CN108139066B - 用于调准光学转换器上产生的光斑的方法、包括光斑的装置及其用途以及使用金属焊料连接的转换器-冷却体组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调准从至少一个光导出射的光在光学转换器上的光斑的方法，其中光纤的出射表面7相对于光纤的纵向轴线具有不同于0°的角α，通过调整角α来调准光斑在转换器上的位置。本发明还涉及一种包括光导的装置，光从光导出射并相当大部分入射到光学转换器上，从而形成光斑，其中光纤的出射表面7相对于光纤的纵向轴线具有不同于0°的角α，并且通过调整角α来调准光斑在转换器上的位置。在另一实施例中，本发明涉及一种作为照明设备的一部分的转换模块。转换模块通过使用光纤光导的光源的激发光来操作。为了保持用于产生有用光的转换器，提供了支撑元件，同时通过光出射头定位并保持所述光导。在另一实施例中，本发明涉及一种转换器‑冷却体组件，其中冷却体和转换器互连，使得转换器与冷却体之间的连接优选具有高反射比并且转换器与冷却体之间的连接以及整个系统都具有低热阻以及长寿命预期。

Description

用于调准光学转换器上产生的光斑的方法、包括光斑的装置 及其用途以及使用金属焊料连接的转换器-冷却体组件

技术领域

本发明涉及一种用于调准光学转换器上产生的光斑的方法以及一种包括经调准的光斑的装置及其用途、特别是作为机动车前灯的发光装置。

根据另一方面，本发明涉及一种作为照明设备的一部分的包括光学转换器的转换模块。使用光纤光导利用光源的激发光来操作该转换模块。

最后，根据又一方面，本发明涉及一种转换器-冷却体组件以及一种用于生产转换器-冷却体组件的方法。在此方面，本发明特别涉及一种通过金属连接而连接到冷却体的光学转换器。

背景技术

从WO 2008/000208 A1(对应于DE 10 2006 029 2003 A1)已知一种作为前灯的一部分的发光装置，并且该发光装置包括激发光源和与其耦合的光导以及其下游的用于将较短波长的激发光转换成具有白光外观的平均波长较长的有用光的转换器材料。在这种情况下，有用光由经转换的光的较长波长部分和激发光的未转换部分组成。详细地说，提供了到透明体的插入式连接、传输模式下的转换器和用于沿优选方向发射经转换的有用光的光学部件。但未提供用于转换器的冷却体。

从DE 10 2010 034 054 A1中已知一种基于激光器的白光源，其中激光器借助于会聚透镜在转换器中产生光斑，该会聚透镜用于在传输模式下递送白色有用光。为了避免光斑处的高温，转换器使用导热材料生产并且另外通过空气冷却和/或旋转以促使光斑在转换器材料中四处移动。

从US 2010/0254153 A1中已知在包括传输模式下的转换器的发光装置中使用彼此相邻的多个光导。

文献US 2015/0062953 A1公开一种用于从蓝色或蓝紫色激发光和转换发射的黄光生成白光的照明设备。激发光可以定向到附接到载具装置的转换器。载具装置用于相对于转换介质定位和固定辐射源。

文献WO 97/48995 A1公开一种光纤模组，其包括多个成束的导光棒。

文献WO 2015/020205 A1公开一种LED光源，其包括荧光元件。荧光元件分层并布置在围绕LED光源的侧壁上。

WO 2014/049056 A2公开一种光纤转换模组，其可以运行作为机动车上的照明装置。为了将激发光传输到转换介质或转换器，提供多个光纤。因此，提供用于将多个光纤相结合的分配壳体。

US 2008/0075406 A1公开了一种光学部件，其包括转换器、通向转换器的光导、光导的保持器以及用于将转换器紧固到保持器的帽。帽和保持器由高热导率材料制成，优选地用于散发在传输模式下运行的转换器的热量。

从US 2011/0148280 A1、US 2011/0279007 A1、US 2011/0280033 A1、US 2012/0106178 A1、US 2012/0106183 A1和US 2012/0069593 A1可知，用于前灯的也部分地处于缓解模式的发光装置。这里，转换器材料以块的形式布置于抛物面前灯镜的焦点中，其中透明板横向延伸穿过抛物面镜以用于安装转换器(US 2011/0148280 A1、US 2011/0279007A1、US 2011/0280033 A1、US 2012/0069593 A1)，或者沿着抛物面镜的轴线形成支撑壁，转换器安装在该支撑壁上(US 2012/0106178 A1、US 2012/0106183 A1)。

光纤的出射表面的质量也是避免光纤转换光源中不希望的散射光的重要因素。通常已知的各种用于生产具有用于光纤中所导引的光的出射表面的光纤端部的方法。

例如，在EP 1 972 973 A2中描述了光纤的机械分离，通过该分离限定了光纤中所导引的光的出射表面。借助于具有复杂结构尺寸的机械精密装置，还可以生产这样的出射表面—该出射表面相对于光纤的纵向轴线倾斜，即相对于光纤的轴以不同于90°的倾斜角度延伸。

例如，WO 02/34452 A1公开了借助于激光辐射生产具有用于光纤中所导引的光的出射表面的光纤端部。通过切断光纤材料，实现了基本上垂直于光纤的纵向延伸方向而延伸的出射表面。

英国专利申请GB 2 399 652 A描述了借助于激光辐射生产具有刻面出射表面的刻面光纤端部。

调准光纤转换模块的光学组件的重要性日益增加，这是因为由支撑该模块的前灯发射的可获得的有用光不应当不必要地减少。因此，由光纤发射的转换光应当在光学转换器内以在光谱上和空间上正确的方式最大可能地予以转换，并且随后一般应当在单个有用光锥内发射。为此，特别是从光纤出射的转换光在光学转换器上的调准相当重要。

从光纤出射的转换光通常在光学转换器上产生光斑，并且其横向位置和入射方向必须在预定义公差内调准。用于光纤的全部机械调准方法实现了横向位置的偏差为200μm及以上的准确度。

发明内容

本发明的目的是提高在用于调准光学转换器上的光斑的方法和采用包括调准的光斑的装置中光斑的调准精度，以及特别是支持工业生产规模的调准的可行性。

根据另一方面，本发明的目的是提供一种光纤转换模块，其包括简单构造的光学转换器，该光学转换器适合作为激发光源与用于发射有用光的照明设备中的前灯之间的组装部件并且提供良好的散热。

由于成本原因，转换模块应当能够只与单个光纤一起操作。遮蔽、特别是由所提供的光纤引起的遮蔽应当尽可能最低。另外，为了允许成本有效地制造和组装，在诸如照明设备等实用设备中应当一方面可以简单且快速地组装转换模块以及另一方面应该可以作为一个单元。因此，转换模块也应当是容易维修的，即在损坏的情况下是可易于更换的。即使在组装完成后，也应当可以进行精细调准。此外，还应确保在照明设备中使用激光作为激发光时所需的射束安全性。

根据又一方面，本发明的目的是提供一种转换器-冷却体组件，其中将冷却体和转换器连接以使得转换器与冷却体之间的连接优选地展现出高反射比，并且转换器与冷却体之间的连接以及整个系统展现出低热阻，以及具有的长寿命预期，但应当可以实现成本有效的选择。因此，本发明的另外目的是提供一种用于生产这样的转换器-冷却体组件的方法。

这一目的通过根据独立权利要求中任一项所述的方法和装置来实现。

该方法的优点在于，在特别优选的实施方式中，最终产品在调准之后可以已经可用，而不需要可能影响调准的另外制造步骤，举例而言，诸如光纤或光学转换器的固定。

在用于将从至少一个光导出射的光的光斑调准到光学转换器上的方法的特别优选实施方式中，光导包括导光纤维，并且光纤的出射表面的法线相对于光纤的纵向轴线具有不同于0°的角α，并且通过调整角α来调准转换器上的光斑的位置。通过在将光纤固定于其保持器中之前或之后调整角α，来获得用于调准的单独的自由度，这可以优选地影响从光纤出射的光的水平方向。然而，在另外优选实施方式中，角α也可以相对于水平方向倾斜，并且可以为了调准而可任意地选择对光斑位置的横向校正，特别是在例如当使用图像处理过程控制系统时获知光斑调准之前的实际位置并且获知调准之后的标称位置的情况下亦如此。在这种情况下，光纤的出射表面的倾角的改变促使光斑从其实际位置移动到期望的标称位置。

此外，通过调准光斑，不仅可以影响和优化转换器上的光斑在横向方向上的位置，而且还可以影响和优化从光学转换器出射的再发射的有用光的位置和方向。因此，例如可以最小化由于遮蔽而导致的有用光的损失。

在特别优选实施方式中，光纤首先固定于保持器中，并且在固定于保持器中之后，调整角α以及调准光斑的位置。特别有利地，该位置已经是在最终光纤转换模块中使用光纤时该光纤的最终位置。以这种方式，通过这一调准能够已经作出基本上所有对最终产品都很重要的优化，并且实现生产可靠性，因此不用必须引入另外的不利改变。

在较不优选的实施方式中，首先将光纤的出射表面调整到预定角α，该角α实际上对应于经调准的角α，并且只有到那时光纤才固定于保持器中。为此，可以例如根据构造规格以正确的标称位置的形式在光斑调准之前确定其位置，并且在其在光学转换器上调准之后例如可以通过成像制造装置进行验证。继而可以用上文作为特别优选实施方式所描述的方法重新制作如此生产且展现出与正确调准位置的过度偏差的样品，或者可以从制造过程中废弃这些有缺陷的样品。

有利地，在调准期间特别是以材料移除方式处理光纤的出射表面，以便从而改变出射表面的角α。

虽然光纤端面的研磨和抛光对于这一材料移除处理而言原则上也是可行的，但是优选使用光学装置的处理，例如使用激光辐射的处理，这是因为蒸发光纤材料一般对另外部件组件的污染较小，特别是在确保对移除的物质的充分提取的情况下亦如此。

备选地，也可以通过施加材料、例如通过胶合于棱镜上来改变角α，如果棱镜不能立即导致正确的调准，则也可以对其进行处理。

在材料移除处理中有利地对光纤的导光芯及其护套结构二者进行处理，这在使用适当强度和适当波长的激光时对光纤转换模块的其余组件的污染非常低的情况下并且在确保对移除的物质和至少部分蒸发的物质的充分提取的情况下是可行的。

这一上下文中以及本说明书中的术语护套结构既指也称为包覆层并且用于对导光结构的机械保护的外护套结构，也指内护套结构，该内护套结构在阶跃波导的情况下环绕导光纤芯并且具有与导光纤芯不同的折射率。在渐变型光纤系统的情况下，由于在材料移除处理期间可以有利地处理整个光纤，而不依赖于对导光结构的期望的材料移除，因此这时候不需要进一步区分术语内护套和芯。在下文考虑和讨论的射束路径的范围内，这将会基于主射线来完成，该主射线在几何光学近似方面是在相应光纤内部沿其纵向轴线方向传播并且还从该方向入射到该光纤的相应出射表面的那个射线。而且，由于为了描述几何光学环境不需要区分光纤的类型，因此虽然优选是基于玻璃的光纤类型，但是本发明实际上可以应用于所有的光纤。

最优选地，光纤的出射表面与光学转换器之间的间距也在材料移除处理中得以调整，光纤与光学转换器之间的间距表示主射线从光纤的出射点与光学转换器之间的间距。由于从光纤出射的光具有限定的开度角，该开度角基本上对应于有效数值孔径，该有效数值孔径通过注射、通过光纤导引光的能力以及通过其出射孔径确定并因此是可选择的，对间距的调整还容许修改并因此调准光斑在光学转换器上的大小。

优选地，在调准期间处理光纤的出射表面，并且特别是使用激光以材料移除方式进行处理以便实现以调准的角α延伸的平面表面。

备选地，可以在调准期间处理光纤的出射表面，特别是使用激光以材料移除方式进行处理以便得到非平面的、特别是弯曲的出射表面7。

例如，在圆柱凸形曲面的光纤的情况下，因此可以提供像圆柱形透镜那样的效果，并且就其高宽比而言，可以形成椭圆形-卵形或圆形形状的光斑。在球形或非球形曲面的出射表面的情况下，还可以在光学转换器的能够有助于提高该转换器的转换率的表面上或者至少在其附近限定焦点。

为此，优选地可以在调准期间以材料移除方式(特别是使用激光)处理光纤的出射表面，使得首先实现以根据正确调准的经调整的角α延伸的平面表面，继而通过进一步的材料移除处理(特别是使用激光)可以在光纤的出射表面中生产非平面形状(特别是曲面)，由此可以增加从转换器出射的有用光的部分。

上文描述的处理序列也可以在测量从转换器出射的光时进行，例如通过成像制造方法(bildgebenden Fertigungsverfahren)执行，并且由此可以优化出射表面的形状。例如，一旦已经优化了出射表面的形状，继而也就可以将该形状传递给待生产的另外部件组件。

以这种方式可以特别是还通过相继优化实现非平面的出射表面，例如圆柱形、球形、非球形的出射表面以及也可以实现任意形状的出射表面。

因此可以根据预定处理几何形状来实现出射表面的形状，或者还可以通过测量有用光的实际部分使用反馈来优化出射表面的形状。

特别是在多步骤相继处理的情况下，特别是还通过考虑实际使用的转换器和实际使用的光纤的光学和几何性质，实现对有用光的一部分的显著优化，这是因为不仅在光斑的位置方面而且还在整体改进的有用光部分方面进行了调准，并且特别是因为可以考虑光学转换器的所有性质。

有利地，在调准之前和之后，在其保持器中的光纤和光学转换器都布置于整体式本体中，并且该系统布置已经限定了这些部件的最终位置或完成位置。

在这种情况下，整体式本体优选通过粉末冶金注射成型工艺、特别是通过金属注射成型(MIM)工艺来生产，这允许以精确的方式生产具有良好热导率和复杂几何形状的本体。

还优选地，冷却体与整体式本体的热导率λ大于200W/(m*K)，并且优选地大于350W/(m*K)。

有利地，光学转换器上的直径的大小的范围从0.5μm至800μm，优选地从1μm至500μm，并且最优选地从5μm至300μm。在椭圆形光斑形状的情况下，上文规定的直径的大小适用于其主轴的两倍。

在最优选实施方式中，特别是在调准之后，光斑在光学转换器上的位置的横向偏差小于200μm，优选地小于150μm，并且最优选地小于100μm。因此，如果光纤转换模块集成到另外部件组件中或者安装到另外部件组件上，则如果整体式本体上设置了能够适当地与另外部件组件的相关联匹配装置协作的匹配装置的话，一般可以转换模块避免插入或安装到另外部件组件期间的进一步调准。在这种情况下，有利地，在调准之后光纤的出射表面与光学转换器的表面之间的间距的偏差可以甚至小于500μm，优选地小于250μm，并且更优选地小于100μm。

优选地，光纤的出射表面与光学转换器的表面之间的间距(在该间距的情况下从光纤出射的光具有最大强度)介于200μm与2500μm之间，优选地介于400μm与1500μm之间，更优选地介于1500μm与800μm之间，并且最优选地介于600μm与1200μm之间。

在已经调准之后，角α可以约为10°至30°，优选地约为15°至25°，更优选约为18°至22°。

有利地，光纤的导光芯的直径约为3μm至1500μm，优选地约为3.5μm至1000μm，并且最优选约为50μm至150μm。

上述优点还适于包括光导的装置，光从该光导出射并至少相当大部分入射到光学转换器上，从而在该光学转换器上形成光斑，并且其中光纤的出射表面的法线相对于光纤的纵向轴线具有不同于0°的角α，其中还通过调整角α来优选地调准光斑在转换器上的位置。

此外，该装置可以包括用于从光纤出射的反射光的光阱，其可靠地确保没有反射的激发光(例如激光)能够从损坏的光纤转换模块出射，即使在诸如发生事故时所遭遇的负荷等重机械负荷的情况下亦如此。这即使在光学转换器毁坏的情况下也可以确保，如果整体式本体的尺寸设定适当以致能够可靠地吸收在这样的情况下产生的力的话。

另外优选装置包括不止一个光导，光从每个光导出射并至少相当大部分入射在光学转换器上，从而在光学转换器上形成光斑，并且其中在每种情况下光纤的出射表面的法线相对于光纤的纵向轴线具有不同于0°的角α，并且光斑在转换器上的的位置也优选通过特别是根据本文所述的方法中的任一种调整角α来调准，并且其中在光学转换器上相应的光斑至少相当大部分地叠加。在这种情况下，光斑面积的50％以上的叠加被认为是相当大部分，在该部分内，在每种情况下相应的光斑的光强度高于由相应的光导发射并入射在光学转换器上的光的最大强度的50％。

上文描述的装置特别也适合于前灯，诸如飞行器前灯，水上交通工具或陆上交通工具的前灯。用于剧院和舞台的聚光灯以及用于救援队的探照灯、室外或海上应用等也将受益于该装置的使用，这是因为由于与光斑位置正确地调准相关联的光纤转换模块的发射中心的正确位置的原因，这样的前灯能够以非常明确的方式导引由光纤-光学转换器所供应的有用光，并且因此提供了非常明确的光分布，举例而言，诸如对于无眩光机动车前灯是有利的。

特别是在剧院、射击和舞台上所使用的聚光灯的情况下，可以产生具有高对比度的极其明确的光图，这是因为可以在由光学设计预定方位处提供高精度的极小但强烈的光源。

在投影设备、特别是数字成像投影设备的情况下，由于提供了非常小但强烈的光源，该光源支持具有提高精度的成像系统的光学校正，因此可以产生具有对比度非常高的图像。

根据本发明的另外方面，本发明的目的是提供一种构造简单的光纤转换模块，该光纤转换模块适合作为照明设备中的激发光源与用于发射有用光的前灯之间的组装部件，并且允许通过作为照明设备的一部分的光纤转换模块来实现良好的散热，该照明设备发射由较短波长的激发光和较长波长的转换光混合的有用光。在这种情况下，转换模块包括：

-支撑元件；

-光出射头；和

-光纤光导；其中

-所述光出射头构造用于定位和保持所述光导的光出射端；

-所述光纤光导的光入口端构造用于耦合到相关联的激发光源；

-所述光导的所述光出射端构造成沿预定射束方向发射激发光；以及其中

-所述支撑元件构造成保持转换器；

-所述支撑元件包括用于连接到所述光出射头的装置，以使得

-所述转换器位于从所述光导的所述光出射端出射的激发光的射束方向上，并且相对于所述激发光的所述射束方向倾斜布置；其中

-在所述转换器的中心与所述光导的所述光出射端之间给出预定间距；并且其中

-所述转换器用于将所述较短波长的激发光转换成所述较长波长的转换光并发射混合的有用光。

光导或光纤光导可以具有光入口端，该光入口端配备有用于耦合到相关联的激发光源的柱塞。光出射头确保了光导的光出射端将较短波长的激发光引导到转换器表面上的光斑上。光出射头包括用于保持和固定导光纤维的光出射端的容器，并且此外构造成牢固地连接到支撑元件。

较短波长的激发光的主要部分穿透到转换器中，并在那里转换成较长波长的转换光，该转换光与散射的激发光一起作为有用光以可用辐射角发射，同时可以通过遮光板收集不需要的反射激发光(所谓的菲涅耳反射)以变得无害。在汽车前灯的情况下，有用光发射到抛物面镜上。

从转换器开始，有用光在可用辐射角的范围内从转换器传播。在这种情况下，从圆锥形状的光斑发射有用光。由此得到的光锥的开度角至少为50°，优选地至少为60°，并更优选地至少为70°。

此外，提供了用于保持转换器的支撑元件。在优选实施方式中，包括转换器的支撑元件在结构上与光出射头分离。为了组装转换模块，支撑元件和/或光出射头构造成使得它们可以牢固地彼此连接。为此，支撑元件和/或光出射头可以包括用于牢固连接的合适特征，诸如凹口和精确匹配的互补座，以便实现牢固且高度精确的连接。可以通过提供另外的诸如限止部或定位销等调准辅助工具来促进精确定位。为了将激发光精确地发射到转换器上，光出射头和支撑元件在组装位置中的精确调准非常重要。

例如，在优选实施方式中，光出射头可以呈旋转对称锥的形式，并且可以插入到支撑件的精确匹配的互补孔中。优选地，选择窄的匹配公差，这容许用小压力来连结光出射头。

特别是在与其中导光纤维的保持器和转换器设置在共同的支撑元件上的解决方案相比时，分离成支撑元件和光出射头提供了若干优点，该支撑元件包括并支撑转换器，该光出射头构造成保持和固定导光纤维。

因此，这里可以比较容易且廉价地大量生产光出射头，并将光出射头随后连接到支撑元件。支撑元件和/或光出射头可以因而已经成为照明设备的一部分或者可以构造为照明设备的一部分。

此外，例如由于光纤在组装在照明设备中之后或长时间的操作之后的破损，或者由于导光纤维的区域中的其他故障，包括光纤或光导的光出射头可以容易地移除和更换。例如，当转换模块用在经常经受振动负荷的汽车前灯中时可能够发生这样的缺陷。因此，结构分离不仅便于和简化了制造和组装，而且还便于和简化了部件的维修和更换。

由于结构分离，还可以为支撑元件使用不同于光出射头的材料。这可以是有利的，因为转换器在操作期间生成大量热量，并且所生成的热量可能损坏导光纤维。

为此，支撑元件可以有利地用诸如金属烧结材料等耐热烧结材料生产。这样的材料在转换器操作期间可能出现的高温负荷下表现一般相差无几。另外，由此得到的支撑材料的热膨胀将会相当低，使得可以在很大程度上避免由于热膨胀引起的光导与转换器之间的间距改变而引起的光特性的温度诱导改变。

支撑元件也可以构造为意图作为转换器的支座的区域中的散热器，即具有散热功能。支撑元件也可以包括用于通过热传导和机械牢固连接来支撑转换器的冷却体。因此，支撑元件构造成使得转换器中所生成的热量可以经由该支撑元件移除和散发。由于结构分离，可以减少到光出射头和/或导光纤维的热量传递，因此降低了操作期间损坏导光纤维的风险。

另外，消除了使从多个光出射端出射的光在受限空间中集束以及将光聚焦在转换器表面上的共同光斑上的问题。为此目的，一般不得不为各种导光纤维在其光出射端处设置斜切面，这此外可能取决于每一个别光纤的具体布置，这使得制造相当复杂且昂贵。

可以采取不同的措施来将导光纤维通到和保持在光出射头中。优选地，为光出射头设置了孔，导光纤维可以穿过该孔延伸。便利地，光出射头包括插入配件，优选为套筒，导光纤维的光出射端可以固定并保持于该插入配件中。为了准确匹配，套筒的内径的尺寸被设定成与导光纤维的外径互补，优选地还具有非常窄的公差，以便提供对导光纤维的精确定位。插入元件的内径与光导的外径相匹配，并且可以在从0.1mm至0.5mm的范围内，其中最大偏差不超过+/-0.1mm，优选地不超过+/-0.05mm，并且最优选地不超过+/-0.02mm。用于外径为0.34mm的光导的插入元件的内径优选为0.35mm。

因此，可以满足对光出射端进行定位所需的非常窄的公差。另外，插入元件应当具有最小长度，以便允许对光出射端平行于该轴线无弯曲地(kincklose)适当引导，使得激发光将会沿射束方向精确地出射。此外，光出射端优选地设置有垂直于纵向轴线的平面抛光表面，以便沿射束方向发射激发光。

以这种方式，当光出射头连接到支撑元件时，可以实现导光纤维相对于转换器的非常好的径向调准和定位。

在特别优选实施方式中，还设置了用于使得能够实现随后的导光纤维的光出射端相对于转换器的轴向调准的装置。从光出射端与转换器之间的预定间距开始，该间距通常处于约从1mm至10mm的范围中，继而可以在特定范围内，优选地在从0.05mm至5mm的范围内改变改变该间距。因此，可以相对于转换器精确地轴向定位导光纤维。例如，如果必须更换该光导并使用具有稍微不同的光学性质的另一光导，则这可是有利的，其需要相对于转换器相应地改变定位，以获得相同的有用光。

例如，插入元件可以诸如通过夹紧或粘合牢固地连接到光出射端，并且继而可以插入到光出射头中。例如，在组装之后，插入元件在通过粘合固定之前可以沿轴向方向移动。在另一实施方式中，导光纤维的端部可以在插入元件中沿轴向移动。

在另一优选实施方式中，光出射头已经构造成包括反射器或者作为反射器的一部分。在该实施方式中，其包括用于光导的馈送器和支撑元件的转换器布置于其中的开口。在组装之后，从光导出射的激发光继而可以入射在转换器上。

根据本发明的又一方面，提供一种转换器-冷却体组件的目的是通过一种用于生产转换器-冷却体组件的方法来实现的，该转换器-冷却体组件包括用于至少部分地将第一波长的光转换为第二波长的光的光学转换器以及冷却体，其中优选地光学转换器的表面的至少部分直接涂覆有含金属的涂层，其中含金属的涂层能够将热量从转换器散发到冷却体中，冷却体通过金属焊料连接与光学转换器连接，特别是与含金属的涂层连接，并且其中冷却体和/或光学转换器通过另外焊料连接与另外部件组件连接。

因此，转换器-冷却体组件变成可选择的单元，这是因为只有在已经生产了第二焊料连接之后，才将会将另外部件组件连接到该单元，并且此外，一旦已经生产了第二焊料连接，就实现了极其有利的结构。

至少与光学转换器的陶瓷材料相比，由于金属焊料连接展现出低热阻，因此通过使用两个金属连接(第一焊料连接和第二焊料连接)来提供优异的热导率。

此外，例如，由于可有利地影响反射角的不同熔融温度Tm1和Tm2，因此甚至在已经生产了这两个焊料连接之后可以作出进一步的调准。为此，可以将包括转换器-冷却体组件的组件加热到大于Tm2但低于Tm1的温度，由此转换器-冷却体组件现在是可重新定位的，并且通过至少将第二焊料连接冷却到低于Tm2而可以机械地固定于新定位的且改进调准的位置中。

在这种情况下，第二焊料连接有利地包括焊料，其具有比第一焊料连接的焊料的熔点Tm1更低的熔点Tm2。

在特别优选实施方式中，首先生产第一焊料连接，优选地在高于或等于Tm1的温度下生产，并且继而生产第二焊料连接。在这种情况下，即使在冷却过程期间，如果运行临时限定的“冷却坡道”并且各组件以“预调准”状态适当地“预定位”，则可以在第一焊料连接之后直接生产第二焊料连接。

仍然可能进行随后的调准。例如，如果在生产这两个焊料连接之后并非所有的组件都正确地调准，则可以进行进一步的加热尽可能地达到大于Tm2的温度，该进一步加热应当长时间维持在低于Tm1的温度，使得第一焊料连接将不再会被解除，而第二焊料连接得以软化，从而允许相应地必要或有利的重新调准。

通常有利的是，如果在大于Tm2且永远不超过Tm1的温度下生产第二焊料连接，使得第一焊料连接至少在生产第二焊料连接期间不会被弱化到显著改变光学转换器相对于冷却体的布置的程度。

这里，用语“显著改变”是指光学转换器相对于冷却体的相对位置改变，其可以得以测量并且超过由热膨胀引起的相对位置改变。

如果为了生产相应的焊料连接而对包括至少一个光学转换器和至少一个冷却体的系统的加热可以通过将其放置在温度大于Tm1或Tm2的炉中来完成，并且至少一个光学转换器和至少一个冷却体的系统在炉中的最小保留时间允许实现温度平衡状态，则实现了特别无应力的转换器-冷却体组件。

在这一温度平衡下，光学转换器、冷却体、焊料和另外部件组件的相应温度在每种情况下相差不应超过5K。由于该系统特别是没有热应力，因此即使在热负荷下也能实现良好的表现。

优选地，例如，为了生产相应的焊料连接而对包括至少一个光学转换器和至少一个冷却体的系统的加热可以通过局部加热来完成，特别是通过机械热接触、例如通过与优选受热控制的加热元件接触来完成，通过与受热体接触、例如与光纤光出射头的受热整体式本体接触来完成，所述整体式本体承载预定位的组件并且本身被感应加热。

结果，快速且精确剂量的热量输入是可行的，这对于制造而言在时间方面特别有利并且在热学方面非常精确。

备选地或附加地，为了生产相应的焊料连接而对包括至少一个光学转换器和至少一个冷却体的所述系统的加热通过局部加热来完成，特别是使用辐射、聚焦热辐射、激光辐射、特别是还有脉冲激光辐射来完成。

如果为了生产相应的焊料连接而对包括至少一个光学转换器和至少一个冷却体以及优选地另外光学组件的系统的加热在降低的环境压力下完成，并且特别是如果降低的环境压力在直到生产了相应的焊料连接之前占主导，则实现了特别无空腔并且均匀的焊料连接，其中甚至光学转换器、冷却体和另外部件组件的表面的不规则也得到了较佳润湿并且因此可以通过焊料连接更完全地将它们连接。

在此上下文中，“生产焊料连接”这一陈述是指在相应的焊料固化之前已经低于相应的熔融温度Tm1和/或Tm2，即在每种情况下其强度超过该焊料在室温下的抗张强度的50％，其中假定室温约为300K。

移除熔融焊料中剩余的空气部分或空腔允许更精确的制造，特别是对预定位组件的制造，这与因已经制造后未在公差范围内的组件次品所造成的损失较低相关联。

有利地，熔点Tm1介于250℃与450℃之间，优选地介于280℃与320℃之间，并且更优选地约为300℃。

同样有利地，熔点Tm2介于150℃与245℃之间，优选地介于180℃与230℃之间，并且更优选地约为220℃。

通过对熔点Tm1和Tm2的这一选择，可以实施可靠且快速的制造程序，由于加热和冷却较快因此熔点的温差较低允许生产过程较快，并且温差较高与生产可靠性较高相关联。

如果在至少一个冷却体上安装多个光学转换器并且优选地对它们一起加热，则由此可以有利地支持成批生产，这是因为在该情况下可能已经为这多个光学转换器生产了相应的焊料连接。有利地，光学转换器可以通过保持器基本上得到正确定位，每一个保持器均安装到冷却体，并且在许多情况下，该光学转换器也可以相对于另外部件组件正确调准地得以容纳。

一旦已经生产了第一焊料连接，例如，就可以对支撑至少一个光学转换器并且与其形成转换器-冷却体组件的至少一个冷却体的至少一部分进行分离并将其供应到进一步的制造。有利地，可以沿着预定义的且机械上弱化的线实施对该冷却体的分离。

在特别优选实施方式中，特别是如上文和下文更详细描述的，转换器-冷却体组件安装到光纤转换模块的光出射头。

如果在工业规模制造中使多个光学转换器中的至少一部分连同另外部件组件低于Tm1但大于Tm2的温度，并且优选地检查该光学转换器与冷却体的组件相对于另外部件组件、特别是相对于光纤转换模块的光出射头的组件的位置，可以进行装仓，即在基于其的制造期间可能已经做出了选择，并且此外可以进行进一步的机械调准。例如，这些调准中的一个可以是调整光学转换器与激发光从其出射的光纤之间的间距。这还允许基于激发光从光纤出射之后所形成的射束瓣来调整激发光在光学转换器上的光斑的大小。

有利地，本发明还提供了一种转换器-冷却体组件，其包括用于将第一波长的光至少部分地转换为第二波长的光的光学转换器(优选为含金属的反射涂层)以及冷却体，其中优选地，光学转换器的表面的至少部分直接涂覆有含金属的涂层，含金属的涂层能够将热量从转换器散发于冷却体中，冷却体通过金属焊料连接与光学转换器连接，特别是与含金属的涂层连接，并且冷却体和/或光学转换器通过另外焊料连接与另外部件组件连接。

在该转换器-冷却体组件中，特别是为了实现上文所述优点，第二焊料连接包括的焊料具有比第一焊料连接的焊料的熔点Tm1更低的熔点Tm2。

有利地，第一焊料是Ag/Au焊料，并且因此可以优选地提供包含银和金的合金。

有利地，第二焊料是Ag/Sn，并且因此可以优选地提供包含银和锡的合金。

优选地，冷却体包含钢、铝、铜和/或青铜的合金，它们是通过合适的焊料(如有必要，添加助焊剂和清洁剂)可容易润湿的，并且可通过焊料连接。

附图说明

下面将通过优选实施方式并参考附图来更详细地描述本发明，其中：

图1是光纤转换模块的组件的示意图，其中光从至少一根光纤出射并入射在光学转换器上，其中光纤的出射表面的法线相对于该光纤的纵向轴线具有不同于0°的角α，并且其中光斑在转换器上的位置可以通过调整角α来调准；

图2是以不同角入射在光学转换器上的光线以及从转换器出射的有用光的光学射束路径的遮蔽边界的示意图；

图3示出了对于光纤的以角α延伸的出射表面而言由从光纤出射的光的主射线或中心射线的偏转所引起作为角α函数的漂移；

图4示出了图1的光纤转换模块的组件的示意图，图示了除了图1中所示出的组件之外的用于处理光纤的出射表面的装置；

图5示出了布置于其保持器中的光纤，尽管移除了也称为包覆层的外光纤护套，但光纤上仍有污染残留物；

图6示出了布置于其保持器中的光纤，其中使用激光以材料移除方式对光纤的成分进行处理，并且在不移除外光纤护套的情况下以角α调整光纤的出射表面；

图7示出了布置于其保持器中的光纤，其中使用激光以材料移除方式对光纤的成分进行处理，并且在移除部光纤护套之后以角度α调整光纤的出射表面；

图8示出了布置于其保持器中的另外光纤，其中使用激光以材料移除方式对光纤的成分进行处理，并且在不移除外光纤护套的情况下以角α调整光纤的出射表面；

图9是从上方倾斜观察到的第一实施方式的光纤转换模块的光纤光出射头的透视示意图；

图10是图8中所示的光出射头的水平透视截面图，该截面图是穿过光纤光出射头的中心并且穿过光纤转换模块的光纤的中心所截取的；

图11是从上方观察到的图9中图示的光纤光出射头的光阱的元件的透视图；

图12是从上方倾斜观察到的第二实施方式的光纤转换模块的光出射头的透视图，其中有用光从其出射；

图13是从上方倾斜观察到的图12中图示的第二实施方式的光纤转换模块的光出射头的整体式本体的透视图，但光纤未保持于其中或其上，并且光学转换器未保持于其上；

图14是从侧上方倾斜观察到的保持于测试系统中的图11中所图示的光纤光出射头的照片；

图15是从前上方倾斜观察到的保持于测试系统中的图11中所图示的光纤光出射头的照片；

图16示出了光斑在光学转换器上的典型亮度分布以及长度尺度，该光斑在上文和下文所示的实施方式中由从光纤出射并入射在光学转换器上的光产生的；

图17是图示从上方倾斜观察到的第三实施方式的光纤转换模块的光出射头的透视图；

图18是图17的光纤光出射头的水平透视截面图，该截面图是穿过光出射头的中心并且穿过光纤转换模块的光纤的中心所截取的；

图19是图17和图18中图示的光纤光出射头的光阱的元件的透视图；

图20是从上方倾斜观察到的第四实施方式的光纤转换模块的光纤光出射头的透视图；

图21是图20的光纤光出射头的水平二维截面图，该截面图是穿过光纤光出射头的中心并且穿过光纤转换模块的光纤的中心所截取的；

图22是图20中所示的第四实施例的光纤光出射头的示意图的细节视图；

图23是第一示例性实施方式中的光纤转换模块的纵向截面图；

图24是另外示例性实施方式中的光纤转换模块的示意性斜视图；

图25是从稍微抬高的视角观察到的转换器-冷却体组件与第一优选实施方式的另外部件组件一起的透视截面主视图，其中该另外部件组件是光纤转换模块的光出射头的整体式本体；

图26是从轻微抬高的视角观察到的光纤转换模块的光出射头的组件的透视截面主视图，其中图1中所示的转换器-冷却体组件由第二焊料连接保持；

图27是图3中所示的光出射头的第一实施方式的水平透视截面图，该截面图是穿过光纤光出射头的中心并且穿过光纤转换模块的光纤的中心所截取的；

图28是图3中所示的光出射头的第二实施方式的水平透视截面图，该截面图是穿过光纤光出射头的中心并且穿过光纤转换模块的光纤的中心所截取的；

图29是图3中所示的光出射头的第三实施方式的水平透视截面图，该截面图是穿过光纤光出射头的中心并且穿过光纤转换模块的光纤的中心所截取的；以及

图30示出了转换器-冷却组件，其中多个光学转换器安装在至少一个冷却体上，使得它们可以与至少一个冷却体一起得到加热。

具体实施方式

在以下对优选实施方式的详细描述中，相同或等同的组件由相应的同样附图标记表示。如若存在任何显著功能差异，则将会参照相关的实施方式和组件在每种情况下更详细地解释这些功能差异。

首先，参考图1，图1示出了光纤转换模块1的组件的示意图，其中光从至少一个光导2出射并入射在光学转换器3上。

光导2构造成光纤波导4，在下文光纤波导4将仅简称为光纤4，光导2引导来自例如优选为激光二极管的激光光源等光源(图中未示出)的激发光5，激发光5处于光谱的蓝色或近紫外波长范围中。

在光学转换器3中，该光引起对嵌入于其中的荧光体的激发，荧光体发射较长波长的有用光，通常处于光谱的黄色波长范围中，该有用光由于在光学转换器中的散射而与一部分激发光叠加。由于这部分散射的激发光与由光学转换器的荧光体发射的光在一起，因此可以产生有用光为白色的色彩印象，这可以通过选择荧光体和调整光学转换器的散射行为来以限定的方式进行调整。

在图1所图示的转换模块的情况下，光纤4的出射表面7的法线6相对于光纤4的纵向轴线8具有不同于0°的角α。在这种情况下，激发光5基本上沿光纤4的纵向轴线8的方向在光纤4中传播，并且当从光纤4出射时限定了对应于有效数值孔径的射束瓣，射束瓣例如在图21和图22中清晰可见，但在图1中仅通过其主射线9图示，主射线9在光纤4中基本上平行于纵向轴线8延伸，并在出射时在光纤4的出射表面7处折射，由此该射线继而相对于光纤4的纵向轴线8以角γ传播。

通过调整角α，如下文将更详细解释的，可以调准光斑10在光学转换器3上的位置，光斑10在图1中示意性地表示为围绕主射线7延伸。

在以下解释中，Δx表明主射线在倾斜的出射表面7处的折射所导致的漂移。该漂移Δx是相对于光纤4的纵向轴线8的延长线图示出的，漂移Δx对应于相对于在出射表面7其传播方向未改变的主射线的漂移。

从光纤2出射的主射线7经历如上文所提及的由折射引起的其传播方向的改变，这对应于斯涅尔折射定律(Snell’s law of refraction)。传播方向的改变(下文也称为偏转)导致漂移Δx，并且可以计算如下：

sinα/sinβ＝n_空气/n_纤芯

其中：

α是光纤4出射表面7的法线6相对于光纤4的纵向轴线的倾斜角；

β是从光纤4出射后经折射的主射线9的传播方向相对于出射表面7的法线6的倾角；

n_空气是空气的折射率；

n_纤芯是光纤4的纤芯的折射率。

此外，从图1可以看出，主射线9在其从光纤4出射后的传播方向相对于光纤4的纵向轴线8的倾角γ为：

γ＝β-α。

因此，在主射线9从光纤4的出射点到光学转换器3的几何距离a已知的情况下，漂移Δx可以计算如下：

Δx＝a*tanγ。

该距离a是几何距离并且与表示主射线9从光纤4的出射点与光学转换器3之间的间距的光学有效间距不同。除非在本说明书和权利要求书中另有陈述，否则光学有效间距简称为间距，这是因为该光学有效间距基本上对应于光从光纤4出射到光学转换器3的路径，并且因此也通过所得到的射束瓣的长度限定了光斑10在光学转换器3上的大小。

图3图示了对于具有折射率n＝1.5的导光纤芯的光纤4，Δx是出射表面7的倾斜角α的函数。

在纤芯的折射率为1.5且几何距离a为1000μm的情况下，对于从1°至30°范围内的倾角α，可以实现约10μm至340μm的横向漂移Δx。在该情况下，假定空气是环绕光纤转换模块的介质。

现在将参考图2，图2示出了以不同角入射在光学转换器3上的光线连同从转换器3出射的有用光11的光学射束路径的遮蔽限制的示意图。

有用光11从光学转换器3出射在开放锥12内，其中图2中针对两种不同光纤布置图示了开放锥12的边缘射线13和14。

导光光纤15具有出射表面，该出射表面的表面法线相对于导光光纤15的纵向轴线不倾斜，因此从该光纤15出射的光的主射线16继续沿该光纤15的纵向轴线方向无偏转地传播。图2示出了具有这样的边缘射线13的开放锥12的最大开度角—有用光锥12直到边缘射线13将也不会因光纤15的保持器17而被遮蔽。

然而，如果光纤的出射表面倾斜并且从光纤出射的主射线折射，如针对边缘射线14所示，光纤的保持器较大程度上可以倾斜远离有用光锥，并且在不造成遮蔽的情况下有用光锥可能具有更大的开度角。

针对光纤18图示了这一情形，光纤18具有倾斜的出射表面，在该出射表面处从该光纤18出射的主射线19折射并且因此如上文参考图1所述地偏转。由于该偏转，光纤18和保持器20很大程度上可能偏斜远离有用光11的开放锥12，并且该有用光锥与出射表面不倾斜的光纤15相比在不遮蔽的情况下可以具有更大的开度角。

以这种方式，可以实现更高比例的有用光并且可以最小化或至少减少遮蔽损失。

现在将会参考图4，图4图示了如图1的示意图中所示出的光纤转换模块1的组件，并且除了图1中所示出的组件之外，还图示了用于处理光纤4的出射表面7的装置，将会在下文更详细地描述这些装置。

使用具有其射束路径的光学系统21，将激光器(优选为CO₂激光器)的光25引导到光纤4的出射表面7上，光学系统21示意性地图示为包括双凸透镜22、CO₂激光器23和电流计扫描器(Galvanometerscanner)24。

以这种方式，可以对光纤4的光纤材料以材料移除方式进行处理，以便限定倾斜的出射表面7，出射表面7具有相对于光纤4的纵向轴线8以角α延伸的表面法线6。由于电流计扫描器24的移动，可以以限定的方式将激光25的焦点26引导到旨在要移除的材料的位置上。

借助于数字图像捕获装置27，可以检测光斑10在光学转换器3上的位置并将其传递给其下游连接的处理控制装置28，可以使用处理控制装置28来控制CO₂激光器23和电流计扫描器24二者。

以这种方式确保了对光纤4的材料移除处理导致出射表面7的正确倾斜并且因而导致其表面法线6相对于光纤4的纵向轴线8的正确倾斜，其中通过对角α的调整实现了对光斑位置的横向正确调准。

在该处理期间，也可以优化光纤4的出射表面7的形状。例如，如果光斑10展现出过度椭圆形状，则出射区域7可以设置类似于圆柱形透镜的凸形形状，使得可以在转换器3上实现更圆且不太椭圆形的斑10。这里，圆柱形形状的凸形出射表面的对称轴线垂直于光斑椭圆体的较大主轴的方向延伸。

例如，一旦已经优化了出射表面7的形状，继而就可以将其传递到待生产的另外部件组件。

以这种方式，通过使用图像捕获装置27和处理控制装置28、特别是也可以通过相继的优化，不仅可以获得圆柱形的出射表面7，而且还可以获得球形和非球形的出射表面7，并且还可以获得任意形状的出射表面。

因此可以根据预定义处理几何形状来形成出射表面7的形状，并且还可以通过使用测量有用光的实际部分而得到的反馈来形成出射表面7的形状。

特别是在多级相继处理的情况下，特别是还通过考虑实际使用的转换器3和实际使用的光纤4的光学和几何性质，实现对有用光的一部分的显著优化，这是因为不仅相对于光斑10的位置而且还相对于整体改进的有用光部分进行了调准，并且特别是因为可以考虑光学转换器3和光纤4的所有性质。

由于光纤4在处理之前一般不具有倾斜的出射表面7，因此在调准期间将会仅处理光纤4的出射表面7以使得如上文所述地修改出射表面的角α和/或出射表面7的形状。

在这种情况下，根据另外实施方式，可以在调准期间首先以材料移除方式对光纤4进行处理以便实现这样的平面表面—该平面表面根据正确的调准以经调整的角度α延伸，继而可以通过进一步的材料移除处理(特别是使用激光)在光纤4的出射表面7中生产非平面形状、特别是弯曲部，由此可以增加从转换器3出射的有用光的部分。

在该材料移除处理期间，还可以调整光纤4的出射表面7与光学转换器3之间的间距，光纤4与光学转换器3之间的间距表示主射线9从光纤4的出射点与光学转换器3之间的光学有效距离。由于从光纤4出射的光具有限定的开度角，该开度角基本上对应于有效数值孔径，该有效数值孔径通过注射、光纤4导引光的能力以及其出射孔径来确定并因此是可选择的，间距的调整还容许修改并因此调准光学转换器3上的光斑10的大小。

在材料移除处理期间，处理光纤4的导光芯，并且优选地还处理其护套结构。

图5示出了布置于其保持器29中的光纤5，其中尽管移除了也称为包覆层的其外光纤护套，但在环绕导光纤芯的内光纤护套上有剩余污染残留物。

该示例示出了上文描述的方法的进一步的优点，这是因为这些剩余污染残留物30基本上不影响角α的调整和光斑10的正确调准。

由于借助于CO₂激光器23进行材料移除处理，因此一般可以忽略这些污染物，这是因为它们也得以移除。此外，在脉冲激光器操作的情况下，甚至可以发生这样的污染物被引入到光纤中的振动移除并且可以在光纤材料的汽化期间发生，例如如图7中可以看出，图7还示出了布置于其保持器29中的光纤4，其中使用激光以材料移除方式对光纤4的成分进行处理并且以角α调整光纤的出射表面。

图8示出了布置于其保持器中的另外光纤4，其中在不移除外光纤护套的情况下，使用激光以材料移除方式对光纤4的成分进行处理并且以角α调整光纤的出射表面7。

在优选实施方式中，光纤4固定于其保持器29中，如下文将会参考优选实施方式更详细地描述，并且一旦固定于保持器中，就可以调整角α以及调准光斑10的位置，虽然也可以在没有事先固定光纤4的情况下引入角α并可以稍后将光纤容纳于其保持器9中。

至少在优选实施方式中，以这种方式可确保，在调准之后，光斑10在转换器3上的位置已经对应于最终位置，并且最终成品也将具有这一正确调准。

现在参照图9，其示出了从上方倾斜观察到的根据第一实施方式的光纤转换模块1的光纤光出射头30的透视示意图。

在由玻璃31制成的保护罩下面，可以看到光学转换器3以及用于光纤4的保持器29(光纤4布置于其中)，该保护罩在整体式本体32中布置为细长套筒，该整体式本体32承载带有其保持器29的光纤4和光学转换器3二者。

整体式本体32还支撑光阱33，光阱33在其端部具有柱塞状元件34，元件34可以在图9中看到并且将会在下文参考图11更详细地描述。

借助于布置在整体式本体32中的套筒35，可以将光纤4以机械可靠的方式保持于光出射头30上。

在整体式本体32的下表面上设置矩形凹口36形式的匹配特征，该匹配特征连同限定尺寸的斜面37、38和39一起允许在另外部件组件(未在图中示出)上将光出射头30安装于正确的位置。因此，还可以利用光斑10在另外部件组件(未示出)中的高机械精度的位置，并且生产出机械公差小于50μm、优选地小于10μm的匹配特征36以及斜面37、38和39。

在图10中可以看出整体式本体32中所设置的另外矩形凹口40，图10是图9中示出的光出射头30的水平透视截面图，该截面图是穿过光纤光出射头30的中心并穿过光纤转换模块的光纤4的中心所截取的。

为了简单起见，图10仅示出了光纤4的纤芯。在本文描述的这一实施方式及所有其他实施方式中，光纤的导光芯的直径通常可约为3μm至1500μm，优选地约为3.5μm至1000μm，并且最优选地约为50μm至150μm。

从图10可以看出，光阱33包括套筒41，套筒41保持于整体式本体32中并且至少部分地容纳元件34，元件34以柱塞形式插入到套筒41中，并且可以因通过压配、粘合、焊接或螺接的机械配合而附接到该套筒上。套筒40可以具有黑化或粗糙化的内表面或者可以设置有光阱(图中未示出)，光阱可以以三角形轮廓在该套筒中径向延伸。

套筒40的纵向轴线或对称轴线朝向光学转换器3的光斑10取向并且以与从光纤4出射并在光学转换器3处反射的激发光的反射角相对应的角延伸。因此，光学转换器3处反射的基本所有的激发光都被光阱33的套筒41吸收。

在优选实施方式中，在调准之前和之后，将其保持器29中的光纤4和光学转换器3二者布置于整体式本体32中，该整体式本体32优选通过粉末冶金注射成型工艺、特别是通过金属注射成型(MIM)工艺来生产，因而能够提供高机械强度和良好的热导率。

特别地，焊料连接可以在光学转换器3、冷却体42和整体式本体32之间提供机械牢固保持和良好的热导率二者，因此光学转换器3的温度保持在期望的热限内。这里，待散发的热量也可以通过整体式本体32传递到另外部件组件(图中未示出)。

整体式本体32连同冷却体42的热导率λ大于200W/(m*K)，并且优选地大于350W/(m*K)，这是为光学转换器3提供的最小热导率，这是因为光学转换器3另外可以向通常为空气的周围介质散发热量。

备选地，光学转换器3可以在其下面设有镜子并且设置遮光板，以便收集因白光生成而过量存在的转换的黄光的边缘(Saum)。

在该实施方式以及本文描述的另外实施方式中，可以在安装保护罩31之前实施光学转换器3上的光斑10的位置的调准，如上文参照图1至图4所描述。为此，如图4中所示意性示出的，将CO₂激光器的光引导到光纤4的端部上，以便以材料移除方式处理光纤4的出射表面7。

在已经调整之后，角α可以约为10°至30°，优选约为15°至25°，更优选约为18°至22°。

这里，光学转换器上的光斑的直径的大小可以具有从0.5μm至800μm、优选地从1μm至500μm、并且最优选地从5μm至300μm的范围，并且该直径也可以通过光纤4的出射表面7到光学转换器3的几何距离a来调整。通过调整几何距离a，光学有效间距也是可调整的，并且光纤的出射表面7与光学转换器3的表面之间的该光学有效间距或仅简称为间距(在该间距的情况下从光纤4出射的光具有其最大强度)介于200μm与2500μm之间，优选第介于400μm与1500μm之间，更优选地介于1500μm与800μm之间，并且最优选地介于600μm与1200μm之间。

在本文描述的所有实施方式中，特别是在调准之后，光斑在光学转换器上的位置的横向偏差小于200μm，优选地小于150μm，以及更优选地小于100μm。

现在参考图11，图11是图示图9中示出的光纤光出射头1的光阱33的元件34的透视图。

该元件具有凸缘43，通过凸缘43将该元件保持于套筒40中，并且具有限止部44，该元件可以插入到套筒40中直至限止部44。

元件34在其组装到套筒40中之后面对光学转换器3的一侧限定了有刻面的散射表面45，可以设置例如用于激发光的哑光黑色涂层等吸收性涂层，并且散射和吸收反射的激发光。

优选地，元件34和套筒40由金属制成，因此由元件34上和套筒40中的吸收所造成的热量也可以散发到整体式本体32。

现在参照图12，其是从上方倾斜观察到的透视示意图，图示了第二实施方式的光纤转换模块1的光出射头30，其中有用光11从其出射。

该图清晰地示出了锥形有用光11可以延伸远至光纤4或光纤18的保持器20，并且已经参照图2描述的减少对有用光的遮蔽的优点是凭借倾斜的出射表面7提供的。

该实施方式的进一步的优点还可以从图13看出，图13是图12中所示的第二实施方式的光纤转换模块1的光出射头30的整体式本体32的透视示意图(从上方倾斜观察)，但光纤未保持于其中或其上并且光学转换器未保持于其上。

在该实施方式中，整体式本体32具有两个基本上为平面的侧表面46、47并且可以作为挤压产品来生产。当该实施方式的整体式本体32作为挤压产品生产时，可以在沿着侧表面46和47将多个这些整体式本体分离之前为它们设置相应的开口48和49以及用于光学转换器3的保持器50。

此外，在此分离之前，光学转换器3可以已经布置在其隆起的形式的框架特征51、52之间以及条形突起53、54之间，继而可以与多个另外整体式本体一起、例如如果使用焊料连接的话、通过热处理进行处理。

现在参照图14和图15，其中图14是从侧上方倾斜观察到的图11图示的光纤光出射头的照片，该光纤光出射头保持在测试系统中，并且图15是从前上方倾斜观察到的图11的光纤光出射头的照片，其中后者也保持在测试系统中。

图16图示了如在前面实施方式的情况下光学转换器3上所获得的光斑10的大小。光学转换器4上的光斑10的典型亮度分布示出为在上文和下文所图示的实施方式中通过从光纤4出射并入射在光学转换器3上的光而产生的，连同示出了刻度标记为100μm的间距的长度尺度。

图17示出了从上方倾斜观察到的第三实施方式的光纤转换模块1的光出射头30的透视图。

在该实施方式中，由玻璃31制成的保护罩是管状设计，具有封闭的圆形端部和敞开端部，并且延伸超过整体式本体32长度的一半以上。

因此，获得了灯泡状构造，其允许光出射头30沿着其纵向伸展部插入反射器中，所述反射器优选地包括诸如偏转镜等另外导光元件，以便能够最完全有可能地利用发射的有用光。

为了以机械精确方式保持该实施方式的光出射头，提供了配合表面58和59，配合表面59与另外配合表面60(该图中未示出)配合，由此形成近似V形系统。

此外，为了使光出射头30沿着其纵向伸展部正确地定位，设置准确匹配的倾斜表面61和62。

此外参照图18还可以看出，光纤4在其保持器29中几乎平行于整体式本体32的纵向方向延伸，并且光学转换器3相对于光纤4以角θ保持倾斜。

用于保持光纤4的套筒35'在该实施方式中不是单独的部件，而是以基本上为等效圆柱形开口的形式设置于整体式本体32中。

如图19中所图示的光阱33的元件34与图11的元件相比，就相应的刻面而言也具有结构差异。

图11中所示出的元件使用了相应的基本上为金字塔形的刻面来散射和吸收光，而图19的元件34出于相同目的使用了径向延伸的肋条结构，其中径向中心与该元件34的纵向轴线重合。

图20中示出了优选地实施方式，图20是图示从上方倾斜观察到的根据第四实施方式的光纤转换模块1的光纤光出射头30的透视图。

该实施方式的整体式本体32具有基本上为截头圆锥形开口63，其中光学转换器3保持在其底部。光纤4通过通道开口64通到截头圆锥形开口63的内部，通道开口64限定了作为光纤4的保持器的径向延伸的凹槽65，这可以在图21的截面图中更清晰地看到。图21是图19中示出的光纤光出射头30的水平二维截面图，该截面图是穿过光纤光出射头30的中心并且穿过光纤转换模块1的光纤4的中心所截取的。

图21特别清晰地示出了光阱33的效果，光阱33防止由光学转换器3反射的激发光66离开光出射头30，如本文所图示的所有实施方式中那样。在该实施方式中，使用菲涅耳波带板67来将反射的激发光66引导到开口68中，在开口68中反射的激发光66可以在其侧壁69和底部表面70处被吸收，并且由此生产的热量被整体式本体32吸收。

图22示出了如图19中所示出的第四实施方式的光纤光出射头的示意图的细节的视图，但以透视图示出，因此特别是光学转换器3对激发光的反射行为特别清晰可见。

在该实施方式中，尽管相对于光纤4的纵向轴线8以角α倾斜的出射表面7被光纤4的外护套结构所覆盖并因而不可见，但光学转换器3上的光斑10的位置也如上文所述地通过以材料移除方式处理光纤4的出射表面7来调准。

而且，本发明不限于在光纤转换模块1中仅使用一根光纤。

如上文所述，可以调准多个光源(特别是激发光源)的光斑在光学转换器3上的位置。

因而关于所使用的部件的空间几何结构和其他性质，参考相同申请人的国际专利申请WO 2014/049056，该国际专利申请通过引用完全包含到本公开内容的主题中。

因此，提供了一种包括不止一个光导的装置，光从每个光导出射并至少相当大部分入射到光学转换器3上，从而在光学转换器3上形成了光斑10，其中在每种情况下光纤4的出射表面7相对于光纤4的纵向轴线8具有不同于0°的角α，并且其中光斑10在转换器3上的位置也优选地通过调整角α来调准，而且在光学转换器3上相应的光斑10至少相当大部分地叠加。

特别有利地，具有如上文所述的其光出射头30的光纤转换模块1可以组装在前灯中或者可以构成其功能部件。

因此，本发明还包括飞行器、水上交通工具或陆上交通工具的、包括这样的光纤转换模块的对应前灯。

而且，带有对应光纤转换模块1的投影设备也是本发明的主题，特别是数字投影设备，以及还有特别是用于剧院、拍摄和舞台的聚光灯。

根据本发明的另外方面，目的是提供一种简单构造的光纤转换模块，该光纤转换模块适合作为照明设备中用于发射有用光的激发光源与前灯之间的组装部件，并且其提供了良好的散热，该目的是通过如图23中通过示例所示地将光纤转换模块用作前灯来实现的。

因此，在图23中所图示的示例中，已经将由附图标记1表明的该另外实施方式的整个光纤转换模块配置为照明设备200，并且示为准备好进行安装的最终组装形式。示出了转换模块1的纵向截面图。

照明设备200基本上以球锥形式并且可以容易地插入并安装于汽车前灯中。

根据本发明的转换模块1包括支撑元件220、光出射头230和下文也称为导光纤维的光纤光导250。为了简化照明设备200在汽车前灯中的精确定位，在支撑元件220上设置凹口225以固定到对应的基准表面，使得简单且快速的组装是可行的。

光导250在其光入口端处设置有柱塞(未示出)，用于耦合到相关联的激发光源(未示出)。柱塞优选为包括陶瓷插芯的柱塞，其与SMA柱塞相比直径的精确度更高并且展现出的偏心距更小，并且其构造用于耦合到激光二极管，该激光二极管将其激发光注入到导光纤维250中。这样的陶瓷插芯显著便于组装，因此可以避免复杂的调准。光导250无锐弯地通到光出射头230，其中一定曲率通常是无害的且不可避免的。导光纤维250通向光出射头230，在光出射头230得到固定和保持。

支撑元件220配备有转换器221，转换器221布置成使得从导光纤维250出射的激发光倾斜地入射到转换器221上。

因此，从光导250出射的激发光倾斜地入射到转换器221上，转换器221将较短波长的激发光转换成较长波长的转换光，但还散射激发光，因此平均来说再发射的光是较长波长的有用光。对于有用光而言，通常追求白光特性。如果前灯旨在产生基本上平行的有用光，则在转换器221上产生优选地较小的光斑。

在该示例中，光出射头230呈旋转对称的锥的形式。光出射头230的复杂性低，并且因而能够容易低成本地大批量生产。

支撑元件220相应地设置有孔227，孔227也是旋转对称的并且具有以互补的方式与光出射头230的外轮廓准确匹配的形状。孔227和连接区域中的光出射头的外径以精密的公差生产，例如以dH7/m6过渡公差生产，从而允许通过施加轻微的压力而容易组装。以这种方式，光出射头230可以精确地插入孔227中，继而固定。通过粘合可以在预期位置实现固定。然而，也可以设想到夹紧或拧紧。

光出射头230具有中心轴向通孔，其具有呈套筒形式的插入元件231。该插入元件231用于容纳导光纤维250的光出射端。导光纤维250可以滑动地引入到插入元件231中，使得导光纤维250齐平地终止于插入元件的转换器侧的端部处。

为了将光出射头230精确地定位在支撑元件的孔227中，支撑元件220形成有周向限止部226，当组装光出射头时周向限止部226接合在光出射头230的同样的周向突起234上。

此外，提供旋转对称的插入元件232作为固定辅助件，该插入元件232也以套筒的形式提供并且具有第一部分，该第一部分以齐平(bündig)方式封闭光出射头的面向转换器的前部。插入元件232的外护套表面在其组装位置中与孔227相接触。插入元件232的与第一部分相对的第二部分构造用于收容并保持光学元件240。光学元件240因此位于激发光的直接射束路径中。为了实现光导250的光出射端与光学元件240之间的预定间距，提供了间隔件233，间隔件233布置于光出射头230与光学元件240之间的插入元件的内部。

以这种方式，可以提供准备好进行组装的光出射头230，光出射头230可以低成本地生产并且一方面用于保持和固定用于供应激发光的光导250，而另一方面还提供了优选地用于将激发光聚焦到转换器221上的光学元件240。

除了快速更换光出射头的可能性之外，该实施方式还提供了另外优点：光导250的光出射端与光学元件240之间的轴向间距可以通过选择不同长度的间隔构件233来改变，以及/或者通过选择不同长度的插入元件232来改变光出射头230在孔227中的位置而改变光导250的光出射端与转换器之间的轴向间距。

对于光学元件240，在该示例中提供了聚焦光学元件，优选为棒状透镜。光学元件240与光导250同轴布置。使用光学元件240来将激发光聚焦在转换器上。为此，棒状透镜设计有平面抛光的光进入面和透镜形弯曲的光出射面。

转换模块1的整体锥形构造需要同样锥形构造的支撑元件220和照明设备200。

为了简化光导250在光出射头230中的组装，提供了安装轴235，安装轴235允许特别容易地引入光导250。

与支撑元件220一起组装的光出射头230确保了光导250的光出射端将激发光引导到位于转换器221表面上的光斑上。较长波长的有用光由光斑以光锥形式发射。光锥具有至少50°、优选至少60°以及更优选至少70°的开度角。支撑元件220此外包括用于反射有用光的反射表面223。

为了防止反射的较短波长的激发光出射，支撑元件设置有遮光板222，遮光板222有效地作为光阱并且可以被设计为散射体或者包括散射体，其促使激发光消亡。以这种方式，可以防止反射的激发光的泄漏。

包括转换器221的支撑元件220的内部由用于保护转换器的透光保护罩224封闭。以这种方式，转换器221可以最佳地得到保护以防可能以其他方式进入的颗粒以及还有湿气。透光保护罩224由玻璃制成并且紧密连接到支撑元件221。因此，保护罩优选地提供了符合DIN EN 60529的至少IP 44保护。以这种方式，光导250的光出射端和/或光学元件240也最佳地得到保护以防灰尘和湿气。

在本示例中，支撑元件220被制成为金属烧结体。支撑元件220特别适合于生产为这样的烧结体，这是因为可以高精确度地生产烧结部件，并且此外烧结部件展现出转换器的操作期间将会发生的耐高温性。

然而，备选地，支撑元件220也可以由诸如导热材料等另一种材料制成，以便在转换器操作时散发转换器的高温。相比之下，由于由转换器221的操作引起的热负荷在这种情况下较低，因此光出射头230可以由诸如廉价的塑料材料等其他材料制成。

在前灯是抛物面镜、抛物面镜的一部分或修改的抛物面镜表面的情况下，有用光穿过保护罩224到达实用装置部分(未示出)。

在本示例中，光学元件240与转换器221之间的间距约为70mm。在这样的间距的情况下，为了实现光纤的光出射端相对于转换器221的精确轴向定位，如果轴向调准范围处于从0.05mm至5mm的范围中，优选地从0.03mm至4mm的范围中，则通常是足够的。

图24以示意性斜视图示出了转换模块的又一示例性实施方式。

图示了光出射头260，其具有被构造为抛物面反射器261的区域。在反射器261的中心设置有圆形开口262，转换器(未示出)可以放置于圆形开口262中。为了清楚起见，也未示出支撑转换器的支撑元件。

反射器261的表面被细长狭缝263中断，狭缝263朝着开口262径向延伸并且靠近反射器的中心设置。狭缝263允许从光导250的光出射端出射的激发光辐射到转换器上。相应地，狭缝沿射束方向朝着转换器221延伸。

使用如先前示例性实施方式中所图示的插入元件(未示出)将光导250连接到光出射头260。

以这种方式，这里也提供了轴向可移位性，用于相对于转换器定位光导250的光出射端。此外，还提供了光学元件264，用于将激发光聚焦到转换器上。光学元件264以其不突出到反射器区域中的方式布置。以这种方式，很大程度上避免了对有用光的遮蔽。

在不包括光学元件240、264的实施方式中，光导250的光出射端可以更靠近转换器221。应当确保光出射端不会因过多地突出到转换器的发射光锥中而引起更大的遮蔽。尽管间距较大，为了允许激发光在转换器上充分聚焦，可以将光导的光出射端抛光为透镜状弯曲形状。

光出射头260的下表面265设置有凹口和限止部，用于精确接合和安装到支撑元件。

光出射头260的上表面266设置有允许容易地连接透光保护罩(未示出)的突起。

两个实施方式的共同点在于，光导的相应的光出射端仅具有平面的研磨端部表面，并且因而可以非常容易且成本有效地生产。特别是，当使用多个光导时，不需要根据需要通过复杂机加工来生产斜切口。

在实施方式中，光导250具有石英玻璃纤芯和石英玻璃光纤护套，其中光纤护套的折射率低于纤芯的折射率。例如，由于其相当耐高温性，这样的光导比由塑料材料制成的光导更合适。

在这最近提及的两个实施方式的情况下，支撑元件和/或光出射头可能已经构成照明设备的一部分或者可以被构造为照明设备的一部分。

结构分离允许功能分离以产生这样的效果，可以为保持转换器的支撑元件选择与光出射头不同的材料。例如，因此可以为支撑元件提供温度特别稳定的材料，诸如烧结材料，优选为金属烧结材料，同时可以为光出射头提供不同的材料，诸如塑料材料。因此，可以更容易且更低成本地生产光出射头。

相应地，支撑元件被设计成使得转换器中生成的热量可以经由支撑元件散发和移除。由于结构分离，可以减少到光出射头的热量传递，因此降低了操作期间损坏导光纤维的风险。以这种方式，可以延长光纤转换模块的有效寿命。

另外，消除了使从多个光出射端出射的光在有限空间中的集束以及将光聚焦在转换器表面上的共同光斑上的问题，因此根据本发明的转换模块需要的整体安装空间较小。

根据本发明的又一方面，提供转换器-冷却体组件的目的是通过一种用于生产转换器-冷却体组件的方法来实现的，该转换器-冷却体组件包括用于至少部分地将第一波长的光转换为第二波长的光的光学转换器以及冷却体。

参考图25，图25是光纤转换模块1的部件从稍微抬高的视角观察到的透视截面主视图，图示了转换器-冷却体组件110连同第一优选实施方式的另外部件组件，其中该另外部件组件是光纤转换模块1的光出射头30的整体式本体32。

通过第一焊料连接101，将光学转换器3保持在冷却体42上，冷却体42进而通过第二焊料连接102保持在整体式本体32上。

优选为陶瓷的光学转换器3可以具有涂层104，涂层104增进了第一焊料连接101的机械稳定性并改善了从光学转换器3的热量散发。

涂层104优选为含金属的反射涂层，以便散热以及还通过反射沿涂层104的方向散射的激发光部分来改善光学转换器3的转换效率。

用于在包括优选为陶瓷体的光学转换器3上施加涂层104的涂布处理至少包括处理步骤a)至f)。

在步骤a)中，提供特别是陶瓷的光学转换器3，该光学转换器3具有至少一个抛光表面。光学转换器3的陶瓷转换器材料的高温稳定性不仅允许使用具有高照度的主光源(例如半导体激光器)，而且还允许在后续处理步骤中使用高处理温度。

步骤b)包括提供含金属的糊料。含金属的糊料包含有机粘合介质中的金属粉末。特别地，所使用的有机粘合介质是流变添加剂，其为树脂和有机添加剂在溶剂混合物中的溶液并且/或者是可通过IR干燥的(例如Johnson Matthey 650-63 IR Medium Oil-based,Okuno 5000)。例如，使用粘合介质来调整糊料的流变性以使得糊料是可印刷的。

金属粉末优选包含至少一种包括元素银、金和铂或其合金的组中的金属。特别是使用银粉，这是特别有利的，这是因为银既展现出高热导率又展现出高反射率。

根据一个实施方式，步骤b)中提供的金属糊料包含70wt％至90wt％、优选地80wt％至85wt％的银含量。有机粘合介质的比例为10wt％至30wt％，优选地15wt％至20wt％。

随后，将步骤b)中获得的糊料施加到抛光的转换器表面的至少一部分上(步骤c)。优选通过印刷工艺、特别是通过丝网印刷工艺将糊料施加到转换器表面上。以这种方式，可以以令人惊讶的简单方式在转换器表面上生产横向图案的涂层。因此，也可以仅印刷或省略转换器表面的一些部分。其他印刷工艺也是可行的，例如移印或滚印工艺。

在步骤d)中，使施加到转换器表面的糊料干燥。糊料优选在从150℃至400℃范围中的温度下进行干燥，特别优选地在从250℃至300℃的范围中的温度下进行干燥。结果，至少部分地移除粘合介质中的溶剂，并且所施加的糊料特别是得以预致密化。干燥时间取决于所施加的糊料中的溶剂含量，并且通常介于5min至30min之间。

在随后的步骤e)中，在大于450℃的温度下对施加的糊料进行烧制，这导致如此形成的涂层与转换器的良好的热和机械连接。此外，高烧制温度促使包含于金属粉末中的金属颗粒的烧结。由此得到的烧结结构展现出相对高的均匀性并且导致如此获得的涂层的良好反射性质。在这种情况下，已经发现从700℃至1000℃的范围中的烧制温度是特别有利的。

根据一个实施方式，取决于采用的烧制温度和所采用的金属粉末，金属粉末可以大部分或部分熔融，使得陶瓷转换器在交界面处被该金属润湿。根据另外实施方式，仅包含于糊料中的金属颗粒烧结在一起。

在烧制糊料期间，施加的糊料的有机组分和粘合介质的残留物将会燃尽。

以这种方式涂覆有涂层104的转换器3在步骤f)中通过形成第一焊料连接101连接到冷却体42，即通过由此产生的第一焊料连接也机械地固定在冷却体42上。

在这种情况下，使用第一焊料，优选含锡的无铅焊料将冷却体42焊接到步骤e)中获得的涂层104。下文将更详细地描述用于第一焊料连接101的优选的另外第一焊料。

根据改进方案，步骤b)中所提供的糊料此外包含玻璃含量。玻璃含量导致涂层在转换器表面上的更好的粘附以及改善了金属颗粒与彼此的烧结行为。此外，玻璃含量对金属涂层104的可焊性具有积极影响。

根据进一步精化，可以若干次地施加金属涂层。为此，在糊料干燥(步骤d)之后，或者在糊料烧制(步骤e)之后，再次施加糊料(步骤c)，并且如上文所述地进一步处理。

在一个实施方式中，玻璃含量为0.05wt％至8wt％，优选为0.1wt％至6wt％，更优选为0.2wt％至5wt％。已经发现这一玻璃含量是有利的，这是因为玻璃含量一方面足以增加涂层在转换器表面上的粘附，并且另一方面仍然确保了涂层的良好可焊性。

在这种情况下，已经发现使用颗粒大小D50在从1μm至5μm范围中的玻璃粉是有利的，这确保了玻璃颗粒在糊料中的均匀分布，并且因而还确保了玻璃含量在步骤e)中所获得的涂层中的均匀分布。

根据一个实施方式，包含于糊料中的玻璃具有的玻璃转变温度Tg处于从300℃至600℃的范围中，优选处于从350℃至560℃的范围中。

步骤b)中使用的玻璃粉优选为PbO-、Bi₂O₃-、ZnO-、SO₃-或硅酸盐基玻璃。已经发现这些玻璃在其软化温度或其折射率方面特别有利。

根据特别优选的实施方式，在步骤b)中使用硅酸盐基玻璃，特别是具有至少25wt％的SiO₂含量的玻璃。除了有利的折射率和软化温度之外，这样的玻璃也展现出对涉及金属和/或陶瓷转换器的氧化还原过程的高耐受性，即使在本发明的烧制条件(步骤e)下亦如此。

为了简单起见，仅在图26中示出的涂层104可以在所有实施方式中优选地施加于光学转换器3的面向焊料连接101的一侧上，尽管为简单起见该涂层104未明确示出于每个图中。

第二焊料连接102能够填充整体式本体32与冷却体42之间的间隙103，以及在其软化状态下允许转换器-冷却体组件110相对于整体式本体32至少沿x方向和y方向移位或者也允许围绕图26中所示的z轴旋转或交错移动。

在此第二焊料102的软化状态下，例如借助于本领域技术人员众所周知但图中未示出的六足(Hexapods)，可以使转换器-冷却体组件110沿x方向和y方向相对于整体式本体32在几微米的横向偏差的情况下调准，例如在小于10μm的横向偏差的情况下调准。在该调准之后，特别是在第二焊料连接的温度降低到其熔点Tm2以下之后，转换器-冷却体组件110可以首先通过六足体并继而通过第二焊料连接102而保持机械稳定。

例如，当转换器-冷却体组件沿正x方向和y方向移动了相同的量时，这减小了光学转换器3的表面与引导激发光的光纤4的出射表面7之间的间距，例如可以如图27、图28和图29中所见。通过减小该间距，减小了光斑10在光学转换器3上的大小，而光学转换器3的表面与光纤4的出射表面2之间的间距的增加增大了光斑10的大小。在这方面，参考同一申请人在同一天在同一局提交并通过引入并入本文的题为“Verfahren zur Justierung einesauf einem optischen Konverter erzeugten Leuchtflecks sowie Vorrichtung mitjustiertem Leuchtfleck und deren Verwendungen”的申请。

如上文所提及，转换器-冷却体组件110可以围绕z轴旋转或偏斜(参见图26的图示)，其允许调准光学转换器3的激发光所入射到的表面的倾角。以这种方式，可以影响反射的激发光和有用光的主要散射射束瓣的传播方向，并且因而以限定的角度区间调准该传播方向。

现在参考图26，该图是从稍微抬高的视角观察到的光纤转换模块1的光出射头30的组件105的透视截面主视图，其中图25的转换器-冷却体组件101由第二焊料连接102保持。

例如，该组件可以是图29中图示的光出射头的一部分，或者是另一个光出射头的一部分，如将在下文更详细描述的。

组件105具有基本上水平延伸的配合表面106和由水平配合表面107、108、109限定的基座状隆起，借助于这些，组件105可以准确匹配地得以安装，同时保持转换器-冷却体组件110相对于组件105的调准。

为了更好地理解，下文将描述特别优选的实施方式，其中转换器-冷却体组件通过第二焊料连接102连接到作为另外部件组件的光出射头30。

现在参考图9，图9是从上方倾斜观察到的第一实施方式的光纤转换模块1的光纤光出射头30的透视示意平面图。

可以在由玻璃31制成的保护罩下面看到光学转换器3、用于光纤4的保持器29(其中布置有光纤4)，该保护罩在整体式本体32中布置为细长套筒并且承载带有其保持器29的光纤4和光学转换器3二者。

在图9中可见，整体式本体32还支撑光阱33，光阱33在其端部具有柱塞状元件34。

借助于布置在整体式本体32中的套筒35，光纤4可以以机械可靠的方式保持于光出射头30上。

在整体式本体32的下表面上设置矩形凹口36形式的匹配特征，该匹配特征与所限定尺寸的斜面37、38和39一起允许将光出射头30安装在另外部件组件(未在图中示出)上的正确位置。因此，也可以利用光斑10在另外部件组件(未示出)中的高机械精度的位置，并且生产出机械公差小于50μm、优选地小于10μm的匹配特征36以及斜面37、38和39。

在图27中可以看出，整体式本体32中所设置的另外矩形凹口40，图27是图9中示出的光出射头30的水平透视截面图，该截面图是穿过光纤光出射头30的中心并穿过光纤转换模块的光纤4的中心所截取的。

为了简化起见，图27仅示出了光纤4的纤芯。在本文描述的这个和所有其他实施方式中，光纤的导光芯的直径通常可以约为3μm至1500μm，优选地约为3.5μm至1000μm，并且最优选地约为50μm至150μm。

从图27可以看出，光阱33包括套筒41，套筒41保持于整体式本体32中并且容纳元件34，元件34以柱塞形式插入到套筒41中，并且可以因通过压配、粘合、焊接或螺接的机械配合而附接于该套筒。套筒40可以具有黑化或粗糙化的内表面或者可以设置有光阱(图中未示出)，光阱在该套筒中可以以三角形轮廓径向延伸。

套筒40的纵向轴线或对称轴线朝向光学转换器3的光斑10取向并且以与从光纤4出射并在光学转换器3处反射的激发光的反射角相对应的角延伸。因此，光学转换器3所反射的基本所有的激发光都被光阱33的套筒40接收。

在优选实施方式中，在调准之前和之后，将其保持器29中的光纤4和光学转换器3二者布置于整体式本体32中，该整体式本体32优选通过粉末冶金注射成型工艺、特别是通过金属注射成型(MIM)工艺来生产，因而能够提供高机械强度和良好的热导率。

由于仅在图27的截面图中示出的感应线圈114的绕组111、112、113的原因，可以以限定的方式来加热整体式本体32，使得转换器-冷却体组件110可以达到大于Tm2且低于Tm1的温度，并且使得该组件110可以因软化的焊料连接102而安装到整体式本体32上，以及此外可以在已经安装之后重新加热到这个温度时相对于整体式本体32调准。

这种类型的加热不限于上文所述的实施方式，而是可以在本文描述的任何实施方式中进行。也可以仅加热转换器-冷却体组件、例如图30中示出的包括冷却体42和多个光学转换器3的系统。

光学转换器3与冷却体42之间的第一焊料连接101以及冷却体与整体式本体32之间的第二焊料连接102提供了机械牢固保持和良好的热导率二者，使得光学转换器3的温度在操作期间不高于170℃至190℃。在这种情况下，待散发的热量也可以通过整体式本体32传递到另外部件组件(图中未示出)。

冷却体42和整体式本体32的热导率λ大于200W/(m*K)，并且优选地大于350W/(m*K)。

在图27中所示的此实施方式中，转换器-冷却体组件通过第二焊料连接102保持在整体式本体32的平面的底部表面115上。

然而，根据另外优选实施方式，类似于图26的组件105的组件105'同样可以以预调准的方式承载转换器-冷却体组件，并且可以通过将该组件105'以精确匹配的方式组装到整体式本体32上来在光纤光出射头30内提供调准布置。为此，组件105'只需插入整体式本体32中，如将在下文参考图28和图29更详细描述的。

这些实施方式的特定优点是转换器-冷却体组件110的灵活使用。例如，可以以低成本大批量地生产预组装的光纤光出射头30，并且可以为其配备选定的预制转换器-冷却体组件110。

对于不同的光谱公差范围，例如对于不同制造商的具有其专有公差范围的机动车辆前灯，为了提供符合相应制造商规格的光纤转换模块，于是可以将与该制造商相关联的光谱选定的相应转换器-冷却体组件110安装到整体式本体32。以这种方式可以灵活地满足客户特定要求，并且只需要定制和贮备所述相应转换器-冷却体组件110。

现在将参考图28，图28是图9中所示的第二实施方式的光出射头30的水平透视截面图，该截面图是穿过光纤光出射头30的中心并穿过光纤转换模块1的光纤4的中心所截取的。

该实施方式不同于上文描述的实施方式之处在于，转换器-冷却体组件110布置在支撑件116上，在该支撑件上，此布置由第二焊料连接102保持，并且转换器-冷却体组件110与该支撑件116一起限定了组件105'，可以单独地处理组件105'并且可以将其插入到整体式本体的相关联的精确匹配的凹口117中，使得在已经为光学转换器3进行调准的情况下，获得了已经最终且正确调准的光出射头30，同时保留了这种先前的调准。在这种情况下，由于支撑件116也可以通过第二焊料连接保持在整体式本体32中以及可以将由冷却体42吸收的热量传递给整体式本体32，所以基座状形状的支撑件116也具有散热作用。

在图29中所示的第三实施方式中，此外冷却体42本身横向地容纳于精确匹配的凹口117中，并且凭借其形状而在功能上替代了支撑件116。在该实施方式中，组件105'因此对应于转换器-冷却体组件110，并且后者通过第二焊料连接102保持在整体式本体32上。为此，转换器-冷却体组件110具有不同于图26中图示的实施方式的组件的形状，以便通过第二焊料连接102以限定且调准的方式横向地并且沿其插入方向保持在整体式本体32上，这对于批量生产是有帮助的，这是因为在这种情况下可以省去进一步的调准，特别是在凹口117中的精确匹配已经提供了最终调准状态所需的公差的情况下亦如此。

备选地，凹口117可以大于组件105'的横向尺寸，并且可以限定填充有第二焊料的间隙103。在这种情况下，具有由间隙103限定的公隙的第二焊料连接102可以允许组件105'的位置的调准并且因此允许光学转换器3的位置的调准。为此，六足件(图中未示出)可以承载组件105'或110并且至少在已经生产出第二焊料连接之前将其保持于正确的调准。

图30示出了转换器-冷却体组件105'、110，其中多个光学转换器3安装在至少一个冷却体42上，因此可以将它们与至少一个冷却体42加热到大于Tm1的温度，并从而可以生产第一焊料连接101。

为了光学转换器3相对于冷却体42的正确定位，相应的突起118、119、120、121可以从冷却体42突出，冷却体42以精确匹配的方式横向包围光学转换器3并从而确保了其位置横向正确调准。

在已经生产了第一焊料连接101之后，相应的转换器-冷却体组件110可以继而进行切断并从而得以分离，优选地沿着在机械上由凹槽122至凹槽129所弱化的线进行切断。

在上文描述的所有实施方式中，首先生产第一焊料连接101，优选在高于或等于Tm1的温度下生产，并且随后生产第二焊料连接102。

此后但未必立即接续发生，在大于Tm2且永远不超过Tm1的温度下生产第二焊料连接102，因此至少在生产第二焊料连接102时，第一焊料连接101未被弱化到显著改变光学转换器3相对于冷却体42的布置的程度。

例如在第一实施方式中，如果由于与生产焊料连接相关联的温度增加而导致光纤4的材料可能受到热损坏，则也可以仅在已经生产了第一焊料连接101和/或第二焊料连接102之后将该光纤4与其保持器29组装到整体式本体32。

在生产方法的优选实施方式中，为了生产相应的焊料连接而对包括至少一个光学转换器3和至少冷却体42的系统的加热可以通过将该系统放置到温度大于Tm1或者Tm2的炉中来完成，并且至少一个光学转换器和至少一个冷却体的系统在炉中的最小保留时间允许实现温度平衡状态。

此类炉对于本领域技术人员来说是众所周知的，因此未在附图中图示。

例如，备选地或除了上文描述的实施方式之外，对包括至少一个光学转换器3和至少一个冷却体42的系统的加热可以通过局部加热来完成，特别是通过机械热接触、例如通过与优选受热控制的加热元件114接触，通过与受热体接触、例如与受热的整体式本体32接触，其中该整体式本体32承载预定位的组件并且其本身得到感应加热。

对图30中图示的组件也可以这样加热。

对包括至少一个光学转换器和至少一个冷却体的系统的加热可以通过局部加热来完成，特别是通过辐射、聚焦热辐射、激光辐射、特别是还有脉冲激光辐射加热。

为了生产相应的焊料连接101、102而对包括至少一个光学转换器3、至少一个冷却体42以及优选地另外光学组件32的系统的加热也可以在降低的环境压力下完成，并且特别是在已经生产了相应的焊料连接101、102之前降低的环境压力占主导的情况下。

在这种情况下，熔点Tm1介于250℃与450℃之间，优选地介于280℃与320℃之间，并且更优选地约为300℃，并且熔点Tm2介于150℃与245℃之间，优选地介于180℃与230℃之间，并且更优选地约为220℃。

第一焊料可以是Ag/Au焊料，并且第二焊料可以是Ag/Sn焊料。

冷却体42可以包括钢、铝、铜和/或青铜合金，以及特别地可以通过金属注射成型(MIM)工艺来生产。

特别有利地，上述光纤转换模块可以用在车辆前灯中，或者可以形成车辆前灯的一部分，甚至可以作为整体组件，这是因为它们提供了完美调准的单元，这些单元在连续操作中对机械和热影响一般是永久稳定的。

附图标记列表

1 光纤转换模块

2 光导

3 光学转换器

4 光纤波导，光纤

5 激发光

6 出射表面的法线

7 出射表面

8 光纤4的纵向轴线

9 主射线

10 光斑

11 有用光

12 有用光11的开放锥

13 有用光锥12的边缘射线

14 有用光锥12的边缘射线

15 导光光纤

16 从光纤15出射的光的主射线

17 光纤15的保持器

18 导光光纤

19 从光纤18出射的光的主射线

20 光纤18的保持器

21 光学单元

22 双凸透镜

23 CO₂激光器

24 电流计扫描器

25 CO₂激光器的光

26 CO₂激光器的光的焦点

27 图像捕获装置

28 处理控制装置

29 光纤4的保持器

30 光出射头

31 玻璃制成的保护罩

32 整体式本体

33 光阱

34 光阱的元件

35 套筒

35' 套筒

36 矩形凹口

37 斜面

38 斜面

39 斜面

40 矩形凹口

41 套筒

42 冷却体

43 凸缘

44 限止部

45 散射表面

46 侧表面

47 侧表面

48 开口

49 开口

50 光学转换器的保持器

51 光学转换器的保持器的框架特征

52 光学转换器的保持器的框架特征

53 突起

54 突起

55 长度尺度

56 玻璃制成的保护罩的封闭圆形端部

56 玻璃制成的保护罩的敞开端部

58 配合表面

59 配合表面

60 配合表面

61 倾斜表面

62 倾斜表面

63 截头圆锥形开口

64 通道开口

65 凹槽

66 反射的激发光

67 菲涅耳波带板

68 开口

69 侧壁

70 底部表面

101 第一焊料连接

102 第二焊料连接

103 间隙

104 涂层

110 转换器-冷却体组件

105 组件

105' 组件

106 配合表面

107 配合表面

108 配合表面

109 配合表面

111 绕组

112 绕组

113 绕组

114 感应线圈、加热元件

116 支撑件

117 凹口

118 突起

119 突起

120 突起

121 突起

122 凹槽

123 凹槽

124 凹槽

125 凹槽

126 凹槽

127 凹槽

128 凹槽

129 凹槽

200 照明设备

220 支撑元件

221 转换器

222 遮光板

223 反射表面

224 保护罩

225 凹口

226 限止部

227 孔

230 光出射头

231 插入元件

232 插入元件

233 间隔件

234 突起

235 安装轴

240 光学元件

250 光纤光导

260 光出射头

261 反射器

262 圆形开口

263 狭缝

264 光学元件

265 下表面

266 上表面

Claims (46)

1.一种转换器-冷却体组件(110)，包括：

-光学转换器(3)，其用于至少部分地将第一波长的光转换成第二波长的光；

-含金属的反射涂层(104)；以及

-冷却体(42)；

-其中所述光学转换器(3)的表面的至少部分直接涂覆有所述含金属的涂层(104)；

-所述含金属的涂层(104)能够将热量从所述转换器散发到所述冷却体(42)中；

-通过第一焊料连接(101)将所述冷却体(42)连接到所述光学转换器(3)；以及

-所述冷却体(42)和/或所述光学转换器(3)通过第二焊料连接而连接到另外部件组件，并且

其中所述第二焊料连接(102)包含的焊料的熔点Tm2低于所述第一焊料连接(101)的焊料的熔点Tm1。

2.根据权利要求1所述的转换器-冷却体组件(110)，其中通过第一焊料连接(101)将所述冷却体(42)连接到所述所述含金属的涂层(104)。

3.根据权利要求1所述的转换器-冷却体组件(110)，其中所述第一焊料为Ag/Au焊料。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的转换器-冷却体组件(110)，其中所述第二焊料为Ag/Sn焊料。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的转换器-冷却体组件(110)，其中多个光学转换器(3)焊接到具有出于分离目的而在机械上弱化的区域的冷却体(42)。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的转换器-冷却体组件(110)，其中所述冷却体包括钢、铝、铜和/或青铜的合金。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的转换器-冷却体组件(110)，其中所述另外部件组件是光纤转换模块(1)的光出射头(30、230)。

8.一种光纤转换模块(1)的光出射头(230)，包括根据权利要求1至7中任一项所述的转换器-冷却体组件(110)。

9.一种光纤转换模块(1)，包括如权利要求8所述的光出射头(230)。

10.根据权利要求9所述的光纤转换模块(1)，其作为发射由较短波长的激发光和较长波长的转换光混合组成的有用光的照射设备(200)的部件，所述光纤转换模块包括：

-支撑元件(220)；

-转换器(221)；和

-光纤光导(250)；其中

-所述支撑元件在结构上与所述光出射头分开；

-所述光出射头(230)构造用于定位和保持所述光导(250)的光出射端；

-所述光纤光导(250)的光入口端构造用于耦合到相关联的激发光源；

-所述光导(250)的所述光出射端构造成沿预定射束方向发射激发光；以及其中

-所述支撑元件(220)构造成保持转换器(221)；

-所述支撑元件(220)包括用于连接到所述光出射头(230)的装置，以使得：

-所述转换器(221)位于从所述光导(250)的所述光出射端出射的激发光的射束方向上，并且相对于所述激发光的所述射束方向倾斜布置；其中

-在所述转换器(221)的中心与所述光导(250)的所述光出射端之间给出预定间距；并且其中

-所述转换器(221)用于将所述较短波长的激发光转换成所述较长波长的转换光并发射混合的有用光。

11.根据权利要求10所述的光纤转换模块(1)，其中所述光出射头(230)包括用于定位和保持单个光纤光导(250)的所述光出射端的插入件。

12.根据前述权利要求10或11所述的光纤转换模块(1)，其中所述光出射头(230)至少部分地构造为反射器或者包括反射器(261)。

13.根据前述权利要求10或11所述的光纤转换模块(1)，其中所述支撑元件(220)至少部分地构造为反射器(261)或者包括反射器(261)。

14.根据前述权利要求10或11所述的光纤转换模块(1)，其中所述光纤光导(250)的所述光出射端在其组装位置中被布置成使得其位于发射角之外和/或其不突出到所述反射器(261)中。

15.根据前述权利要求10或11所述的光纤转换模块(1)，其中所述支撑元件(220)由温度稳定的材料制成。

16.根据前述权利要求10或11所述的光纤转换模块(1)，其中所述支撑元件(220)由烧结材料制成。

17.根据前述权利要求10或11所述的光纤转换模块(1)，其中所述支撑元件(220)由金属烧结材料制成。

18.根据前述权利要求10或11所述的光纤转换模块(1)，其中提供了用于保护所述转换器(221)和/或所述光导(250)的所述光出射端的透光保护罩(224)。

19.根据权利要求18所述的光纤转换模块(1)，其中所述透光保护罩由玻璃制成。

20.根据权利要求18所述的光纤转换模块(1)，其中所述透光保护罩由钢化玻璃制成。

21.根据前述权利要求10或11所述的光纤转换模块(1)，其中提供用于在组装之后从所述预定间距改变所述光导(250)的所述光出射端与所述转换器(221)的中心之间的间距的装置。

22.根据权利要求21所述的光纤转换模块(1)，其中所述光导(250)的所述光出射端与所述转换器(221)的中心之间的间距在0.05mm至多达5mm的范围内。

23.根据前述权利要求10或11所述的光纤转换模块(1)，其中提供聚焦光学元件(240)，所述聚焦光学元件在所述光出射端与所述转换器(221)之间沿射束方向与所述光纤光导(250)同轴地布置。

24.根据前述权利要求10或11所述的光纤转换模块(1)，其中所述光纤光导(250)插入到所述光出射头(230)中并夹紧和/或粘合于其中。

25.一种用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，所述转换器-冷却体组件包括：

-光学转换器(3)，其用于至少部分地将第一波长的光转换成第二波长的光；和

-冷却体(42)；

-其中所述光学转换器(3)的至少部分表面直接涂覆有含金属的涂层；

-其中所述含金属的涂层能够将热量从所述转换器(3)散发到所述冷却体中；

-通过第一焊料连接(101)将所述冷却体(42)连接到所述光学转换器；以及

-其中所述冷却体和/或所述光学转换器(3)通过第二焊料连接(102)而连接到另外部件组件，并且

其中所述第二焊料连接(102)包含的焊料的熔点Tm2低于所述第一焊料连接(101)的焊料的熔点Tm1。

26.根据权利要求25所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中通过第一焊料连接(101)将所述冷却体(42)连接到所述含金属的涂层。

27.根据权利要求25所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中首先生产所述第一焊料连接(101)，并继而生产所述第二焊料连接(102)。

28.根据权利要求25所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中所述第一焊料连接(101)在大于或等于Tm1的温度下生产。

29.根据权利要求25所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中所述第二焊料连接(102)在大于Tm2且永远不超过Tm1的温度下生产，使得所述第一焊料连接(101)至少在生产所述第二焊料连接(102)期间未被弱化到显著改变所述光学转换器(3)相对于所述冷却体(42)的布置的程度。

30.根据权利要求25至29中任一项所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中为了生产相应的焊料连接(101、102)而对包括至少一个光学转换器(3)和至少一个冷却体(42)的系统的加热通过机械热接触的局部加热来完成。

31.根据权利要求25至29中任一项所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中为了生产相应的焊料连接(101、102)而对包括至少一个光学转换器(3)和至少一个冷却体(42)的系统的加热通过与受热控制的加热元件接触的局部加热来完成。

32.根据权利要求25至29中任一项所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中为了生产相应的焊料连接(101、102)而对包括至少一个光学转换器(3)和至少一个冷却体(42)的系统的加热通过与受热体接触的局部加热来完成。

33.根据权利要求25至29中任一项所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中为了生产相应的焊料连接(101、102)而对包括至少一个光学转换器(3)和至少一个冷却体(42)的系统的加热通过与受热的整体式本体(32)接触的局部加热来完成，所述整体式本体承载预定位的组件并且本身被感应加热。

34.根据权利要求25至29中任一项所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中为了生产相应的焊料连接(101、102)而对包括至少一个光学转换器(3)和至少一个冷却体(42)的系统的加热通过局部加热、通过使用辐射、聚焦热辐射、激光辐射或通过脉冲激光辐射的加热来完成。

35.根据权利要求25所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中所述熔点Tm1介于250℃与450℃之间。

36.根据权利要求25所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中所述熔点Tm1介于280℃与320℃之间。

37.根据权利要求25所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中所述熔点Tm1为300℃。

38.根据权利要求25所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中所述熔点Tm2介于150℃与245℃之间。

39.根据权利要求25所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中所述熔点Tm2介于180℃与230℃之间。

40.根据权利要求25所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中所述熔点Tm2为220℃。

41.根据前述权利要求25至29中任一项所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中所述光学转换器(3)分别以基本正确的位置接收在附接到所述冷却体(42)的保持器中。

42.根据前述权利要求25至29中任一项所述的用于生产转换器-冷却体组件(110)的方法，其中至少一个部分从所述至少一个冷却体(42)分离，所述部分承载至少一个光学转换器(3)并且与所述至少一个光学转换器一起形成转换器-冷却体组件(110)。

43.一种用于生产光学组件的方法，其中将根据权利要求1至7的任一项所述的转换器-冷却体组件(110)安装到光纤转换模块(1)的光出射头(230)。

44.根据权利要求43所述的用于生产光学组件的方法，其中所述光学组件包括光纤转换模块(1)的光出射头(230)。

45.一种车辆的前灯，包括根据权利要求10至24的任一项所述的光纤转换模块(1)。

46.根据权利要求45所述的车辆的前灯，其中所述车辆包括陆上载具或水上载具或飞行器。

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