CN105782909B - 采用光波导的激光照明光源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用光波导的激光照明光源，包括至少六根波长为450nm的蓝色激光二极管，各蓝色激光二极管的输出端经过各自的透镜与对应光纤的输入端对接，各光纤的输出端与石英基板光波导芯片上各自对应的光波导的输入端对接，石英基板光波导芯片包括至少六支波导并在出射端汇聚光路，石英基板光波导芯片出射端正对涂有黄色荧光粉的棱镜，棱镜将线形出射光转换为均匀扩散发散角40°的白光，且各蓝色激光二极管、各光纤以及石英基板光波导芯片和棱镜通过胶体固定封装为一体，且棱镜的出光面设置在胶体外部。本发明的光源尺寸小，便于独立封装，能提高抗振动和抗破坏，不受灰尘杂质干扰。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用光波导的激光照明光源，属于车灯用光源技术领域。
背景技术
激光相对与传统光源如金属灯、高压气体灯和LED等，具有耗能低、光色纯、亮度高、方向性好、配光机构尺寸小的优势。但是目前小尺寸大功率激光二极管都小于2W，在大功率照明领域应用时，需要采用多光源系统光学封装技术。以汽车前照灯照明为例，光源需要1200lm以上。
在前照灯领域，目前国际最先进的集成多光源是采用将蓝光激光二极管经过反射镜汇聚到覆盖黄色荧光粉的棱镜，即而转换成扩散的白光再投射至反射镜，由于需要两组按此封装的光学模块，因此该封装方案存在下述问题：
1、光学模组在灯具内部是开放的空间光路，没有封闭，容易被灰尘或者杂质干扰光学效果。
2、反射镜和棱镜加工复杂，光路又需要精确定位才能达到光学效果，但在实际操作中，由于采用两路光学模块，造成精确定位非常困难，加之抗震性能差，在用于车灯上时，容易移动影响光学效果。
3、采用空间光路导致模组尺寸大。
4、在灯体破损后，由于未经过封闭封装的大功率蓝色激光射出，可能会造成人身伤害，存在一定的安装隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种尺寸小便于独立封装，能提高抗振动和抗破坏，不受灰尘杂质干扰的采用光波导的激光照明光源。
本发明为达到上述目的的技术方案是：一种采用光波导的激光照明光源，其特征在于：包括至少六根波长为450nm的蓝色激光二极管构成蓝色激光阵列，各蓝色激光二极管的输出端经过各自的透镜与对应光纤的输入端对接，各光纤的输出端与石英基板光波导芯片上各自对应的光波导的输入端对接，所述的石英基板光波导芯片包括至少六支波导并在出射端汇聚光路，所述的石英基板光波导芯片用于在其出射端形成均匀且波长为450nm的线形出射光，石英基板光波导芯片出射端正对涂有黄色荧光粉的棱镜，所述棱镜用于将线形出射光转换为均匀扩散发散角40°的白光，且各蓝色激光二极管、各光纤以及石英基板光波导芯片和棱镜通过胶体固定封装为一体，且棱镜的出光面设置在胶体外部。
本发明将至少六个蓝色激光二极管及对应的各光纤以及石英基板光波导芯片和棱镜光路对接，再通过胶体进行固定，由于石英基板光波导芯片能将多支波导构成在出射端进行光路汇聚，在其出射端形成均匀且波长为450nm的线形出射光，能完成多束激光能量的汇聚，而不是空间光路进行汇聚，石英基板光波导芯片出射端正对涂有黄色荧光粉的棱镜，通过棱镜将线形出射光转换为均匀扩散发散角40°的白光，该白光光通量为1200lm，色温为5000K，具有固定扩散角，并且分布均匀，可替代大功率LED白光芯片用作照明光源。本发明采用石英基板光波导芯片，可将不同折射率的介质分界面上，电磁波的全反射现象使光波局限在波导及其周围有限区域内传播该，其能量损耗小，出光均匀，能将激光聚集空间光路的尺寸缩小，便于整体独立封闭式封装。本发明将蓝色激光二极管、光纤以及石英基板光波导芯片和涂有黄色荧光粉的棱镜通过胶体进行整体封装，使光源不受灰尘杂质的干扰，大幅度提高了光源抗振动和抗破坏的能力，同时也避免灯破坏后激光出射造成人身伤害。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。
图1是本发明采用光波导的激光照明光源的结构示意图。
其中：1—蓝色激光二极管，2—透镜，3—光纤，4—石英基板光波导芯片，5—胶体，6—棱镜。
具体实施方式
见图1所示，本发明的采用光波导的激光照明光源，包括至少六根波长为450nm的蓝色激光二极管1构成蓝色激光阵列，蓝色激光二极管1的光功率为1.6W，各蓝色激光二极管1的输出端经过各自的透镜2与对应光纤3的输入端对接，各蓝色激光二极管1的中心与透镜2的中心重合，各光纤3输入端的中心与对应透镜2的中心重合，各光纤3的输出端与石英基板光波导芯片4上各自的光波导的输入端对接，各光纤3的输出端与石英基板光波导芯片4上各光波导输入端的中心重合，实现光路的对接，本发明石英基板光波导芯片4包括至少六支波导并在出射端汇聚光路，石英基板光波导芯片4在其出射端形成均匀且波长为450nm的线形出射光，本发明石英基板光波导芯片4由光透明介质构成的传输光频电磁波的导行结构，能在不同折射率的介质分界面上，电磁波的全反射现象使光波局限在波导及其周围有限区域内传播，使石英基板光波导芯片4在出射端能形成均匀的、波长为450nm线形的出射激光。本发明石英基板光波导芯片4出射端正对涂有黄色荧光粉的棱镜6，棱镜6用于将线形出射光转换为均匀扩散发散角40°的白光，该白光光通量为1200lm，色温为5000K，具有固定扩散角，并且分布均匀，可替代大功率LED白光芯片用作照明光源。
本发明将各蓝色激光二极管1、各光纤3以及石英基板光波导芯片4和棱镜6通过胶体5固定封装为一体，而棱镜6的出光面设置在胶体5外部，将光源整体封装，避免振动过程中光源的位移，而且不需要在结构件上精确定位，便于工业化生产。
Claims (3)
1.一种采用光波导的激光照明光源，其特征在于：包括至少六根波长为450nm的蓝色激光二极管(1)构成蓝色激光阵列，各蓝色激光二极管(1)的输出端经过各自的透镜(2)与对应光纤(3)的输入端对接，各光纤(3)的输出端与石英基板光波导芯片(4)上各自对应的光波导的输入端对接，所述的石英基板光波导芯片(4)包括至少六支波导并在出射端汇聚光路，所述的石英基板光波导芯片(4)用于在其出射端形成均匀且波长为450nm的线形出射光，石英基板光波导芯片(4)出射端正对涂有黄色荧光粉的棱镜(6)，所述棱镜(6)用于将线形出射光转换为均匀扩散发散角40°的白光，且各蓝色激光二极管(1)、各光纤(3)以及石英基板光波导芯片(4)和棱镜(6)通过胶体(5)固定封装为一体，且棱镜(6)的出光面设置在胶体(5)外部。
2.根据权利要求1所述的光波导的激光照明光源，其特征在于：所述各蓝色激光二极管(1)的中心与透镜(2)的中心重合，各光纤(3)输入端的中心与对应的透镜(2)的中心重合。
3.根据权利要求1所述的光波导的激光照明光源，其特征在于：所述石英基板光波导芯片(4)上各光波导的输入端与对应的光纤(3)输出端的中心重合。
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