為更弱的光能。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源，其中，所述波導(dǎo)組件包括輪廓構(gòu)造成促進(jìn)外耦合的外表面，所述外表面具有散射所述更弱的光能的多個(gè)嵌入特征。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源，其中，所述波導(dǎo)組件包括具有多個(gè)向內(nèi)指向的凹陷以促進(jìn)所述更弱的光能的外耦合的外表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)光源，其中，所述波導(dǎo)組件包括具有多個(gè)向外指向的特征以促進(jìn)所述更弱的光能的外耦合的外表面。
16.一種輸出光能的方法，包括將光能引入到波導(dǎo)組件內(nèi)，所述波導(dǎo)管組件內(nèi)的所述光能的強(qiáng)度沿所述波導(dǎo)組件的長(zhǎng)度降低；以及使所述波導(dǎo)組件縱向地成形為在第一縱向位置處和在第二縱向位置處產(chǎn)生基本上一致的離開(kāi)所述波導(dǎo)組件的側(cè)面的光泄漏，所述波導(dǎo)組件內(nèi)的所述光能在所述第一縱向位置處與在所述第二縱向位置處不同。
17. 一種輸出光能的方法，包括將光能引入到波導(dǎo)組件內(nèi)，所述波導(dǎo)組件內(nèi)的所述光能的強(qiáng)度沿所述波導(dǎo)組件的長(zhǎng)度降低；以及將所述波導(dǎo)組件彎曲成形成逐漸變化的半徑以在第一縱向位置處和在第二縱向位置處產(chǎn)生基本上一致的離開(kāi)所述波導(dǎo)組件的側(cè)面的光泄漏，所述波導(dǎo)組件內(nèi)的所述光能在所述第一縱向位置處與在所述第二縱向位置處不同。
全文摘要
提供了一種固態(tài)光源，該固態(tài)光源包括輸出光能的光泵、波導(dǎo)、以及下轉(zhuǎn)換器，該波導(dǎo)與光泵光耦合以接收光能，該下轉(zhuǎn)換器用于將來(lái)自波導(dǎo)的光能轉(zhuǎn)換為更弱的光能。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK102449387SQ201080023674
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者古培正, 馬克斯·施泰因 申請(qǐng)人:密執(zhí)安州立大學(xué)董事會(huì)