本發(fā)明涉及激光，更具體地，涉及一種激光光源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、照明技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了由早期的煤油燈、蠟燭到現(xiàn)代的燈泡及l(fā)ed照明的轉(zhuǎn)變。燈泡具有亮度高，一次性投入成本低的優(yōu)勢(shì)，因而目前照明領(lǐng)域的主流技術(shù)仍以燈泡為主。然而，隨著時(shí)間的推移燈泡的亮度會(huì)衰減，且衰減大，壽命短，需要定期更換，導(dǎo)致后期維護(hù)成本高，特別在高樓、高橋等某些高空使用場(chǎng)景下，更換照明裝置難度較大，若要經(jīng)常更換維護(hù)成本過(guò)高?；跓襞莸倪@些不足，逐步發(fā)展了led照明技術(shù)。led光源具有壽命長(zhǎng)、維護(hù)成本低的優(yōu)勢(shì)，因而在很多照明領(lǐng)域，led光源已經(jīng)逐漸取代了燈泡照明。但是，在某些需要光源照射距離遠(yuǎn)，照射亮度高的領(lǐng)域，led光源照度偏低的問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)，人們期待于一種具有長(zhǎng)壽命，更高亮度，照射距離更遠(yuǎn)的照明光源，激光(ld)照明光源技術(shù)應(yīng)景而生。激光由于為點(diǎn)光源，其光束發(fā)散角小，具有照度高、照射距離遠(yuǎn)、壽命長(zhǎng)、維護(hù)成本低的優(yōu)勢(shì)。目前，燈泡光源、led光源、以及激光光源已成為三大主流照明技術(shù)，而其中激光照明技術(shù)最具發(fā)展前景。

2、最常用的照明激光的工作原理為：入射激光(最常見(jiàn)的為藍(lán)激光)激發(fā)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，產(chǎn)生黃光，黃光與激發(fā)后未被轉(zhuǎn)換的剩余的藍(lán)光合光，得到照明白光。采用ld激光光源的照明裝置，按波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置的出光方向與入射到其表面的激光入射方向?qū)Ρ?，可以劃分為反射式激光光源及透射式激光光源。反射式激光光源中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置的出光方向與激發(fā)光入射方向相反，其光源亮度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含的鏡片等部件較多，光源體積較大，制作成本較高，通常應(yīng)用在高激光功率，高亮、對(duì)成本不太敏感的照明場(chǎng)合。透射式激光光源由于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置的出光方向與激發(fā)光入射方向相同，因而其需要處理光路的鏡片數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小而便捷，制作成本低。在某些對(duì)照明亮度要求不太高，成本較為敏感的光源照明場(chǎng)景，透射式激光光源具有較大的優(yōu)勢(shì)。但是，激光照明出射的光斑通常存“黃邊藍(lán)心”問(wèn)題，也稱之為黃光圈現(xiàn)象，極大地影響了光斑均勻性和照明效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種激光光源系統(tǒng)，所述激光光源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊且出射的光斑均勻性好、照度高。

2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

3、一種激光光源系統(tǒng)，包括：發(fā)出激光光束的激光光源，依次設(shè)置在激光光束的路徑上的聚光鏡、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置和收光鏡，所述聚光鏡將激光光束匯聚至波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置將激光光束至少部分轉(zhuǎn)換為受激光，所述收光鏡收集受激光和未被轉(zhuǎn)換的激光，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置包括順序設(shè)置的基板和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層；

4、所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層包括熒光層和散射層且散射層位于背離基板的一側(cè)，所述熒光層由第一封裝體封裝第一熒光粉顆粒及第一白色散射顆粒構(gòu)成，所述第一熒光粉顆粒與第一封裝體的質(zhì)量比為2:1～20:1，所述第一熒光粉顆粒與第一白色散射顆粒的質(zhì)量比為100:1～4:1；所述散射層由第二封裝體封裝第二白色散射顆粒構(gòu)成或者由第二封裝體封裝第二熒光粉顆粒及第二白色散射顆粒構(gòu)成，所述第二白色散射顆粒和第二封裝體的質(zhì)量比為0.1:1～2:1，所述第二熒光粉顆粒和第二白色散射顆粒的質(zhì)量比為(0～0.5):1。

5、進(jìn)一步地，所述第二白色散射顆粒和第二封裝體的質(zhì)量比為0.3:1～1:1，所述第二熒光粉顆粒和第二白色散射顆粒的質(zhì)量比為0.1:1～0.3:1。

6、進(jìn)一步地，所述散射層包含n層結(jié)構(gòu)，第一層至第n層中所述第二白色散射顆粒與所述第二封裝體的質(zhì)量比逐漸減小，所述第一層位于散射層靠近基板一側(cè)，2≤n≤10。更進(jìn)一步地，所述第一層中所述第二白色散射顆粒和第二封裝體的質(zhì)量比1:1，所述第n層中所述第二白色散射顆粒和第二封裝體的質(zhì)量比0.2:1。

7、進(jìn)一步地，第一熒光粉顆粒和所述第一封裝體的質(zhì)量比為3:1～15:1。

8、進(jìn)一步地，所述熒光層包含m層結(jié)構(gòu)，第一層至第m層中所述第一熒光粉顆粒與所述第一白色散射顆粒的質(zhì)量比逐漸減小，所述第一層位于熒光層靠近基板一側(cè)，2≤m≤10。

9、進(jìn)一步地，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層還包括增強(qiáng)激光透過(guò)率的第一膜層以及透射激光反射受激光的第二膜層，所述第一膜層緊貼所述基板且位于靠近激光光源的一側(cè)，所述第二膜層位于基板和所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層之間。

10、進(jìn)一步地，所述第一膜層為藍(lán)光增透膜，所述第二膜層為反黃透藍(lán)膜。

11、進(jìn)一步地，所述藍(lán)光增透膜滿足：aoi＝0～12°，450～465nm波段tavg>95％(即在0～12°入射角度范圍內(nèi)對(duì)450～465nm波段的光的平均透過(guò)率大于95％)；膜系耐激光功率損傷閾值>60w/mm2。

12、進(jìn)一步地，所述反黃透藍(lán)膜滿足：aoi＝0～12°，450～465nm波段tavg>95％，480～700nm波段ravg>99％(即在0～12°入射角度范圍內(nèi)對(duì)450～465nm波段的光平均透過(guò)率大于95％且對(duì)480～700nm波段的光平均反射率大于99％)；aoi＝12～60°，480～700nm波段ravg>96％(即在12～60°入射角度范圍內(nèi)對(duì)480～700nm波段的光平均反射率大于96％)；膜系耐激光功率損傷閾值>60w/mm2。

13、進(jìn)一步地，所述熒光層的厚度為20～120μm，所述散射層的厚度為5～40μm。

14、進(jìn)一步地，所述第一白色散射顆粒、第二白色散射顆粒為氧化硅、氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、硫酸鋇、立德粉、氧化鋯、聚甲基丙烯酸甲酯以及空心玻璃/陶瓷微球中的一種或者幾種的混合顆粒，所述第一白色散射顆粒、第二白色散射顆粒的粒徑為10～300nm。

15、進(jìn)一步地，所述第一封裝體、第二封裝體為可見(jiàn)光波段透過(guò)率90％以上的有機(jī)硅膠、無(wú)機(jī)膠、或者b/zn/si/al/na/k/o系玻璃粉。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本技術(shù)方案采用透射型激光照射方式，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊；本技術(shù)方案通過(guò)將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置為包括熒光層和散射層且散射層位于背離基板的一側(cè)，熒光層設(shè)計(jì)為由第一封裝體封裝、第一熒光粉顆粒及第一白色散射顆粒構(gòu)成，并控制第一封裝體、第一熒光粉顆粒及第一白色散射顆粒的比例，將散射層設(shè)計(jì)為由第二封裝體封裝第二白色散射顆粒構(gòu)成或者由第二封裝體封裝第二熒光粉顆粒及第二白色散射顆粒構(gòu)成，并控制第二封裝體、第二白色散射顆粒等構(gòu)成，能夠使得激光照射到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層時(shí)，顯著改善光束中激光和受激光的分布情況，得到非常均勻的照明光，解決了一直以來(lái)困擾透射型激光照射方式的“黃光圈問(wèn)題”；所述激光光源系統(tǒng)同時(shí)具有結(jié)構(gòu)緊湊、均勻性好、照度高的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)特征：

1.一種激光光源系統(tǒng)，其特征在于，包括：發(fā)出激光光束的激光光源，依次設(shè)置在激光光束的路徑上的聚光鏡、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置和收光鏡，所述聚光鏡將激光光束匯聚至波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置將激光光束至少部分轉(zhuǎn)換為受激光，所述收光鏡收集受激光和未被轉(zhuǎn)換的激光，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置包括順序設(shè)置的基板和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光源系統(tǒng)，其特征在于，所述第二白色散射顆粒和第二封裝體的質(zhì)量比為0.3:1～1:1，所述第二熒光粉顆粒和第二白色散射顆粒的質(zhì)量比為0.1:1～0.3:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光源系統(tǒng)，其特征在于，所述散射層包含n層結(jié)構(gòu)，第一層至第n層中所述第二白色散射顆粒與所述第二封裝體的質(zhì)量比逐漸減小，所述第一層位于散射層靠近基板一側(cè)，2≤n≤10。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光光源系統(tǒng)，其特征在于，所述第一層中所述第二白色散射顆粒和第二封裝體的質(zhì)量比1:1，所述第n層中所述第二白色散射顆粒和第二封裝體的質(zhì)量比0.2:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光源系統(tǒng)，其特征在于，所述第一熒光粉顆粒和所述第一封裝體的質(zhì)量比為3:1～15:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光源系統(tǒng)，其特征在于，所述熒光層包含m層結(jié)構(gòu)，第一層至第m層中所述第一熒光粉顆粒與第一白色散射顆粒的質(zhì)量比逐漸減小，所述第一層位于熒光層靠近基板一側(cè)，2≤m≤10。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的激光光源系統(tǒng)，其特征在于，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層還包括增強(qiáng)激光透過(guò)率的第一膜層以及透射激光反射受激光的第二膜層，所述第一膜層緊貼所述基板且位于靠近激光光源的一側(cè)，所述第二膜層位于基板和所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光光源系統(tǒng)，其特征在于，所述第一膜層為藍(lán)光增透膜，所述第二膜層為反黃透藍(lán)膜。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的激光光源系統(tǒng)，其特征在于，所述熒光層的厚度為20～120μm，所述散射層的厚度為5～40μm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的激光光源系統(tǒng)，其特征在于，所述第一白色散射顆粒、第二白色散射顆粒為氧化硅、氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、硫酸鋇、立德粉、氧化鋯、聚甲基丙烯酸甲酯以及空心玻璃/陶瓷微球中的一種或者幾種的混合顆粒，所述第一白色散射顆粒、第二白色散射顆粒的粒徑為10～300nm；和/或，所述第一封裝體、第二封裝體為可見(jiàn)光波段透過(guò)率90％以上的有機(jī)硅膠、無(wú)機(jī)膠、或者b/zn/si/al/na/k/o系玻璃粉。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種激光光源系統(tǒng)，包括：發(fā)出激光光束的激光光源，依次設(shè)置在激光光束的路徑上的聚光鏡、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置和收光鏡，所述聚光鏡將激光光束匯聚至波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置將激光光束至少部分轉(zhuǎn)換為受激光，所述收光鏡收集受激光和未被轉(zhuǎn)換的激光，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置包括順序設(shè)置的基板和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層；所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層包括熒光層和散射層且散射層位于背離基板的一側(cè)，所述熒光層由第一封裝體封裝第一熒光粉顆粒及第一白色散射顆粒構(gòu)成；所述散射層由第二封裝體封裝第二白色散射顆粒構(gòu)成或者由第二封裝體封裝第二熒光粉顆粒及第二白色散射顆粒構(gòu)成。所述激光光源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊且出射的光斑均勻性好、照度高。

技術(shù)研發(fā)人員：張世忠,陳宇,朱一鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市光粒子技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2