CN103615671A - 光源 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种光源，包括波长转换装置，用于接收激发光并受激发射受激光；该波长转换装置包括波长转换层和衬底，还包括位于波长转换层第二面一侧的反光杯，反光杯具有相对的大口和小口，小口面向波长转换层；从反光杯的大口入射的光具有第一角度范围，第一角度范围按照角度不同分为第一区和第二区；波长装换装置还包括位于反光杯大口处的角度滤光片，该角度滤光片透射入射角度属于第一区范围的激发光并反射至少部分入射角度属于第二区范围的激发光，同时该角度滤光片透射至少部分受激光；光源还包括激发光源，激发光源发射的激发光以属于第一区的入射角度透射角度滤光片并入射于反光杯的大口。从波长转换层出射的剩余的激发光中处于第二区的部分能够被角度滤光片反射回波长转换层从而被再利用，这显著的提高了光源的效率。

Description

光源

技术领域

本发明涉及光源领域，特别是涉及应用半导体技术的光源。

 

背景技术

当前，光源技术已经被应用于诸多领域，应用最多的光源是卤素灯和荧光灯。这些光源的最大的问题是亮度不足。近年来，LED光源发展迅速，利用蓝色的LED激发涂敷于LED表面的黄色荧光粉来产生白光，这种光源已经开始在市场上普及。但问题在于单颗LED光源的功率较低，依然存在亮度不足的问题。

而高亮度光源领域，常用的是高压汞灯和氙灯光源，这样的光源依靠超短的灯弧而具有很高的亮度（能量密度），但问题在于其寿命只有1000小时左右，使用成本很高。

 

发明内容

本发明提出一种光源，包括波长转换装置，用于接收激发光并受激发射受激光；该波长转换装置包括波长转换层和衬底，波长转换层包括相对的第一面和第二面，波长转换层的第一面依附于衬底的第一表面上，该表面对于波长转换层发出的光具有反射性；波长转换装置还包括位于波长转换层第二面一侧的反光杯，反光杯具有相对的大口和小口，小口面向波长转换层；从反光杯的大口入射的光具有第一角度范围，在该角度范围内的光能够穿过反光杯而从反光杯的小口出射，在该角度范围外的光则不能穿过反光杯；第一角度范围按照角度不同分为第一区和第二区；波长装换装置还包括位于反光杯大口处的角度滤光片，该角度滤光片透射入射角度属于第一区范围的激发光并反射至少部分入射角度属于第二区范围的激发光，同时该角度滤光片透射至少部分受激光；光源还包括激发光源，激发光源发射的激发光以属于第一区的入射角度透射角度滤光片并入射于反光杯的大口，并经过该反光杯而聚焦于波长转换层表面并激发波长转换层而产生受激光；受激光从波长转换层的第二面出射并被反光杯所收集，并最终从反光杯的大口透射角度滤光片出射。

在本发明的光源中，从波长转换层出射的剩余的激发光中处于第二区的部分能够被角度滤光片反射回波长转换层从而被再利用，这显著的提高了光源的效率。

 

附图说明

图1表示了本发明第一实施例的光源结构示意图；

图2表示了反光杯的工作原理；

图3表示了图1实施例中的反光杯的第一区和第二区的分配示例；

图4表示了图1实施例中的角度滤光片在不同入射角下的透过率曲线；

图5和图6表示另外两种角度滤光片的透过率曲线的举例；

图7表示了本发明另一个实施例的光源结构示意图；

图8a表示了本发明另一个实施例的光源结构示意图；

图8b表示了图8a实施例中的衬底的俯视图；

图9表示了本发明另一个实施例的光源结构示意图；

图10表示了本发明另一个实施例的光源结构示意图；

图11表示了本发明另一个实施例的光源结构示意图；

图12表示了图11的实施例中的反光杯的第一区和第二区的分配示例；

图13和图14表示了图11的实施例中的角度滤光片的透过率曲线的两个举例；

图15表示了本发明另一个实施例的光源结构示意图；

图16表示了本发明另一个实施例的光源结构示意图。

 

具体实施方式

本发明的第一实施例的光源结构示意图如图1所示。该光源包括波长转换装置，该波长转换装置用于接收激发光并受激发射受激光。该波长转换装置包括波长转换层102和衬底101，波长转换层102包括相对的第一面102a和第二面102b，波长转换层的第一面102a依附于衬底101的第一表面101a（在图中为衬底101的上表面）上，该表面101a对于波长转换层发出的光具有反射性，因此从波长转换层面向衬底出射的光（包括波长转换层本身受激发射的受激光，和/或剩余的激发光）会被该第一表面101a反射回波长转换层102，并最终从波长转换层的第二面102b（上表面）出射。因此，由于衬底的存在，从波长转换层出射的光都会从其第二面出射，这些光既包括受激光，也包括没有被吸收的剩余的激发光。

波长转换装置还包括位于波长转换层102第二面一侧的反光杯103，反光杯103具有相对的大口和小口，小口面向波长转换层102。

反射杯的工作原理在图2中进行专门解释。在图2中，从反光杯203的大口203b入射的光并不能全部从反光杯的小口203a出射，这是符合光学中的“光学扩展量守恒”原理的。入射于反光杯的大口203b的光具有第一角度范围，在该角度范围内的光能够穿过反光杯203而从反光杯的小口203a出射，在该角度范围外的光则不能穿过反光杯。根据“光学扩展量守恒”原理，光束在反光杯的大口和小口处的面积与发光立体角的乘积为常数，而小口203a处无论是出射光还是入射光其发光角度最大为半角90度，因此由于大口203b的面积大于小口203a，所以大口203b处的光的角度范围必定小于小口203a处的正负90度，超出该角度范围的光将无法通过该反光杯的系统。例如在图5中，小角度光231可以直接穿过反光杯而不经过任何反射，角度稍大的光线232则经过一次反射而从反光杯的小口203a出射出去，角度较大的光线233则在反光杯内发生了多次反射后最终从反光杯的大口203b又反射了回来而不能穿过反光杯。

因此在本实施例中，反光杯103的大口具有第一角度范围，在该第一角度范围内的光能够穿过反光杯而从反光杯的小口出射，在该角度范围外的光则不能穿过反光杯，即第一角度范围就是容许光线从大口入射而从小口最终出射的角度范围。

第一角度范围按照角度不同分为第一区和第二区。在本实施例中反光杯的第一区和第二区的划分如图3所示。图3中的横坐标是光线入射于反光杯大口的入射角，纵坐标是从大口入射后从小口出射的透过率，纵坐标所在位置对应于横坐标的点所对应的角度为0度，即沿着反光杯的光轴入射于大口的情况。曲线353表示了第一角度范围，在曲线353的包络范围以内的区域即为第一角度范围，其中的阴影区域为第二区352，其余区域为第一区351，可见第一区的角度大于第二区的角度。

波长装换装置还包括位于反光杯大口处的角度滤光片104，该角度滤光片104透射入射角度属于第一区范围的激发光并反射至少部分入射角度属于第二区范围的激发光，同时该角度滤光片透射至少部分受激光。

图1所示的光源还包括激发光源105，激发光源105发射的激发光131以属于第一区的入射角度透射角度滤光片104并入射于反光杯的大口，并经过该反光杯而聚焦于波长转换层102表面并激发波长转换层而产生受激光。

如前所述的，从波长转换层102的第二面102b出射的光中既包括受激光，也包括没有被吸收的剩余的激发光。在图1中以光线141表示剩余的没有被吸收的激发光，以光线142和143表示受激光。可见，剩余的激发光141虽然可以从反光杯的大口出射，但是由于角度滤光片104的原因，只要光线141入射于角度滤光片的入射角属于第二区的范围则该光线141会被角度滤光片反射而重新回到波长转换层被二次利用和吸收。同时，受激光142直接从反光杯的大口穿出，受激光143则经过反光杯的反射并从大口穿出，无论那种情况，受激光最终被反光杯103所收集，并最终从反光杯的大口透射角度滤光片104出射。

在本实施例中，角度滤光片104对于不同角度入射的激发光有不同的响应，即在小角度范围的第二区352范围内进行反射，在大角度范围的第一区351范围内进行透射。这样控制激发光源105的光路就可以控制激发光131使其从第一区透射角度滤光片104而进入反光杯并穿过反光杯激发波长转换层102，而没有被波长转换层102吸收的剩余的激发光大致为全角的分布，这些剩余激发光中大部分处于第二区的角度范围内（参考图3），因此会被角度滤光片104反射回来并进行二次利用。小部分的剩余激发光处于第一区的角度范围而从角度滤光片104透射出来形成少量的损耗。可见，角度滤光片的设置大大提高了激发光的利用效率。

在本发明中使用反光杯的好处在于，从波长转换层出射的光中大部分先经过反光杯侧壁的反射后再从大口出射，这个过程具有匀光和整形的效果，使得从大口出射的光更为均匀，且形状与反光杯大口的形状相同。一般来说，反光杯的大口和小口的形状是相同的，例如都是圆形或长方形或正方形。这在实际中是非常有用的，例如在需要将光源发出的光聚焦于一个光纤束入口时，光纤束入口都是圆形的，此时使用具有圆形大口的反光杯的效率最高；而在投影显示中，显示芯片都是长方形的，例如长宽比为4：3或16：9的长方形，此时如果反光杯的大口为具有相同长宽比的长方形，此时的系统效率最高。

反光杯可以采用空心结构，并在空心结构的内壁镀反射膜来实现；也可以采用实心结构，并保持其侧壁光滑，这样光线在其内部传播时会在侧壁发生全反射。实心结构的效率比空心结构高，但是对装配工艺的要求也更高。反光杯的截面边缘可能是比较容易加工的直线，这对应于圆台或棱台形状的反光杯；反光杯的截面边缘也可能使曲面，这对应于复合抛物面或复合双曲面集光器，这种集光器比圆台或棱台形状的反光杯的效率更高但同时加工成本也更高。反光杯的形状设计属于现有技术，此处不做过多描述。反光杯可以紧贴波长转换层安装，这样对波长转换层出射光的光的收集效率最高；当然反光杯也可以不与波长转换层接触。

下面以图4对本实施例中的角度滤光片104的特性进行具体的举例说明。图4中，横坐标为波长，曲线461表示激发光光谱，曲线462表示受激光光谱，而曲线404a、404b和404c分别表示角度滤光片104对于0度入射（即垂直于角度滤光片入射）、以小角度A1入射和以大角度A2入射的透过率曲线。从图中可以看出，随着入射光入射角度的增大，角度滤光片的透过率曲线是逐渐向短波长漂移的，这是滤光片本身就具有的属性。

在图4中可以看出，无论入射角度如何，大部分受激光都能够透射角度滤光片。当然，若受激光垂直或近乎垂直的入射于角度滤光片，会有很少部分的短波长的受激光被反射，这部分光损失很小。同时对于激发光来说，若激发光的入射角度在0度至小角度A1之间，则激发光会被角度滤光片反射，而若激发光的入射角度等于或大于角度A2，则激发光会被角度滤光片透射。因此在本实施例中，反光杯的第一区指的就是在第一角度范围内入射角大于等于A2的角度区域，而反光杯的第二区就是入射角小于A2的角度区域。在反光杯的第二区内，入射角小于等于A1的部分对激发光完全反射，而入射角大于A1且小于A2的部分则对激发光部分反射。结合实际的设计，A2优选的范围是25度到40度。

在实际应用中，波长转换层可能包括两种波长转换材料，即第一波长转换材料和第二波长转换材料，激发光能够激发第一波长转换材料并使其发射第一受激光，而第一受激光又能够激发第二波长转换材料来产生第二受激光。最典型的例子是，激发光采用紫色或紫外光，第一波长转换材料是蓝色波长转换材料，它吸收紫色或紫外激发光并受激发射蓝色受激光；第二波长转换材料是黄色波长转换材料（例如但不限于YAG荧光粉），它吸收蓝色波长转换材料发出的蓝色受激光并受激发射黄色受激光。YAG荧光材料是一种性能极佳的荧光材料，然而它并不能被紫色光或紫外光激发。因此，使用蓝色波长转换材料进行一个过渡，即蓝色波长转换材料吸收紫光或紫外光而发射蓝色受激光，再利用该蓝色受激光激发YAG荧光材料发射黄色受激光，就能够解决YAG不能被紫色光或紫外光激发的问题。

在这种情况下，两种波长转换材料可以均匀混合使用，也可以分层使用。无论怎么使用都可能造成一个问题，就是为了使激发光被充分的吸收，在波长转换层中就必须使用足够多的第一波长转换材料，这样光源最终的出射光中的第一受激光的成分必然很多，这将可能造成出射光的光谱或色温不能达到使用要求。仍然使用上面的例子来解释：为了将紫色或紫外激发光被充分的吸收，在波长转换层中就必须使用足够多的蓝色波长转换材料，这样光源的出射光中蓝色成分就会比较多而黄色成分比较少，这样出射的白光色温就会偏高，对于要求色温较低的场合就不适用了。

这个问题可以通过调整角度滤光片的设计使其反射部分第一受激光来解决。如图5所示，其中曲线561表示激发光光谱，例如紫色激光的光谱，曲线562表示第一受激光的光谱，例如蓝色受激光的光谱，曲线563表示第二受激光的光谱，例如黄色受激光的光谱。曲线504a、504b和504c分别表示角度滤光片对于0度入射（即垂直于角度滤光片入射）、以小角度A1入射和以大角度A2入射的透过率曲线。可见，角度滤光片对于激发光的响应与图4所示的相同，而对于受激光来说，当第一受激光入射于角度滤光片的入射角在0度至角度A1之间时，第一受激光会被部分的反射，而第二受激光以任意角度入射于角度滤光片都可以透射。这样，被反射回来的部分第一受激光就可以再次激发第二波长转换材料，这不仅提高了第二受激光的亮度，也使得光源的出射光的光谱或色温得到调节。

图5中，第一受激光中短波长的部分能量会被角度滤光片反射，这可能存在一个问题，就是短波长的部分能量被第二波长转换材料的吸收率不高。针对这个问题可以进一步的调整角度滤光片的设计予以解决。新的角度滤光片的设计如图6所示。图中第一受激光的光谱为曲线662，曲线604a和504c分别表示角度滤光片对于0度入射（即垂直于角度滤光片入射）和以大角度A2入射的透过率曲线。图6所示的角度滤光片对激发光和第二受激光的响应均与图5中的相同，而对于第一受激光则有所不同。该角度滤光片的透过率曲线上存在一个凹陷，这个凹陷随着入射角度的增大向短波长漂移，并逐渐的扫过第一受激光的光谱范围，这样整个第一受激光的光谱范围内都有部分光被反射。

在上面的叙述中曾经提到过，当波长转换层中包括两种波长转换材料时，可以分层使用，即波长转换层包括两个子层，第一子层包括第一波长转换材料，第二子层包括第二波长转换材料，第二波长转换材料能够吸收第一波长转换材料受激发射的第一受激光并发射第二受激光。优选的，第二子层相对于第一子层更接近衬底。这是因为第一波长转换材料相对第二波长转换材料来说更容易被激发光激发，因此激发光优选的先入射于第一波长转换材料所在的第一子层。

另外，发光波长较长的波长转换材料的效率一般比较低，因此发热量就比较大，设置这些波长转换材料更靠近衬底有利于波长转换层的效率最优化。在实际应用中，波长转换层也可能包括三种甚至更多种波长转换材料，例如在上面举例中再加入红色波长转换材料，这样能够提高光源出射光的显色指数。显然红色波长转换材料的出射光的波长最长，其发热量也最大，所以优选的，应该将红色波长转换材料所在的层紧贴衬底。

本发明的另一个实施例的光源结构示意图如图7所示。其波长转换装置与图1所示的相同，也包括波长转换层702、衬底701、反光杯703和角度滤光片704，此处不再重复说明其工作原理。与图1中的光源结构不同之处在于，图7所示的光源包括两个激发光源705和706，这样可以提高激发光的总功率，并最终提高光源出射光功率。在本实施例以及下面的使用多个激发光源的实施例中，使用反光杯会带来另一个好处在于，由于入射于反光杯大口的激发光只要角度合适就一定能从反光杯的小口出射从而入射于波长转换层的与小口所对应的位置，这就有效避免了多个激发光源发射的激发光在波长转换层所形成的光斑过于分散的问题：只要控制多个激发光入射于反光杯的大口，这些激发光在波长转换层上所形成的光斑一定都在反光杯的小口所对应的范围内，同时这还有利于这些激发光在波长转换层上形成均匀的光斑，这对波长转换层的光转换效率有很大的帮助。

与图1所示的光源相似的，激发光源705发出的激发光731透射角度滤光片704后入射于反光杯703的大口，入射角度属于反光杯第一区的范围。波长转换层发射的受激光742从反光杯大口出射后，其发光角度覆盖了第一区和第二区的范围。光源还包括光出口707，光出口707的口径覆盖了反光杯的第二区的范围并用来收集反光杯第二区的出射光。在本实施例中，光出口707是一个透镜，可以用来准直出射光。而处于第一区范围内的受激光，由于光路可逆的原理而入射于激发光源705和706表面而无法被收集。由于第一区的范围不大，所以这部分受激光的损失并不多，在很多情况下是可以接受的。

本发明的另一个实施例的光源结构示意图如图8a所示。与图7所示的光源结构不同的是，该光源包括多个激发光源（激发光源805和806是其中的两个举例）和反射装置809，该多个激发光源也固定于衬底上并围绕波长转换层802排布。本实施例中衬底的俯视图如图8b所示，可见该光源共包括八个激发光源，该八个激发光源围绕波长转换层802排布。这样的好处有两个，第一是激发光源与波长转换层可以共用同一个衬底，该衬底可以为它们同时散射，这样可以使系统最为简化；第二是多个激发光源围绕波长转换层排布也能够使系统最为紧凑。

激发光源与波长转换层固定于同一个衬底上，这带来一个问题，就是激发光源不能面对波长转换层直接发射激发光，因此在本实施例中，激发光源发射的激发光经过反射装置的反射而入射于反光杯的大口。以其中一个激发光源805为例，激发光源805发射的激发光831沿着垂直于衬底表面的方向向上出射，入射于反射装置809。该反射装置809的反射面为斜面，该斜面附有反射层或反射镜，用于将激发光831反射至反光杯的大口。反射装置的反射面的斜度是可以控制的，使得激发光831的反射光能够准确入射于反光杯的大口。

本发明的另一个实施例的光源结构示意图如图9所示。与图8a所示的光源结构的不同之处在于，反射装置909位于光出口透镜907的下表面上的边缘，它可以是光出口透镜907下表面边缘上的镀膜或贴膜。以激发光源905为例。激发光源905发出的激发光经过准直透镜908的准直后投射出来。在本实施例中，准直透镜908的光轴相对于激发光源905的发光光轴更向波长转换层靠拢，这样就使得激发光931向波长转换层方向倾斜。这样激发光931本身就具有了倾斜的角度，而反射装置909就不需要倾斜就可以将激发光931反射到反光杯的大口。这样的好处在于光出口与反射装置909在结构上合二为一比较紧凑。

在本实施例中，准直透镜908被特别强调的画了出来，在其它实施例中实际上准直透镜也可能存在，但由于并没有必要强调这个细节而没有画出。值得注意的是，在其他实施例中没有画出准直透镜并不代表该准直透镜不能应用于其它实施例。

在实际应用中，除了偏移准直透镜来实现激发光的倾斜，还可以采用其它方法。例如，加工衬底的第一表面在各激发光源的安装处为倾斜面，这样激发光源本身就是倾斜的，其出射光自然也是倾斜的。

在本实施例中，进一步的，光出口透镜907也覆盖了反光杯的第二区，同时反射装置是反射激发光且透射受激光的分光滤光片。这样的好处在于，波长转换层发射的受激光中角度处于第二区范围的部分，也可以在透射分光滤光片909后被光出口透镜907收集从而形成光源的出射光。显然这相对于图7和图8a所示的实施例的效率提高了。

本发明的另一个实施例的光源结构示意图如图10所示。图10的光源中，波长转换装置与前述实施例相同，而不同之处在于，还包括位于激发光源1005和1006与波长转换装置光路之间的分光装置1009，该分光装置1009用于将激发光与受激光的光路分开。具体来说，分光装置为分光滤光片1009，该分光滤光片1009反射激发光同时透射受激光。以激发光源1005举例说明。激发光源1005发射的激发光1031首先入射于分光滤光片1009并被其反射后入射于波长转换装置，入射角度属于波长转换装置中角度滤光片的第一区的范围。而从波长转换装置出射的受激光则透射分光滤光片1009出射。这样分光滤光片1009就实现了将激发光与受激光的光路分开的作用。可以理解，分光滤光片也可以以透射激发光且反射受激光的方式将激发光与受激光的光路分开，此处不做赘述。相对于本发明的其它实施例，本实施例有一个优点在于，从波长转换装置出射的剩余的激发光会被分光滤光片1009反射掉，从而在光源出射光中彻底消除激发光的存在。当激发光为紫外光时，在出射光中消除紫外激发光对人眼的健康有利。

本发明的另一个实施例的光源结构示意图如图11所示。与图10所示的光源结构不同的是，图11的光源中分光装置为小反射镜1109，激发光源1105发射的激发光1131入射于小反射镜1109并被其反射而入射于反光杯的大口，而受激光从反光杯的大口出射后，大部分会从小反射镜周围出射，只有小部分会入射于小反射镜1109上并被其反射。若进一步的，使小反射镜针对激发光为反射镜，针对受激光则不反射，即小反射镜是反射激发光透射受激光的分光滤光片，这样那一小部分入射于小反射镜上的受激光也可以得以出射，这样效率比较高。

该实施例与前述实施例的另一个重要的不同点在于，在前面实施例中，反光杯的第一区的角度大于第二区的角度，而在本实施例中，第一区的角度小于第二区的角度，第一区位于第一角度范围的中心光轴区域。图12为本实施例中反光杯的第一区和第二区的划分情况示意。图12中的横坐标和纵坐标与图3相同，不做重复说明。其中，曲线1253表示了反光杯的第一角度范围，在曲线1253的包络范围以内的区域即为第一角度范围，其中的阴影区域为第二区1252，中心的光轴附近区域为第一区1251，可见第一区的角度小于第二区的角度。

因此在本实施例中，激发光1131入射于反光杯的大口的入射角属于光轴附近区域的第一区，而角度滤光片1104透射该激发光，同时反射从波长转换层出射的剩余的激发光中入射角属于第二区的部分，以实现这部分剩余激发光的再利用。图13和图14表示了两种复合该条件的角度滤光片的透过率光谱的举例。图13中，激发光光谱为曲线1361，第一受激光和第二受激光的光谱分别为曲线1362和1363。曲线1304a和1304c分别表示了角度滤光片在0度入射和大角度A2入射时的透过率曲线。可见当激发光的入射角在0度附近时激发光可以透射角度滤光片，而当激发光的入射角大于A2时，激发光会被角度滤光片反射。图14与图13类似的，曲线1404a和1404c分别表示了角度滤光片在0度入射和大角度A2入射时的透过率曲线。与图13的不同之处在于，图14中的角度滤光片会部分的反射第一受激光，这样可以使这部分被反射的第一受激光用来激发第二波长转换材料从而达到调整出光光谱和色温的目的。

下面再举两个例子来进一步的说明反光杯的第一区位于第一角度范围的中心光轴区域的情况。

图15所示的光源的结构示意图中，与图11不同的，分光装置1509为带孔的反射装置1509，该反射装置1509具有平面反射面，孔1509a位于反射面内，激发光源1505发射的激发光1531从反射装置的孔1509a透射并近乎垂直的透射角度滤光片并入射于反光杯的大口，而从反光杯大口出射的受激光则入射于反射面，其中入射于反射面的孔1509a以外的部分被反射。在本实施例中，入射于孔1509的一小部分受激光会被浪费掉，而为了解决这个问题，可以在孔1509a上放置一块透射激发光反射受激光的分光滤光片，这样入射到该孔内的受激光也会被该分光滤光片反射从而形成出射光的一部分。在图15所示的实施例中，在出射光的出射光路上还需要透镜1507来对光束进行准直，而在图16所示的实施例中，反射装置1609具有曲面的反射面，这样就可以在反射受激光的同时将其准直，省略了透镜1507。可以理解，反射装置也可以是另外一种形状的曲面，它可以在反射受激光的同时将其聚焦。

在上面的几个实施例中，就反光杯的第一区和第二区的两种不同的划分方法分别举了不同光学结构的例子，但是显然这并不意味着这些光学结构仅限于应用例子中的第一区和第二区的划分。实际在使用中，采用何种光学结构，以及如何分配第一区和第二区并相应的设计角度滤光片，都是可以根据实际情况设计的，本领域的工程师根据本发明的描述足以设计出复合本发明精神的其它光源的实例。

在上述的实施例中，均使用紫光或紫外光作为激发光，而实际上蓝光也可以作为激发光。例如使用蓝光激光作为激发光，同时波长转换层中含有黄色波长转换材料，这样应用本发明可以高效率的得到黄光。不仅如此，在实际应用中，应用本发明还可以得到白光，方法是可以设置角度滤光片在第二区的角度范围内反射部分激发光同时透射部分激发光，这样透射的部分剩余的蓝光激发光就可以与波长转换层受激发射的黄光一起出射而形成白光。这种结构的好处在于，可以大幅度的减少波长转换层中波长转换材料的含量，因为即使蓝光激发光在入射于波长转换层后没有被充分的吸收，剩余部分中的一部分也可以被角度滤光片反射而实现再次利用，因此效率并不会下降。而大幅度的减少波长转换层中波长转换材料的含量则可以带来以下额外的好处：波长转换层可以做的很薄，其中的波长转换材料可以紧密的贴在衬底表面，从而衬底可以很好的为波长转换材料散热。在这种情况下，优选的，波长转换层中还包括散射材料，散射材料填充与波长转换材料的间隙中，用于散射激发光，同时也用于为波长转换材料导热。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光源，其特征在于：

包括波长转换装置，用于接收激发光并受激发射受激光；该波长转换装置包括波长转换层和衬底，波长转换层包括相对的第一面和第二面，所述波长转换层的第一面依附于衬底的第一表面上，该表面对于波长转换层发出的光具有反射性；

波长转换装置还包括位于波长转换层第二面一侧的反光杯，反光杯具有相对的大口和小口，小口面向波长转换层；从所述反光杯的大口入射的光具有第一角度范围，在该角度范围内的光能够穿过反光杯而从反光杯的小口出射，在该角度范围外的光则不能穿过反光杯；第一角度范围按照角度不同分为第一区和第二区；

波长装换装置还包括位于反光杯大口处的角度滤光片，该角度滤光片透射入射角度属于第一区范围的激发光并反射至少部分入射角度属于第二区范围的激发光，同时该角度滤光片透射至少部分受激光；

所述光源还包括激发光源，激发光源发射的激发光以属于第一区的入射角度透射角度滤光片并入射于反光杯的大口，并经过该反光杯而聚焦于波长转换层表面并激发波长转换层而产生受激光；受激光从波长转换层的第二面出射并被反光杯所收集，并最终从反光杯的大口透射所述角度滤光片出射。

2.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，所述波长转换层包括第一波长转换材料和第二波长转换材料，第二波长转换材料能够吸收第一波长转换材料受激发射的第一受激光并发射第二受激光。

3.根据权利要求2所述的光源，其特征在于，所述激发光为紫色光或紫外光，所述第一波长转换材料为蓝色波长转换材料，所述第二波长转换材料为YAG。

4.根据权利要求2或3所述的光源，其特征在于，所述角度滤光片反射部分第一受激光。

5.根据权利要求2或3所述的光源，其特征在于，所述波长转换层包括两个子层，第一子层包括第一波长转换材料，第二子层包括第二波长转换材料，其中第二子层相对第一子层更靠近衬底。

6.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，还包括位于激发光源与波长转换装置光路之间的分光装置，该分光装置用于将激发光与受激光的光路分开。

7.根据权利要求6所述的光源，其特征在于：

所述分光装置为分光滤光片，该分光滤光片透射激发光同时反射受激光，或者该分光滤光片反射激发光同时透射受激光；或者，

所述分光装置是带孔的反射装置，该反射装置具有平面或曲面的反射面，所述的孔位于反射面内，所述激发光从反射装置的孔透射并入射于反光杯的大口，所述受激光入射于反射面，其中入射于反射面的孔以外的部分被反射；或者，

所述分光装置是小反射镜，所述激发光入射于小反射镜并被其反射而入射于反光杯的大口，大部分受激光从小反射镜周围出射。

8.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，包括至少两个激发光源和反射装置，该至少两个激发光源也固定于所述衬底上并围绕所述波长转换层排布，所述至少两个激发光源发射的激发光经过反射装置的反射而入射于反光杯的大口。

9.根据权利要求8所述的光源，其特征在于，所述反射装置为反射激发光且透射受激光的分光滤光片。

10.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，所述激发光为蓝色光，所述角度滤光片能够透射部分入射角度属于第二区范围的激发光。

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