CN106939991A - 一种基于激光激发荧光光纤的汽车大灯 - Google Patents

一种基于激光激发荧光光纤的汽车大灯 Download PDF

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张龙
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Abstract

一种基于激光激发荧光光纤的汽车大灯，包括：激光模块，用以发射激光；光纤，与所述激光模块相连，用以传递所述激光模块发出的激光；荧光光纤，一端与所述光纤相连，另一端面加工有透镜。本发明大幅度简化了汽车大灯的设计，结构紧凑，易于更换激光模块，通过光纤连接，使得激光模块可以放置在车灯以外的地方，从而达到了更好的散热效果，且具有更远的照射距离。

Description

一种基于激光激发荧光光纤的汽车大灯
技术领域
本发明涉及汽车车灯照明领域，尤其涉及一种基于激光激发荧光光纤的汽车大灯。
背景技术
激光大灯被称为继LED大灯之后“合理的下一步”，它更加节能，更加省油。其原理是激光发光二极管的蓝光灯将会贯穿前大灯单元内有荧光的材料，将其转换成一个扩散的白光，明亮的同时对眼睛也更加友好。
激光大灯相对于传统LED大灯的优势是明显的，传统LED大灯每瓦的发光强度是100流明，照射距离大约300米；而激光大灯达到了每瓦170流明，照射距离500～600米，让驾驶者能够提前了解前方路况。激光大灯的光源——激光二极管(Laser diode)与发光二极管(LED)几乎诞生于同一时代，虽然激光二极管的大规模商业化应用要比LED稍晚些，但是其应用范围更加广泛，在测量、电子、通信、医学、加工等行业都有激光二极管的身影。
激光大灯拥有LED大灯大部分的优点，比如响应说速度快、亮度衰减低、体积小、能耗低、寿命长等等。相比LED大灯激光大灯在尤其在体积方面具有优势，单个激光二极管元件的长度已经可以做到10微米，仅为常规LED元件尺寸的1/100，这意味着，只要设计师愿意，传统汽车的大灯的尺寸可以大幅度缩小，这也许将为汽车前脸上各个元素的设计比例带来革命性的变化。激光大灯另一个显著优势是在发光效率方面，比如一般的LED照明灯的发光效率可以达到每瓦100流明左右，那么激光二极管元件可以达到每瓦170流明左右，这意味着，当满足同样照明条件时，使用激光大灯的能耗不到LED大灯的60％，进一步减少了能量消耗，也更加符合未来汽车的节能环保趋势。
同LED一样，激光二极管也只能发射单色激光，需要通过多个单色激光源合成，形成白光辐射。目前较为常见的比如宝马则使用了白光LED普遍采用的方法——蓝色单色光+荧光滤镜来制造白光。其主要结构为：激光模块、荧光片、反射杯等，激光模块发出的光，激发荧光片材料光，激光剩余的光与荧光片产生光混合形成白光。但是这种结构由于激光模块发出的激光不能与荧光片很好的耦合在一起导致发光不均匀，同时使用反光镜不易做成结构紧凑型。
发明内容
本发明主要基于激光激发荧光光纤的汽车大灯，通过将荧光光纤与蓝光激光二极管直接相连，用以传导所述激光模块发出的所述激光并将激光模块发射的激光部分转化成黄光和红光，从而产生白色光束；通俗荧光光纤端面被加工成透镜组合，从而将所述白色光束扩束和平行传输。
本发明的技术解决方案如下：
一种基于激光激发荧光光纤的汽车大灯，其特点在于，包括：
激光模块，用以发射激光；
光纤，与所述激光模块相连，用以传递所述激光模块发出的激光，同时用于将激光模块发射的激光部分转化成红黄绿光，从而产生白色光束。
荧光光纤，一端与所述光纤相连，另一端面加工有透镜，从而将所述白色光束处理形成平行光束。
所述的激光模块发出激光后，通过光纤将所述激光传输至荧光光纤中，激发该荧光光纤产生人眼可见的白色光束，经透镜扩束后产生平行光。
所述激光模块包括若干个激光器，所述激光器分别与所述光纤相连。
所述光纤将所有激光器发出的激光耦合。
所述激光器发出中心波长为450-500nm的蓝色激光。
本发明的有益效果是：
1)大幅度简化了汽车大灯的设计，通过光纤连接，使得激光模块可以放置在车灯以外的地方，从而达到了更好的散热效果。
2)具有更远的照射距离，相比于传统的LED大灯，该车灯的灯光传输具体提高了两倍。
3)相比于宝马使用白光LED普遍采用的方法——蓝色单色光+荧光滤镜来制造白光，该车灯没有反射镜，同时用荧光光纤与导光光纤传导光，便于做成结构紧凑，易于更换激光模块。
附图说明
图1为本发明基于激光激发荧光光纤的汽车大灯的结构示意图；
图2为本发明基于激光激发荧光光纤的汽车大灯的使用状态示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施方式进一步说明本发明基于激光激发荧光光纤的汽车大灯，应理解，附图及下属实施方式仅用于说明本发明而非限制本发明。
实施例1：
图1给出的一种基于激光激发荧光光纤汽车大灯的结构示意图，如图1所示。包括：激光模块1，用以发射激光；光纤2，与所述激光模块1相连，用以传递所述激光模块1发出的所述激光；荧光光纤3，与所述光纤2相连；具体来说，在本实施例中，激光模块1发出激光后，通过光纤2将所述激光传输至荧光光纤3中，激光会激发该荧光光纤从而产生人眼可见的白色光束。白色光束经由光纤端部的透镜4扩束后产生平行光，得到了较小的发射角，从而提高了车灯的整体照射距离。
图2给出的一种光纤传导激光车灯的使用状态示意图，如图2所示：
在开启该车灯后，激光模块1中的激光器启动，并发出中心波长位于450-500nm的蓝色激光。由于激光器均与光纤2相连，蓝色激光经光纤2进行传输至荧光光纤3后，蓝色激光能够激发的荧光物质，因此在激光照射后产生红黄绿段的光，并与该蓝光相结合从而形成肉眼可见的白色光束。
实施例2
在本实施例中，通过在激光模块1中设置多个激光器，并通过光纤2对激光器发出的激光进行耦合处理，从而提高激光的功率。由于激光的功率的提升，使得射入荧光光纤3内的激光功率也有所提升，进而因激光照射而产生的红黄绿段的光的功率也增强，形成的白色光束的功率也增强。白色光束经由荧光光纤3端部的透镜4扩束后产生平行光，得到了较小的发射角，实现了车灯的远程照射的目的。
经试验表明，本发明一种基于激光激发荧光光纤汽车大灯，具有更远的照射距离，相比于传统的LED大灯，本实施例提出的车灯的灯光传输具体提高了二倍。该车灯通过光纤2连接，使得激光模块1可以放置在车灯以外的地方，从而达到了更好的散热效果。另外，通过荧光光纤的引入，该车灯结构紧凑，易于更换激光模块。

Claims (5)

1.一种基于激光激发荧光光纤的汽车大灯，其特征在于，包括：
激光模块(1)，用以发射激光；
光纤(2)，与所述激光模块(1)相连，用以传递所述激光模块(1)发出的激光；
荧光光纤(3)，一端与所述光纤(2)相连，另一端面加工有透镜(4)。
2.根据权利要求1所述的基于激光激发荧光光纤的汽车大灯，其特征在于所述的激光模块(1)发出激光后，通过光纤(2)将所述激光传输至荧光光纤(3)中，激发该荧光光纤(3)产生人眼可见的白色光束，经透镜(4)扩束后产生平行光。
3.根据权利要求1或2所述的基于激光激发荧光光纤的汽车大灯，其特征在于所述激光模块包括若干个激光器，所述激光器分别与所述光纤相连。
4.根据权利要求1或2所述的基于激光激发荧光光纤的汽车大灯，其特征在于所述光纤将所有激光器发出的激光耦合。
5.根据权利要求3所述的基于激光激发荧光光纤的汽车大灯，其特征在于，所述激光器发出中心波长为450-500nm的蓝色激光。
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