CN103836387A - 一种led荧光激发光源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED荧光激发光源系统，属于半导体照明技术领域。所述的LED荧光光源系统，包括驱动电源、控制系统、LED光源、光学系统等部分，所述光学系统包括匀光耦合系统和导光介质。本发明所具有的优点是，所述LED光源可承受超大电流，实现超高亮度光出射。通过控制系统，控制LED光源的多个不同芯片分时发光，可以实现不同波长的光出射，实现多波段荧光激发。光学系统提高光能量向系统后端的光耦合能力，实现前端与后端耦合面的面型匹配，提高能量利用率，并提高光照均匀度。本发明结构简单，成本低廉，解决了目前普遍存在的荧光激发光源亮度不高，波长不可调节或调解不方便的问题，提供了一种高效率、应用灵活的LED荧光激发光源设计方案。

Description

一种LED荧光激发光源系统
技术领域
本发明涉及半导体光源照明技术领域，尤其涉及LED荧光激发光源系统领域。 
背景技术
近年来，荧光检测技术已经广泛应用于科研与生产的各个方面，激光诱导荧光光谱、LED荧光显微镜、红外荧光检测技术等发展日趋成熟，定量化检测与定性化检测仪器的研发日益完善。荧光激发光源作为荧光检测设备中的关键核心部件，直接影响着荧光检测的适用范围、检测精度。传统的荧光激发光源，如高压汞灯和氙灯，存在做多问题，如高压汞灯发射光谱不连续，不能实现全谱段激发，而氙灯虽然解决了连续光谱的问题，但是却存在启动电压高、寿命短、体积大、成本高等缺点。 
LED光源，具有启动时间短、亮度高、能耗低、体积小、寿命长、安全性高等优点，正在逐步取代传统汞灯、卤钨灯、氙灯等高能耗、短寿命的光源，在照明领域获得了广泛的应用。本发明的LED光源为超高亮度光源，单位面积光功率高，可定制发光面型，而且发光波长丰富，可实现多种波长激发，与上述传统光源相比具有很大的优势。 
配合本发明中提出的驱动电源、控制系统及光学系统，本发明将实现全光谱波段激发光出射，获得对目标照明物体的高亮度、高均匀性照明。 
发明内容
为克服现有技术存在的不足，本发明的主要目的就是设计一种LED荧光激发光源系统，包括驱动电源、控制系统、LED光源、光学系统等部分，所述光学系统包括匀光耦合系统和导光介质。通过驱动电源、控制系统及后端光学系统，获得多种不同激发波段的高亮度光出射，并提高光源与后续光学系统的匹配能力。 
优选的，所述一种LED荧光激发光源系统，至少包括驱动电源、控制系统、LED光源、光学系统等部分组成，所述光学系统包括匀光耦合系统和导光介质。 
优选的，所述一种LED荧光激发光源系统，驱动电源可以提供超大电流供电，产生超高亮度光发射。 
优选的，所述一种LED荧光激发光源系统，其控制系统能够控制LED光源芯片独立发光，各发光芯片之间互不影响。 
优选的，所述的一种LED荧光激发光源系统，其LED光源至少包含2种或以上发光波段，发光光谱范围可以覆盖紫外、可见和红外部分。 
优选的，所述一种LED荧光激发光源系统，LED光源的发光芯片可以形成并联结构分别控制分时发光，也可以形成串联结构同时发光。 
优选的，所述一种LED荧光激发光源系统，LED光源芯片的发光形状可以进行定制，实现矩形、圆形及其它多种不规则几何形状发光面的定制。 
优选的，所述一种LED荧光激发光源系统，光学系统部分，可同时提高能量耦合效率和出射光均匀度。  
附图说明
图1为本发明一种LED荧光激发光源系统的多芯片封装LED光源结构示意图。 
图2为本发明一种LED荧光激发光源系统的发光光谱形状示意图。 
图3为本发明一种LED荧光激发光源系统的光学系统结构示意图。 
图4为本发明一种LED荧光激发光源系统的系统整体构造示意图。 
主要元件标记说明。
 1：LED发光芯片。 
2：基板。 
3：光学耦合器。 
4：光传输介质。 
5：夹具。 
6：驱动电源。 
7：控制系统。 
8：控制旋钮。 
9：散热系统。 
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的五种技术方案进行具体的说明。 
实施例1。 
图1展示了本发明一种LED荧光激发光源系统的多芯片封装LED光源结构示意图，其中基板（2）上封装有芯片（1），芯片（1）数量可根据需要改变。基板（2）为芯片（1）的散热基底，与芯片（1）阳极焊接在一起，形成共阳极结构；半导体光源的阴极通过基板上的布线连接到半导体光源芯片（1）上。驱动电源对芯片（1）进行大电流密度供电，获得超大功率光输出，单位面积光通量可达1-500 lm/mm2。通过控制电路，分别控制各个芯片分时发光，或多个芯片组合同时发光，获得多种不同波段的激发波长。 
实施例2。 
图2展示了本发明一种LED荧光激发光源系统的发光光谱形状示意图，其中每个光谱峰为一个芯片的光发射产生，不同芯片通过p-n节的不同结构及芯片表面镀膜，获得不同中心波长和不同半波带宽的波谱形状，通过控制系统，控制多个芯片分时发光，获得不同中心波长的光出射，也可以多个芯片组合同时发光，获得有多个中心波长光发射的多光谱叠加光发射。 
实施例3。 
图3展示了本发明一种LED荧光激发光源系统的光学系统结构示意图，其中从LED光源的芯片（1）中发出的光线，首先耦合到光耦合器（3），该光耦合器的材料为可见光范围内高透过率的光学玻璃、塑料或其它高透过率材料，该锥形结构入射端面尺寸以接近光源尺寸为优，出射端面尺寸以与光传输介质入射端面匹配为优。其入射端尺寸小于出射端尺寸，其工作面为外表面，要求表面光滑，光洁度高，以提高全反射效率，光线在锥形结构中经过多次全反射，使从多个芯片发出来的光进行了均匀混合，并且光线角度被大大压缩。夹具（5）的内表面在可见光波段镀宽带高反膜，宽带高反膜的作用是防止夹具与光耦合器接触的部分形成漏光，光传输介质（4）为光纤等光波导器件，与光耦合器的出射面紧靠接触，从而将从光耦合器出射的能量耦合进入光纤，对所需的区域进行照明。 
实施例4。 
图4展示了本发明一种LED荧光激发光源系统的系统整体构造示意图，系统的主要核心部件包括LED光源、光学耦合器（3）、光传输介质（4）、驱动电源（6）、控制系统（7）、控制旋钮（8）和散热装置（9）等。所述的LED光源，位于控制旋钮（8）所在的面板与散热装置（9）之间；所述光耦合器与光传输介质（4）的接口连接，LED光源模组通过导热片与散热装置（9）紧密配合连接；所述的散热组件，位于光源装置的后端，包括导热片、散热器、散热风扇、导流罩。LED光源发光芯片（1）出射的光能量，首先耦合到光学耦合器（3）中，提高后续光学系统光耦合效率，同时提高光均匀性，光学耦合器（3）中发出的光能量，耦合到光传输介质（4）中，经过传输光路实现对目标照明面的照明，实现多谱段荧光激发。 
通过以上实施方式，不难看出本发明提出了一种LED荧光激发光源系统设计方案。 
以上实施方案只为说明本发明技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，反根据本发明精神实质所做的等小变化或修饰均涵盖在本发明的保护范围内。 

Claims (7)

1.一种LED荧光激发光源系统，其特征在于：该光源系统至少包括驱动电源、控制系统、LED光源、光学系统等部分组成，所述光学系统包括匀光耦合系统和导光介质。
2.根据权利要求1所述的一种LED荧光激发光源系统，其特征在于：上述驱动电源可以提供超大电流供电，产生超高亮度光发射。
3.根据权利要求1所述的一种LED荧光激发光源系统，其特征在于：上述控制系统能够控制LED光源芯片独立发光，各发光芯片之间可以独立互不影响。
4.根据权利要求1所述的一种LED荧光激发光源系统，其特征在于：LED光源至少包含2种或以上发光波段，发光光谱范围可以覆盖紫外、可见和红外部分。
5.根据权利要求1所述的一种LED荧光激发光源系统，其特征在于：上述LED光源的发光芯片可以形成并联结构分别控制分时发光，也可以形成串联结构同时发光。
6.根据权利要求1所述的一种LED荧光激发光源系统，其特征在于：所述LED光源芯片的发光形状可以进行定制，实现矩形、圆形、椭圆、多边形、曲面及其它多种不规则几何形状发光面的定制。
7.据权利要求1所述的一种LED荧光激发光源系统，其特征在于：所述光学系统部分，可同时提高能量耦合效率和出射光均匀度。
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