CN108351091B - 转换设备和具有这种转换设备的辐照设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种转换设备(1)，所述转换设备具有用于将泵浦辐射(6)转换成转换辐射(7)的发光材料元件(2)和用于产生交变磁场的激励线圈(10)，在所述交变磁场中设置有发光材料元件(2)，其中发光材料元件(2)具有导体回路(9)，所述导体回路形成耦合线圈，所述耦合线圈与激励线圈(10)电感耦合，使得经由电感耦合，能够监控耦合线圈进而监控发光材料元件(2)。

Description

转换设备和具有这种转换设备的辐照设备
技术领域
本发明涉及一种转换设备或辐照设备，所述转换设备或辐照设备具有用于将由泵浦辐射源发射的泵浦辐射转换成转换辐射的发光材料元件。
背景技术
借助由高功率密度的泵浦辐射源、例如激光器和与此间隔开地设置的发光材料元件构成的组合，例如能够实现高亮度的光源，所述发光材料元件针对用泵浦辐射激励而发射转换辐射或转换光。在此，在发光材料元件中能够转换全部泵浦辐射(完全转换)，或者也仅转换一部分，并且未转换的泵浦辐射能够按份额地连同转换辐射一起形成照明光。
泵浦辐射典型地聚束地、基本上准直地射到发光材料元件上，而转换辐射通常以朗伯形式输出。虽然入射辐射是聚束的，在部分转换的情况下，但是泵浦辐射的未转换的部分也在发光材料下游与转换辐射相比扇状发散，例如由于发光材料元件中的散射过程。
发明内容
本发明基于如下技术目的，提出一种尤其有利的转换设备以及一种具有这种转换设备的辐照设备。
根据本发明，一种转换设备解决所述目的，所述转换设备具有用于将泵浦辐射转换成转换辐射的发光材料元件和用于产生交变磁场的激励线圈，在所述交变磁场中设置有发光材料元件，其中发光材料元件具有导体回路，所述导体回路形成耦合线圈，所述耦合线圈与激励线圈电感耦合，使得经由电感耦合能够监控耦合线圈进而监控发光材料元件；以及一种辐照设备解决所述目的，所述辐照设备具有这种转换设备和用于发射泵浦辐射的泵浦辐射源。
优选的实施方式存在于从属权利要求和整个公开内容中，其中在视图中不再详细地在设备和方法或应用方面进行区分；在任何情况下，暗含地读出关于全部权利要求类别的公开内容。下面为了简单，尤其提及“辐照设备”，公开内容然而同样涉及转换设备本身(没有泵浦辐射源)。
经由发光材料元件的导体回路与激励线圈的电感耦合，能够监控导体回路(耦合线圈)的存在并且优选还有完整性。因此，间接地例如在辐照设备运行期间也能够检查，发光材料元件整体安放在其常规的安装位置上。在故障情况下，即在发光材料元件不存在或有故障时(见下文)，聚束的或准直的泵浦辐射那么通过原本设为用于引出转换辐射的转换辐射光学装置传播。对于观察者而言，这能够为明显的危险源并且可能带来视网膜的损坏并且在最糟糕的情况下引起视力的丧失。因此，辐照设备设计用于：在故障情况下至少减少泵浦辐射输入量，优选完全阻止，例如通过关断泵浦辐射源来实现。
根据运行类型，发光材料元件例如能够设置在对于泵浦辐射而言透射的载体上(透射运行)或也设置在尤其用于冷却的、例如金属的载体上(反射运行)；在透射运行中，用于泵浦辐射的入射面和用于转换辐射的出射面彼此相反，在反射运行中，二者重合。发光材料元件在此能够例如直接地施加到相应的载体上(直接邻接于此)或者经由连接层安装，例如接合连接层。
与安装的类型的细节无关地，在任何情况下能够存在可能的故障情况，即发光材料元件从载体松开，借此可能得到泵浦辐射传播的刚才描述的问题。具有导体回路的发光材料元件的缺少然而能够经由改变的电感耦合探测并且例如关断泵浦辐射源(“安全关断”)。
另一方面，借助根据本发明的原理，但是能够不必仅确定这种全部失效，而是在理想情况下也已能够检测导体回路的伴随着发光材料元件的退化、即例如开始边缘侧的或中心的裂纹形成(由所述裂纹形成能够引起具有碎片形成的完全折断)出现的退化。因此例如导体回路的欧姆电阻的改变也能够影响电感耦合，即例如欧姆电阻的增大(还在导体回路完全中断之前，开路)
如果例如由于发光材料元件中的热学相关的应力，在发光材料元件中出现裂纹或折断，那么在此能够完全中断导体回路，其中所述应力例如能够由于在泵浦辐射射入时的温度梯度或由于应用中的温度波动得到。因此，那么不再存在耦合线圈，这由检测装置检测作为电感耦合中的相应的变化，并且随后由控制单元例如执行关断泵浦辐射源。
电感耦合因此造成，借助激励线圈产生的交变磁场穿过耦合线圈。为了产生交变磁场，激励线圈优选借助交流电压源运行(通常例如也具有固定的频率，优选是调频)，细节参见下文，这也涉及优选的运行参数。
在优选的设计方案中，辐照设备设计用于：经由在激励线圈中的电压和电流之间的相差来检测电感耦合。因此，例如预设交流电压，并且测量交流电流进而其与电压的相差。线圈中的电流和电压通常具有相差，例如在理想线圈(无电阻)的情况下为90°；由于激励线圈的欧姆电阻，其固有的、与电感耦合无关的相差那么例如略微减小。
耦合线圈的存在进而电感耦合将相差置于如下值，所述值那么表明正常状态“存在/完好的发光材料元件”。所述值例如能够以测量方式在校准期间确定(对于每个辐照设备或优选对于在例如可能考虑批次间波动时的相应的类型)。那么，故障情况能够经由相差的相应的变化来检测，例如返回完全失效时的固有的相差；另一方面，但是例如也能够检测逐渐的变化进而退化。总而言之，辐照设备优选设计用于：经由相差的变化来检测电感耦合的变化。
辐照设备的“设计”通常表示，所述辐照设备配设有相应的机构，例如检测机构，例如在相差的情况下为电流表，或者在激励线圈的情况下为运行机构，例如交流电压源。除了原本的检测/运行机构之外，在此优选也始终集成一定的逻辑装置，例如控制单元，所述控制单元随后相应地运行运行机构，或评估单元，所述评估单元评估借助检测单元确定的数据，例如彼此和/或与参考数据进行比较。此外，例如也能够设有存储单元，在所述存储单元中例如能够保存最近检测的数据，使得那么例如在故障情况下，在拆卸辐照设备之后能够了解损坏的发展。纯模拟的检测也是可能的，例如经由与随后的滤波的混合；这样确定的DC值例如能够与之前在校准中确定的参考值进行比较。
通常，例如也能够经由用于检测磁场的单独的检测机构，例如霍尔传感器来监控电感耦合。然而相差的检测例如能够有助于减少零件或零部件的数量并且因此例如实现紧凑的并且稳固的解决方案或者由于激励线圈的多次使用也能够提供成本优点。
通常，电感耦合能够如下描述：通过耦合线圈的改变的磁通量在所述耦合线圈中感生出电流，所述电流反作用于其起因，即局部地降低激励线圈的磁场。考虑到激励线圈，这能够作为减小的固有或自身电感来描述；解析地，例如能够借助微分方程来描述相互作用，其中第一阶的项描绘固有或自身电感，并且第二阶的项描绘线圈之间的相互作用。
在优选的设计方案中，辐照设备设计用于激励激励线圈进而产生交变磁场，所述交变磁场具有至少100MHz的频率，以如下顺序越来越优选地为至少200MHz、300MHz、400MHz或500MHz；可能的上限例如能够以提到的顺序越来越优选地为最高5GHz、4GHz、3GHz、2GHz或1GHz，其中上限的预先规定通常也能够与下限无关地是有益的，并且反之亦然。下限例如能够由于随激励频率增大的相差是有益的(参见用于说明的图2)，相反地上限例如能够在实际应用中得到，例如由于在检测相差时在非常高的频率(GHz范围)中增大的耗费(即使所述相差较大时也如此)。
在一个优选的实施方案中，辐照设备设计用于：产生具有改变的频率的交变磁场。在相应的测量阶段期间，即当检测电感耦合时，那么产生具有不同频率的交变磁场。在此，例如能够预设不同的离散的频率值，或者频率也能够在频域上持续地改变(频率扫描，在优选线性的情况下称作为线性调频)。这种频域例如能够在至少100MHz、优选至少200MHz上、和(与其无关地)例如在不大于1.5GHz、优选不大于1GHz、尤其优选不大于700MHz上延伸。
优选地，离散的变化或频率扫描的频域完全位于在上文中经由频率的上限和下限具体说明的区间(100MHz至5GHz，优选根据上文的说明限制)，其中区间和区域边界也能够重合。通常，借助不同频率的激励例如在如下情况下是有利的：取决于激励线圈的欧姆电阻的相差能够不同于频率相关性方面的耦合导致的相差。
在优选的设计方案中，发光材料元件的导体回路本身是闭合的，即在发光材料元件上或在发光材料元件之内。优选地，那么能够设有连续地由相同的材料构成的导体回路。通常地，但是例如也能够考虑本身不闭合的、中断的导体回路，所述导体回路那么例如能够从发光材料元件外部经由两个抽头、例如两个键合线接触；电感耦合那么例如也能够经由在耦合线圈中感生的电流借助在发光材料元件旁边的电流表检测。
然而，优选的导体回路本身是闭合的，并且发光材料元件不具有这种抽头，即就此而言与其余的辐照设备电绝缘(借此不导电连接)。本身闭合的线圈例如能够关于简化的并且鲁棒的构造是有利的，因为附加的连接部位(如例如在键合线的情况下)也趋于提高失效风险。此外，连接本身、即例如键合已经能够为发光材料元件的机械负荷，并且带来预先损坏。
通常也能够考虑的是，利用电感耦合，使得关于此提到发光材料元件上的模拟的/数字的部件，所述部件那么自身可以经由电感耦合传递关于发光材料元件的信息。优选地，发光材料元件不具有模拟的/数字的部件，尤其优选地，所述发光材料元件除了发光材料和可能的用于所述发光材料的基质材料之外仅具有导体回路。通常，发光材料元件也能够具有多个导体回路，优选所述发光材料元件具有刚好一个导体回路。
在优选的设计方案中，导体回路沉积到发光材料元件上，优选通过阴极溅射(溅镀)或热蒸镀。沉积例如能够在负掩模上(所述负掩模随后移除)和/或与不需要的覆层区域的随后激光剥离组合地进行；在光刻掩模之后的湿化学的结构化也是可能的。通常地，在此期间也能够考虑成型到发光材料元件中的导体回路，所述导体回路因此例如在陶瓷的情况下能够被烧结或者在玻璃作为基质材料的情况下能够被熔化。通常优选的是，导体回路或其至少一个绕组在发光材料元件的表面上露出。
通常地，发光材料元件例如能够为基质材料、例如玻璃连同嵌入其中的发光材料，例如以颗粒形式。发光材料元件但是也能够由发光材料本身作为造型材料构造，例如在凝块的发光材料颗粒或烧结的发光材料陶瓷的情况下。“发光材料”也能够理解成多种单独发光材料的混合，优选表示一种单独发光材料。
与发光材料元件的设计方案的细节无关地，转换优选是降频转换，即将较高能量的辐射转换成较低能量的辐射。通常地，泵浦辐射例如也能够是UV辐射，优选是蓝光；转换辐射通常也能够位于红外范围中，优选是可见的转换光。
发光材料元件优选是扁平的，即沿厚度方向与沿每个垂直于其的面方向相比具有较小的延伸；沿厚度方向的延伸例如能够总计为沿每个面方向的延伸的最多1/2、1/3、1/4或1/5，可能的下限例如能够为至少1/200、1/100或1/50。
用于泵浦辐射的入射面和用于转换辐射的出射面优选分别沿面方向延伸，尤其优选地，所述入射面和出射面分别是平坦的；在透射运行中，入射面和出射面关于厚度方向彼此相反。与发光材料元件的设计方案的细节无关地，导体回路是其一部分。所述导体回路例如能够设置在入射面或出射面上(透射运行)或者设置在共同的入射/出射面或相反的面上(反射运行)；优选的是透射运行，并且导体回路设置在出射面上。激励线圈同样能够设置在发光材料元件的一侧或另一侧上；在透射运行中，所述激励线圈优选与出射面相关联。
在一个优选的实施方式中，导体回路具有多个绕组N，例如至少2个绕组，优选至少3个绕组，其中可能的上限(与其无关地)例如能够为最多10、8或6个绕组。借助多个绕组N，能够增强耦合线圈的电感进而增强电感耦合。通常地，具有多个绕组的线圈例如也能够构造成扁平线圈，即绕组能够螺旋式地在平面中延伸。
考虑到径向紧凑的结构方式，然而圆柱线圈的形状能够是有利的。优选地，多个绕组N在相应多个平面中沉积，即每个绕组在自身的平面中沉积；在平面之间那么能够分别沉积电介质，例如二氧化硅或氮化硅，其中各个平面那么经由贯穿孔彼此连接。
在一个优选的实施方式中，导体回路由氧化铟锡(ITO)构成，所述氧化铟锡优选通过阴极溅射或热蒸镀来沉积，并且必要时能够通过不需要的覆层区域的随后激光剥离(或在前面的借助于光刻的掩模之后借助于湿化学工艺的结构化)来成型。ITO例如能够是有利的，只要其构成的导体回路能够是相对透射的，例如与金属相比。这开启了如下设计可能性，例如通常关于面覆盖程度或也涉及引导导体回路。
通常，能够为设置在入射或出射面上的导体回路考虑完全不同的形状(下文涉及垂直于具有导体回路的面的观察方向)：导体回路例如能够是圆的，例如是椭圆形的或优选是圆形的，即例如能够具有圆环形状。通常地，但是有角的形状或由有角的和圆的形状构成的组合也是可能的，即导体回路例如能够具有矩形的外部形状结合圆(形)的内部形状。
例如关于尽可能全面的裂纹识别，蜿蜒形地延伸的导体回路能够是有利的；蜿蜒形的各圈(Schlingen)那么例如能够横向地在入射或出射面上延伸。通常，全部这些形状也能够明确地在不由ITO构成的导体回路的情况下是有益的，即例如在由金属构成的导体回路中。这种通常能够是优选的，其中金属那么更优选地具有铝，即例如能够为铝合金，如AlCu。
形成导体回路的印制导线(例如由金属或ITO构成)例如能够具有垂直于其纵向延伸(沿面方向)的为至少10μm、以如下顺序越来越优选地为至少20μm、30μm、40μm或50μm的印制导线宽度，其中(与此无关地)上限例如为200μm、150μm或100μm。导体回路在其纵向延伸上不必具有恒定的宽度，因此上述信息通常地也涉及在其纵向延伸上形成的平均宽度；恒定的宽度仍然是优选的。
关于沿面方向的发光材料元件的平均延伸x、即由最小和最大延伸构成的平均值，形成导体回路的印制导线的宽度例如能够为至少1/100x、优选至少1/80x，并且(与其无关地)例如为最高1/10x、优选1/20x。
在一个优选的实施方式中，导体回路具有分形形状，即所述导体回路一定程度由多个其本身的缩小的复制物(本身相似的结构)构造。本身相似的结构的台阶的数量例如能够为至少2、优选至少3、更优选至少4，并且(与其无关地)例如为最高30、20或10。分形形状例如能够关于面检测提供优点；优选地，所述分形形状借助由ITO构成的导体回路实现(通常地但是例如金属也是能够考虑的)。作为分形形状，科赫曲线是优选的，尤其优选地，导体回路具有科赫雪花的形状。例如形成谢尔宾斯基面、尤其谢尔宾斯基三角形的导体回路是可能的。
在一个优选的实施方式中，导体回路由金属构成，并且所述导体回路满足遮挡功能，即所述导体回路限制经由转换辐射光学装置(照明光学装置)引出的具有转换辐射的射线束的扩展。导体回路因此能够有利地使用两次，即用于监控发光材料元件的完整性/存在，和同时用于在根据遮挡物的类型的射束掩模的意义上的射束成形。在此，尤其有利的能够是本身闭合的导体回路(见上文)，因为这例如能够实现对称的射束成形。导体回路优选形成具有圆形的开口的孔口遮挡件，尤其优选地是圆环形的导体回路。
一个优选的实施方式涉及激励和耦合线圈的彼此倾斜的有利的相对设置。激励线圈位于激励线圈平面中，并且耦合线圈位于耦合线圈平面中，在此，相应的线圈的中轴线垂直于相应的平面并且相应的平面关于相应的线圈沿着中轴线的延伸居中地穿过所述相应的线圈(相对于中轴线，相应的线圈优选至少是转动对称的或优选是旋转对称的)。优选地，激励线圈平面和耦合线圈平面以不大于30°、以如下顺序越来越优选地以不大于25°、20°、15°、10°或5°彼此倾斜，尤其优选所述激励线圈平面和耦合线圈平面彼此平行，这例如关于尽可能明显的电感耦合能够是有利的。
沿着优选彼此平行的中轴线，在线圈之间的小的间距是优选的；激励线圈平面和耦合线圈平面例如能够以耦合线圈的有效横截面的最高0.8、0.6、0.4或0.2倍(以提到的顺序越来越优选)彼此远离(所述平面也能够重合；另一方面，可能的下限但是也能够为0.1倍。
在一个优选的实施方式中，激励线圈具有耦合线圈的最高2倍、以如下顺序越来越优选地为最高1.8倍、1.6倍、1.4倍或1.2倍的更大的有效横截面。对于每个线圈，采用相应的线圈的(垂直于中轴线的)横截面的由最小的和最大的延伸构成的平均值作为“有效横截面”，即由其包围的面。在优选的圆环形的导体回路中，那么有效横截面例如对应于圆直径(内直径)。激励线圈优选同样具有圆形的横截面。
在一个优选的实施方式中，耦合线圈具有至少150pH、以如下顺序越来越优选地至少500pH、750pH或1nH的电感，其中可能的上限(与其无关地)能够例如为最高150nH或50nH或10nH。耦合线圈的相应的电感能够有助于提高电感耦合进而提高例如在激励线圈中的电压和电流之间的相差的上述改变。
在优选的设计方案中，发光材料元件的导体回路具有为最高20Ω、以如下顺序越来越优选为最高18Ω、16Ω、14Ω、12Ω、10Ω、9Ω、8Ω、7Ω、6Ω、5Ω、4Ω、3Ω或2Ω的欧姆电阻；可能的下限能够技术相关地例如为至少1mΩ、10mΩ或100mΩ。借助相应尽可能小的欧姆电阻，能够提高电感耦合，参见用于图解说明的图3。
如已经在开始提到的，辐照设备在优选的设计方案中设计用于：在经由电感耦合检测的故障情况(参见上文对此公开的细节)中，至少减少泵浦辐射源的平均输出功率，所述泵浦辐射源例如也能够以脉冲的方式运行；优选地，泵浦辐射源完全关断。
本发明也涉及一种辐照设备，所述辐照设备具有当前描述的转换设备和用于发射泵浦辐射的泵浦辐射源。泵浦辐射源和转换设备在此相对于彼此设置成，使得在正常运行中(非故障情况)泵浦辐射射到发光材料元件上，所述发光材料元件针对激励发射转换辐射。
本发明也涉及一种用于制造当前公开的辐照设备的方法，和就此而言也详尽地参考上述公开内容和在其中详尽地或非详尽地包含的方法特征。在一个优选的制造方法中，为了校准辐照设备，在不同的已知的温度值下测量激励线圈和耦合线圈之间的电感耦合，即例如能够调节炉中的预先限定的温度，和/或在加热工艺期间测量发光材料元件的温度，例如借助热电偶。优选地，在泵浦辐射源关断时进行校准。优选地，在如下温度区间上校准，所述温度区间覆盖直至例如至少120℃的区域；其他可能的上限例如能够为140℃、160℃、180℃、200℃或220℃。下限例如能够为最高-30℃。
在校准期间确定的温度相关性例如能够保存在评估单元中，用于与在运行中经由检测单元确定的数据进行比较。在此，发光材料元件的温度例如能够直接测量或也以计算的方式确定，例如从泵浦辐射源的接通持续时间必要时结合环境温度(所述环境温度例如在汽车领域中通常终归要测量)确定。
本发明也涉及当前公开的辐照设备用于照明的应用，其中监控耦合线圈的存在进而监控例如发光材料元件的完整性或其存在。所述监控优选在辐照设备的运行期间进行，即在所述辐照设备发出转换辐射期间进行；监控例如能够连续地进行，或者也周期性地在测量阶段中进行，使得电感耦合因此不持续地、而是隔一段时间测量。
优选的是当前公开的照明设备用于机动车照明，更优选地用于机动车外部照明，尤其优选地用在前照灯中，例如汽车的前照灯。但是有益的例如也是在尾灯/信号灯、尤其刹车灯中的应用；在车辆内部空间中的应用也是能够考虑的。
尤其在汽车领域中，但是也通常地，根据本发明的辐照设备优选电磁地向外屏蔽，这理解成设备本身和相应的应用。因此，例如能够预防与其他的组件的期望的相互作用。
本发明也能够实现，借助于在设置在发光材料元件上的耦合线圈中的磁通量的感应，整体上加热所述耦合线圈进而加热发光材料元件。因此，特别在低温下，能够预加热发光材料元件，这能够有助于降低机械应力，所述机械应力在脉冲式地照射发光材料元件时能够借助进行激励的激光辐射出现。发光材料元件例如能够以至少5℃、优选至少10℃或15℃加热(可能的上限能够为100℃或50℃)。
附图说明
下面根据实施例详细阐述本发明，其中各个特征在从属权利要求的范围中也以其他组合的方式能够是对本发明重要的，并且此外也不详细地在不同的权利要求类别之间进行区分。
详细示出：
图1示出具有激励线圈和带有耦合线圈的发光材料元件的根据本发明的辐照设备的示意图的斜视图；
图2示出根据图1的辐照设备的激励线圈中的电压和电流之间的相对的相差的数值与激励频率的相关性；
图3示出根据图1的辐照设备的激励线圈中的电压和电流之间的相对的相差的数值与在预设的激励频率下的耦合线圈的欧姆电阻的相关性；
图4示出根据图1的辐照设备的激励线圈中的电压和电流之间的相对的相差的数值与耦合线圈的有效横截面的相关性，以及与具有其他绕组数量N的耦合线圈的比较；
图5示出根据图1的辐照设备的激励线圈中的电压和电流之间的相对的相差的数值与激励线圈的有效横截面的相关性(对于耦合线圈的两个不同的横截面)；
图6示出具有蜿蜒形设置的耦合线圈的一个替选的发光材料元件；
图7示出具有分形成形的耦合线圈的另一替选的发光材料元件。
具体实施方式
图1以示意图示出具有发光材料元件2的根据本发明的辐照设备1的斜视图。发光材料元件2安装在由蓝宝石构成的载体3上，并且在图中位于下部的入射面4上借助由泵浦辐射源5发射的泵浦辐射6、当前为蓝色的激光被照射。泵浦辐射6穿过载体3并且射到入射面4上。
针对用泵浦辐射6激励而发出的转换辐射7、当前黄光原则上全向地发出，即不仅在出射面8上，而且也在相反的入射面4上。在后一侧上或在载体3的背离发光材料元件2的一侧上因此能够设有对于转换辐射7是反射性的、然而对于泵浦辐射6是透射性的二向色覆层，以便提高转换辐射的向前(在图中向上)发出的部分。出于概览性，这不详细示出。
同样地，由于概览性，不示出设置用于将转换辐射7从出射面8引出的转换辐射光学装置，所述转换辐射光学装置将朗伯发出的转换辐射7准直(并且能够是成像的或是不成像的)。发光材料元件2的当前由铈掺杂的、烧结的钇铝石榴石陶瓷构成的部分是沉积到陶瓷上的由铝合金(AlCu)构成的导体回路9。导体回路9本身是闭合的，并且形成耦合线圈，所述耦合线圈本身是无源的。
为了激励，辐照设备1具有激励线圈10，所述激励线圈由交流电压源11供给。借助激励线圈10产生交变磁场，所述交变磁场在任何情况下部分地穿过耦合线圈，即导体回路9。所述交变磁场在耦合线圈中感应出分别抵抗其起因的交流电流，也详细地参见说明书开头的描述。激励线圈10和耦合线圈电感耦合，由此能够监控后者的存在和还有完整性。
因此，消除的电感耦合能够示出故障情况，例如从载体3松开并且脱落的发光材料元件2或裂纹穿过的发光材料元件2。在这种故障情况下，准直的泵浦辐射6那么传播到原本设为用于引出转换辐射7的转换辐射光学装置中从而朝照明应用传播，这会示出明显的危险源。因此，在经由电感耦合确定的故障情况下，关断泵浦辐射源5。
为了检测电感耦合，在激励线圈10中测量电压和电流之间的相差，所述相差在没有自身的欧姆电阻、寄生电容和没有电感耦合的理想线圈中处于90°。因为激励线圈本身具有一定的欧姆电阻，其固有的相差略微减小；在存在耦合线圈时，所述相差继续降低，更确切地说降低到表示正常情况(存在的或完好的导体回路)的值上。在故障情况中(见上文)，即如果消除电感耦合，那么激励线圈10中的相差增大，这经由(未示出的)电流表检测并且经由评估单元/控制单元能够转换成泵浦辐射源5的关断。
图2-5现在分别示出激励线圈10中的电压和电流之间的相对的相差与不同的影响变量的相关性；相对的相差在此是在导体回路9完好/存在的情况下(正常运行)和固有的相差(故障情况)之间的差。较大的相对的相差例如能够提供测量技术方面的优点。
图2图解说明相对的相差与交流电压源11的激励频率f的相关性。相对的相差随激励频率f增大，在100MHz的情况下大约1°直至在1GHz的情况下接近10°。在频率明显更高的情况下，虽然相对的相差增大，但是其检测能够是测量技术方面耗费的。
图3示出相对的相差与导体回路9、即耦合线圈的欧姆电阻R的相关性。在此，在电阻值小于10Ω时示出明显的增大，相应小的电阻是有利的。
图4首先示出相对的相差与耦合线圈的有效横截面d、当前为圆形的横截面的直径的相关性，更确切地说针对具有一个绕组的耦合线圈(虚曲线)与具有十个绕组(实曲线)的耦合线圈的比较。与绕组的数量无关地，相对的相差随横截面d减小而增大(在临界情况下，对应于耦合和激励线圈的横截面)。此外，从图表中可见，由于绕组N的数量的增大，相对的相差也能够升高；相对的相差随耦合线圈的电感增大。
图5示出相对的相差与激励线圈10的有效横截面d的相关性，所述有效横截面对应于所述激励线圈的直径。在此描绘两个图像，即针对耦合线圈的两个不同的横截面(d耦合＝2mm对应于虚曲线，并且d耦合＝4mm对应于实曲线)。两个曲线示出：当激励线圈10的横截面d接近耦合线圈的横截面d耦合时，相对的相差变得最大。为了电感耦合的最大化，两个线圈因此理想地构成有尽可能彼此靠近的横截面。
图6示出一个替选的发光材料元件2的观察出射面8的平面图。导体回路9在该情况下不由铝合金、而是由对于转换辐射相对透射的氧化铟锡(ITO)构成。因此，导体回路9在没有明显损害发光材料元件2的发射特性时也能够横向地在出射面8上引导，即当前为蜿蜒形的。
在图6中示意地表明横向地穿过发光材料元件2延伸的裂纹(虚线)。借助蜿蜒形的导体回路9，如果非典型的裂纹开始或部分剥离居中地发生，所述损坏不在描绘的情形中(完全的裂纹扩展)才探测，而是在初始阶段中已经探测，例如当切断蜿蜒形的中心的圈(Schlaufe)时。
图7示出另一发光材料元件2的同样观察出射面8的平面图。导体回路9在该情况下也由ITO构成，然而不蜿蜒形地延伸，而是以科赫雪花的形状延伸。借助分形成形的导体回路9，例如能够优化面检测。

Claims (26)

1.一种用于将泵浦辐射(6)转换成转换辐射(7)的转换设备(1)，所述转换设备具有：
发光材料元件(2)和用于产生交变磁场的激励线圈(10)，在所述交变磁场中设置有所述发光材料元件(2)，
其中所述发光材料元件(2)具有导体回路(9)，所述导体回路形成耦合线圈，所述耦合线圈与所述激励线圈(10)电感耦合，使得经由电感耦合，能够监控所述耦合线圈进而监控所述发光材料元件(2)。
2.根据权利要求1所述的转换设备，
所述转换设备设计用于：经由在所述激励线圈(10)中的电压和电流之间的相差，检测所述耦合线圈与所述激励线圈(10)的电感耦合。
3.根据权利要求1或2所述的转换设备，
所述转换设备设计用于激励所述激励线圈(10)进而产生交变磁场，所述交变磁场具有至少100MHz并且最高15GHz的频率。
4.根据权利要求1或2所述的转换设备，
所述转换设备设计用于激励所述激励线圈(10)进而产生交变磁场，所述交变磁场具有变化的频率。
5.根据权利要求1或2所述的转换设备，
其中所述发光材料元件(2)的所述导体回路(9)是闭合的。
6.根据权利要求1或2所述的转换设备，
其中所述导体回路(9)沉积到所述发光材料元件(2)上。
7.根据权利要求1或2所述的转换设备，
其中所述导体回路(9)具有多个绕组N，所述绕组沉积在多个平面中。
8.根据权利要求1或2所述的转换设备，
其中设有由氧化铟锡构成的所述导体回路(9)。
9.根据权利要求1或2所述的转换设备，
其中所述导体回路(9)具有分形的形状。
10.根据权利要求1或2所述的转换设备，
所述转换设备具有转换辐射光学装置，用于将转换辐射射线束从所述发光材料元件(2)引出，其中设有由金属构成的所述导体回路(9)，并且所述导体回路满足遮挡功能，即限制所述转换辐射射线束的扩展。
11.根据权利要求1或2所述的转换设备，
其中激励线圈平面和耦合线圈平面以最高30°相对彼此倾斜，所述激励线圈(10)位于所述激励线圈平面中，所述耦合线圈位于所述耦合线圈平面中。
12.根据权利要求1或2所述的转换设备，
其中所述激励线圈(10)具有为所述耦合线圈最高2倍大的有效横截面。
13.根据权利要求1或2所述的转换设备，
其中所述耦合线圈具有至少150pH的电感。
14.根据权利要求1或2所述的转换设备，
其中所述导体回路(9)具有最高20Ω的欧姆电阻。
15.根据权利要求1或2所述的转换设备，
所述转换设备设计用于：在经由电感耦合检测的故障情况下，至少降低泵浦辐射源(5)的平均初始功率。
16.根据权利要求6所述的转换设备，
其中所述导体回路(9)通过阴极溅射或热蒸镀来沉积到所述发光材料元件(2)上。
17.根据权利要求9所述的转换设备，
其中所述导体回路(9)具有科赫曲线的形状。
18.根据权利要求15所述的转换设备，
所述转换设备设计用于：在经由电感耦合检测的故障情况下，将所述泵浦辐射源(5)完全关断。
19.一种辐照设备(1)，所述辐照设备具有根据上述权利要求中任一项所述的转换设备和用于发射所述泵浦辐射(6)的泵浦辐射源(5)。
20.一种用于制造根据权利要求19所述的辐照设备(1)的方法，其中为了校准，在不同的已知的温度值下，测量电感耦合。
21.根据权利要求20所述的方法，其中为了校准，在不同的已知的温度值下，在泵浦辐射源(5)关断时，测量电感耦合。
22.一种根据权利要求19所述的辐照设备(1)的应用，所述辐照设备用于照明，在所述应用中，监控所述耦合线圈进而监控所述发光材料元件(2)。
23.根据权利要求22所述的应用，其中将在激励线圈(10)和耦合线圈之间的电感耦合用于加热所述耦合线圈进而加热所述发光材料元件(2)。
24.根据权利要求22所述的应用，其中所述辐照设备用于机动车外部照明。
25.根据权利要求22所述的应用，其中所述辐照设备用在前照灯中。
26.根据权利要求23所述的应用，其中在接通所述泵浦辐射源(5)之前，将在激励线圈(10)和耦合线圈之间的电感耦合用于加热所述耦合线圈进而加热所述发光材料元件(2)。
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