CN105276525A - 波长转换装置及光源系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种波长转换装置及光源系统，该波长转换装置包括基底和波长转换层，还包括反射层，所述反射层设置于所述基底的一表面，所述波长转换层设置于所述反射层的背离所述基底的表面。本发明通过在波长转换装置的基底与波长转换层之间设置反射层，通过反射层可以对波长转换层出射的光进行反射，提高光利用率。同时该反射层包括在基底的表面形成的氧化铝层和/或至少两层层叠设置的子反射层，从而可提高该反射层的反射率，进而使该反射层可以薄型化，改善导热性能。

Description

波长转换装置及光源系统

技术领域

本发明涉及光学技术领域，更具体地说，涉及波长转换装置及光源系统。

背景技术

传统的波长转换装置如图1所示，该波长转换装置包括基底11、荧光粉层13以及马达14。为了保证荧光粉层的散热，通常基底11为氮化铝陶瓷。

采用这种结构的波长转换装置，当激发光照射该波长转换装置时，该波长转换装置出射的受激光中，有一部分受激光的方向与激发光的方向相反，但有一部分受激光的方向与激发光的方向相同，此时，无论与激发光的方向相反的方向上还是在与激发光的方向相同的方向上对受激光进行收集并利用，都会存在光的损失，从而降低了光利用率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种波长转换装置，以解决波长转换装置出射的光的利用率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种波长转换装置，包括基底和波长转换层，还包括反射层，所述反射层设置于所述基底的一表面，所述波长转换层设置于所述反射层的背离所述基底的表面。

优选的，所述反射层包括在所述基底的表面采用预设的氧化方式形成的氧化铝层。

优选的，所述反射层还包括至少一子反射层，所述至少一子反射层设置于所述氧化铝层上，多层所述子反射层层叠设置。

优选的，所述反射层包括至少两层层叠设置的子反射层。

优选的，每层所述子反射层通过反射颗粒与粘接材料烧结而成。

优选的，相邻两层所述子反射层的反射颗粒和/或粘接材料不同。

本发明还提供了一种包括上述波长转换装置的光源系统。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明通过在波长转换装置的基底与波长转换层之间设置反射层，通过反射层可以对波长转换层出射的光进行反射，提高光利用率。同时该反射层包括在基底的表面形成的氧化铝层和/或至少两层层叠设置的子反射层，从而可提高该反射层的反射率，进而使该反射层可以薄型化，改善导热性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的波长转换装置的结构图；

图2为本发明第一实施例提供的波长转换装置的结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的波长转换装置的结构示意图；

图4、5为本发明第三实施例提供的波长转换装置的结构示意图；

图6、7为本发明第四实施例提供的波长转换装置的结构示意图；

图8、9为本发明第五实施例提供的波长转换装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种波长转换装置，包括基底和波长转换层，还包括反射层，所述反射层设置于所述基底的一表面，所述波长转换层设置于所述反射层的背离所述基底的表面。

其中反射层包括在所述基底的表面采用预设的氧化方式形成的氧化铝层，或者，反射层包括氧化铝层以及层叠设置在氧化铝层之上的至少一子反射层，或者反射层包括至少两层层叠设置的子反射层。

本发明还提供了一种光源系统，包括如上所述的波长转换装置。

本发明所提供的波长转换装置通过在基底与波长转换层之间设置反射层，通过反射层可以对波长转换层出射的光进行反射，提高光利用率。同时该反射层包括在基底的表面形成的氧化铝层和/或至少两层层叠设置的子反射层，从而可提高该反射层的反射率，进而使该反射层可以薄型化，改善导热性能。

以上是本发明的核心思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似应用，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

下面通过几个实施例详细描述。

实施例一

本实施例提供了一种波长转换装置，如图2所示，该波长转换装置包括基底21，反射层22和波长转换层23。其中：

基底21为含铝的化合物，如基底21可以为陶瓷基底。其中陶瓷基底的主要材质为氮化铝。该基底21的形状可以为任意形状，如圆形或者方形等。该基底21具有两个表面。

反射层22设置在基底21的其中一个表面。

波长转换层23设置于反射层22的背离基底21的表面。该波长转换层23为波长转换材料层，或者该波长转换层通过波长转换材料与粘接剂烧结而成。其中波长转换材料包括但不限于荧光粉，发光染料，纳米发光材料，量子点，荧光染料等。

在本发明另一实施例中，该波长转换装置还包括驱动装置24。该驱动装置24驱动波长转换装置按照预定路径运动。

实施例二

本实施例提供了另一种波长转换装置，如图3所示，该波长转换装置与实施例一所述的波长转换装置的区别在于，本实施例中的反射层为在所述基底的表面采用预设的氧化方式形成的氧化铝层321。如当基底21为氮化铝基底时，则该反射层为在氮化铝基底的表面采用预设的氧化方式形成的氧化铝层。

其中预设的氧化方式包括但不限于高温氧化方式。其中高温是指可以在基底21的表面形成氧化铝层321所需的温度，如高温的温度范围为1100-1600度等。

在本实施例中，当采用高温氧化方式在基底21的表面形成氧化铝层321时，可以在基底21的表面形成具有孔隙的氧化铝层321。其中高温氧化的具体过程可以采用现有技术提供的任意一种方式，在此不再赘述。

在本实施例中，氮化铝基底在高温氧化后，可在该氮化铝基底的表面形成一层致密的具有孔隙的氧化铝层，由于氧化铝层的反射率非常高，因此，在达到所需要的反射率的情况下，将氧化铝层作为反射层时，该反射层可以更薄，如要达到需要的反射率，一般氧化铝层的厚度在10um以下就可以。由于将氧化铝层作为反射层时，该反射层可以更薄，从而该反射层的导热性能更好，使得波长转换层产生的热量可以经氧化铝层快速的传导至氮化铝基底上，加快散热速度，进而提高波长转换层的转换效率。其次，由于是采用高温氧化的方式直接在氮化铝基底的表面形成氧化铝层，使得该氧化铝层具有孔隙，因此，相对于将反射层烧结在氮化铝基底的表面的方式，本发明实施例提供的方式使得反射层与氮化铝基底之间结合的更牢固。再次，由于波长转换层与氧化铝之间的浸润性非常好，因此，波长转换层可以与氧化铝层结合的更牢固，增强了波长转换层的粘接强度。

实施例三

本实施例提供了另一种波长转换装置，该波长转换装置与实施例二所述的波长转换装置的区别在于，本实施例中的反射层包括在基底的表面采用预设的氧化方式形成的氧化铝层421以及设置在该氧化铝层421之上的至少一子反射层。其中氧化铝层421与实施例二中的氧化铝层相同，在此不再赘述。

其中设置在氧化铝层421之上的每层子反射层通过反射颗粒与粘接材料烧结而成。其中反射颗粒包括但不限于氧化铝、氧化钛，石英粉、玻璃粉等，粘接材料包括但不限于低温玻璃等。

设置在氧化铝层421之上的至少一子反射层为两层或者两层以上子反射层时，相邻两层子反射层之间采用的反射颗粒和/或粘接材料不同，不相邻的子反射层之间采用的反射颗粒和/或粘接材料可以相同，也可以不同。

每层子反射层中的反射颗粒可以均匀分布，也可以不均匀分布。其中反射颗粒呈球形或者其他形状。

请参阅图4，为本实施例提供的在氧化铝层421之上设置有一层子反射层422的波长转换装置的结构。其中子反射层422设置在氧化铝层421之上的方式包括但不限于烧结等。该子反射层422的厚度可以很薄，如厚度可以在0.05毫米或者以下。

在本实施例中，该反射层42包括氧化铝层421和设置在氧化铝层421之上的子反射层422，由于氧化铝层421和子反射层422构成两层介质层，由于两层介质层均具有较好的反射率，因此两层介质层的叠加可以使绝大部分的光得到反射。另外当氧化铝层421与子反射层422是不同介质层时，由于光线在两个不同介质层之间会产生大量的反射，从而可以进一步提高反射层42的反射率，进而该反射层42可以更薄，进一步提高导热性能。

请参阅图5，为本实施例提供的在氧化铝层421之上设置有两层子反射层的波长转换装置的结构。该两层子反射层分别为第一子反射层423和第二子反射层424。其中第一子反射层423和第二子反射层424按照任意顺序层叠设置于氧化铝层421之上。第一子反射层423和第二子反射层424层叠设置在氧化铝层421之上的方式包括但不限于烧结等。

该第一子反射层423和第二子反射层424均通过反射颗粒与粘接材料烧结而成。第一子反射层423和第二子反射层424的反射颗粒和/或粘接材料不同。第一子反射层423和第二子反射层424的厚度均可以在0.05毫米或者以下，如第一子反射层423和第二子反射层424的厚度均可以低于40um。

在本实施例中，该反射层包括氧化铝层421、第一子反射层423和第二子反射层424共三层介质层，由于三层介质层均具有较好的反射率，因此三层介质层的叠加可以使绝大部分的光得到反射。另外，由于第一子反射层423和第二子反射层424的反射颗粒和/或粘接材料不同，使得氧化铝层421、第一子反射层423和第二子反射层424构成三层不同的介质层，由于光线在两个不同介质层之间会产生大量的反射，从而三层不同的介质层可以进一步提高反射层的反射率，且每层介质层可以非常薄，从而使包含三层介质层的该反射层也可以更薄，进一步提高反射层的导热性能。

可以理解，还可以在氧化铝层421之上层叠设置更多层由不同反射颗粒和/或粘接材料烧结而成的子反射层，利用光线在两个不同介质层之间会产生大量的反射的原理，来提高反射层的反射率，在此不再一一例举。

实施例四

本实施例提供了另一种波长转换装置，该波长转换装置与实施例一、二、三所述的波长转换装置的区别在于基底61，且本实施例中的反射层包括设置在基底61之上的至少两层层叠设置的子反射层。

其中本实施例中的基底61为陶瓷基底，该陶瓷基底61的材质可以为氮化铝或者氧化铝等。

请参阅图6，为本实施例提供的在基底61之上设置有两层子反射层的波长转换装置的结构。该两层子反射层分别为第一子反射层623和第二子反射层624。第一子反射层623和第二子反射层624的厚度均可以在0.05毫米或者以下，如第一子反射层423和第二子反射层424的厚度均可以低于40um。

该第一子反射层623和第二子反射层624按照任意顺序层叠设置于基底61之上。第一子反射层623和第二子反射层624层叠设置在基底61之上的方式包括但不限于烧结等。

该第一子反射层623和第二子反射层624均通过反射颗粒与粘接材料烧结而成。第一子反射层623和第二子反射层624的反射颗粒和/或粘接材料不同。其中反射颗粒包括但不限于氧化铝、氧化钛，石英粉、玻璃粉等，粘接材料包括但不限于低温玻璃、硅胶等。

第一子反射层623和第二子反射层624的厚度均可以在0.05毫米或者以下，如第一子反射层623和第二子反射层624的厚度均可以低于40um。

在本实施例中，该反射层包括第一子反射层623和第二子反射层624共两层介质层，由于两层介质层均具有较好的反射率，因此两层介质层的叠加可以使大部分的光线得到反射。另外，由于第一子反射层623和第二子反射层624的反射颗粒和/或粘接材料不同，使得第一子反射层623和第二子反射层624构成两层不同的介质层，由于光线在两层不同介质层之间会产生大量的反射，从而两层不同的介质层可以进一步提高反射层的反射率，且每层介质层可以非常薄，从而使包含两层介质层的该反射层也可以更薄，进一步提高反射层的导热性能。

请参阅图7，为本实施例提供的在基底61之上设置有三层子反射层的波长转换装置的结构。该三层子反射层分别为第一子反射层723、第二子反射层724以及第三子反射层725。第一子反射层723、第二子反射层724、第三子反射层725的厚度均可以在0.05毫米或者以下，如第一子反射层423和第二子反射层424的厚度均可以低于40um。

该第一子反射层723、第二子反射层724、第三子反射层725均通过反射颗粒与粘接材料烧结而成，其中反射颗粒包括但不限于氧化铝、氧化钛，石英粉、玻璃粉等，粘接材料包括但不限于低温玻璃、硅胶等。

其中第一子反射层723与第二子反射层724采用的反射颗粒和/或粘接材料不同，第二子反射层724与第三子反射层725采用的反射颗粒和/或粘接材料不同，第一子反射层723与第三子反射层725采用的反射颗粒和/或粘接材料可以相同，也可以不同。

可以理解，本实施例中的反射层还可以包括层叠设置在基底之上的更多数量的子反射层，其中相邻两层子反射层采用的反射颗粒和/或粘接材料不同，不相邻的子反射层采用的反射颗粒和/或粘接材料可以相同，也可以不同。

在本实施例中，该反射层包括第一子反射层723、第二子反射层724以及第三子反射层725共三层介质层，由于三层介质层均具有较好的反射率，因此三层介质层的叠加可以使大部分的光线得到反射。另外，由于第一子反射层723与第二子反射层724采用的反射颗粒和/或粘接材料不同，第二子反射层724与第三子反射层725采用的反射颗粒和/或粘接材料不同，由于光线在两层不同介质层之间会产生大量的反射，从而三层不同的介质层可以进一步提高反射层的反射率，且每层介质层可以非常薄，从而使包含三层介质层的该反射层也可以更薄，进一步提高反射层的导热性能。

实施例五

本实施例提供了另一种波长转换装置，该波长转换装置与实施例一至四所述的波长转换装置的区别在于，本实施例的波长转换装置还包括散热器。该散热器设置于基底61的背离反射层62的表面。

请参阅图8，为本实施例提供的包括散热器84的波长转换装置的结构示意图。该散热器85为金属板。

请参阅图9，为本实施例提供的包括散热器95的波长转换装置的结构示意图。该散热器95为带有鳍片的异形金属板。

在本实施例中，由于该波长转换装置还包括散热器，因此，可以进一步提高波长转换装置的散热性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例，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者直接、间接运用在其他相关的技术领域，均视为包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种波长转换装置，包括基底和波长转换层，其特征在于，还包括反射层，所述反射层设置于所述基底的一表面，所述波长转换层设置于所述反射层的背离所述基底的表面。

2.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述反射层包括在所述基底的表面采用预设的氧化方式形成的氧化铝层。

3.如权利要求2所述的波长转换装置，其特征在于，所述预设的氧化方式包括高温氧化方式。

4.如权利要求2或3所述的波长转换装置，其特征在于，所述基底为氮化铝基底。

5.如权利要求2所述的波长转换装置，其特征在于，所述反射层还包括至少一子反射层，所述至少一子反射层设置于所述氧化铝层上，多层所述子反射层层叠设置。

6.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述反射层包括至少两层层叠设置的子反射层。

7.如权利要求5或6所述的波长转换装置，其特征在于，每层所述子反射层通过反射颗粒与粘接材料烧结而成。

8.如权利要求7所述的波长转换装置，其特征在于，相邻两层所述子反射层的反射颗粒和/或粘接材料不同。

9.如权利要求7所述的波长转换装置，其特征在于，每层所述子反射层中的反射颗粒均匀分布，所述反射颗粒呈球形。

10.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换装置还包括：

散热器，所述散热器设置于所述基底的背离所述反射层的表面。

11.如权利要求10所述的波长转换装置，其特征在于，所述散热器为金属板或者带有鳍片的异形金属板。

12.一种光源系统，其特征在于，所述光源系统包括所述权利要求1至11任一项所述波长转换装置。