CN109945079B - 一种用于激光植物灯的激光模组、制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于激光植物灯的激光模组、制备方法及应用，激光模组包括激光二极管、准直透镜、荧光体材料、一字波浪镜、散热零部件和供电模块，激光二极管经冲压后安装至散热零部件内，准直透镜通过螺母与散热零部件相连，准直透镜通过硅胶连接荧光体材料，一字波浪镜通过散热零部件盖帽与准直透镜相连，供电模块采用圆形电路板，电极采用五探针结构。本发明提供的用于激光植物灯的激光模组、制备方法及应用，激光二极管输出的激光通过准直透镜进行光束聚焦，然后通过一字波浪镜进行光束扩散，通过本发明制备的激光植物灯，可以有效增加照射面积以及使用寿命，结构简单，制作方法简单，成本低，产品性能良好，易与生产和推广。

Description

一种用于激光植物灯的激光模组、制备方法及应用
技术领域
本发明属于激光灯照明领域，具体涉及一种用于激光植物灯的激光模组、制备方法及应用，用于替代LED植物灯照明。
背景技术
目前，LED光源正在取代传统的白炽灯和节能灯成为一种新型的照明光源，且在一些植物工厂被广泛的应用。但LED灯亮度有限，在室外的植物照明过程中，覆盖面积小成为一大缺点。而与LED同源的新一代固态光源激光二极管有着照射距离长且高效、节能、环保和寿命长的优点，让其在植物照明中产生巨大的优势。
激光激发荧光材料技术是将激光聚焦到荧光材料层上，形成一个发光点很小的点光源，荧光材料中的荧光粉受激产生高亮度的受激光，通常由蓝色激光激发黄色荧光粉，产生的黄光与剩余的蓝光混合形成白光，再由光学系统收集出射。激光光源的特点是，由于激光能量集中，因而可以形成超高亮度的点光源，利用该点光源可以设计出光束发散角非常小的激光探照灯。激光探照灯的光束发散角可以控制在1°以内，因而可以形成几公里的照射距离，但在植物照明时，如此小的发散角不合时宜，亟需能够方便快捷地调节光束的发散角以期实现远近光调节。此外，此种方法得到的白光的系统较为复杂，不适用于体积较小的激光植物灯。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明依据节能环保的倡议，根据激光耗能低的特性，提供了一种用于激光植物灯的激光模组、制备方法及应用，使制备的激光植物灯在使用中减少耗能，绿色环保，并且该方法生产效率高，制作工艺简单，产品性能良好，可靠性较高。
为实现发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于激光植物灯的激光模组，由激光二极管、准直透镜、荧光体材料、一字波浪镜、散热零部件和供电模块制备得到，所述激光二极管安装至散热零部件内，准直透镜与散热零部件螺母相连，荧光体材料连接在准直透镜靠近盖帽一侧，一字波浪镜通过散热零部件盖帽与准直透镜相连，供电模块采用圆形电路板，电极采用五探针结构，激光二极管的管脚与圆形电路板通过回流焊连接，准直透镜为双向连接，既连接散热零部件盖帽，又连接散热部件。
进一步的，所述激光二极管的封装方式为TO型封装，激光二极管为TO-18或TO-56型号。
进一步的，所述准直透镜材质为玻璃或石英透镜，其中最佳焦距f＝10，直径＝6.3mm，荧光体材料为荧光玻璃、荧光薄膜、荧光陶瓷或量子点玻璃中的一种，其中荧光玻璃、荧光薄膜和荧光陶瓷中掺杂的荧光粉使用YAG荧光粉。
进一步的，所述一字波浪镜的材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，凸起角度为30°、45°、60°或120°，凸起角度为60°时，照射距离最远，120°时照射距离最宽。
进一步的，所述散热零部件的材质为散热性好的金属或散热性好的无机非金属材料。
进一步的，所述散热性好的金属为紫铜或铝，散热性好的无机非金属材料为氮化硼。
进一步的，所述圆形电路板一侧设有三个探针并排成一排，相对的另一侧设有两个探针并排成一排，两排探针之间的距离为9mm。
进一步的，包括以下步骤：
步骤a、激光二极管经冲压后固定在散热零部件内，且在冲压过程中，做防静电处理；
步骤b、准直透镜与散热零部件通过螺母连接方式连接，使用硅胶将荧光体材料连接在准直透镜靠近视窗一侧；
步骤c、一字波浪镜由散热零部件盖帽连接在散热零部件上，散热零部件盖帽与散热零部件的连接方式为螺母连接，螺母盖帽的外径为16-20mm，上部内径为6-10mm，下部内径为7-11mm；
步骤d、激光二极管的管脚与圆形电路板由回流焊接而成，圆形电路板一侧设三个探针并排成一排，相对的另一侧设两个探针并排成一排。
进一步的，应用于制备照射植物的激光植物灯。
与现有技术相比，本发明达到的有益效果为：
本发明公开了一种用于激光植物灯的激光模组、制备方法及应用，激光模组包括激光二极管、准直透镜、荧光体材料、一字波浪镜、散热零部件和供电模块，激光二极管经冲压后安装至散热零部件内，准直透镜通过螺母与散热零部件相连，准直透镜通过硅胶连接荧光体材料，一字波浪镜通过散热零部件盖帽与准直透镜相连，供电模块采用圆形电路板，电极采用五探针结构。本发明提供的用于激光植物灯的激光模组、制备方法及应用，激光二极管输出的激光通过准直透镜进行光束聚焦，然后通过一字波浪镜进行光束扩散，通过本发明制备的激光植物灯，可以有效增加照射面积以及使用寿命，结构简单，制作方法简单，成本低，产品性能良好，拥有使激光植物灯的照射距离最大、宽度最佳、使用寿命最长、操作流程简单、可靠性较、高、能源损耗低、绿色环保等优势，易与生产和推广。
附图说明
图1是本发明的实施例1的透视图；
图2是本发明的实施例1的正视图；
图3是本发明的实施例1的俯视图；
图4是本发明的实施例1的底部视图；
其中：1、一字波浪镜；2、散热零部件盖帽；3、准直透镜；4、散热零部件；5、激光二极管；6、圆形电路板；7、探针。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1-4所示，一种用于激光植物灯的激光模组，由荧光体材料、一字波浪镜1、散热零部件盖帽2、准直透镜3、散热零部件4、激光二极管5和供电模块制备得到，激光二极管5经过冲压后安装至散热零部件4的内部，准直透镜3通过螺纹连接方式与散热零部件4相连，准直透镜3通过硅胶连接荧光体材料，一字波浪镜1通过散热零部件盖帽2与准直透镜3以螺纹形式相连，供电模块采用圆形电路板6，电极采用五探针结构，即采用五个探针7，具体的，圆形电路板6的直径为25mm，其由探针7和0R电阻组成，五探针结构分两侧安装在圆形电路板6上，一侧为三个探针7，一侧有两个探针7，即：圆形电路板6上一侧共设有三个探针7并排成一排，其中两侧的两个探针7为正负极，其余为固定探针，如图4所示，相对的另一侧设有两个探针7并排成一排，两排探针7之间的距离为9mm，激光二极管5的管脚与圆形电路板6通过回流焊连接。
按照激光模组组装先后顺序连接方式为：激光二极管5防静电处理后冲压至散热零部件4中心空位处；荧光体材料以硅胶形式贴附在一字波浪镜1上，并将组合体放置于散热部件盖帽2内；准直透镜3两端分别与散热零部件盖帽2与散热零部件4以螺纹形式相连接；圆形电路板6与激光二极管5通过真空回流焊，将圆形电路板6连接在整体模组上。
激光二极管5为TO-56型激光二极管，其中管帽外径为3.55±0.05mm，视窗的直径为1.6±0.05mm，管帽高度为2.43±0.05mm，管座的高度为8±0.05mm，准直透镜3为三层准直透镜，其焦距f＝10，外壳直径为9mm，内部玻璃直径＝6.3mm，高度为9mm，荧光体材料为低温烧结法制备的掺杂质量分数为5％的YAG荧光粉的硼硅酸盐荧光玻璃，使用硅胶将荧光体材料连接在准直透镜3靠近视窗一侧，一字波浪镜1为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质，其凸起角度为60°，直径为8mm，散热零部件4为铝制鱼鳍状散热零部件，将铝块放置在冲床上进行冲压，冲压成鱼鳍状，高度为17mm，中间圆孔的内径为9mm，外径为12mm。
激光二极管5输出的激光通过准直透镜3进行光束聚焦，减少光束的损失；然后通过一字波浪镜1进行光束扩散，扩大激光二极管5的照射面积以及照射距离，通过本发明制备的激光植物灯，可以有效增加照射面积以及使用寿命，结构简单，制作方法简单，成本低，产品性能良好，易与生产和推广。
以上仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于激光植物灯的激光模组，其特征在于，由激光二极管、准直透镜、荧光体材料、一字波浪镜、散热零部件和供电模块制备得到，所述激光二极管安装至散热零部件内，准直透镜与散热零部件螺母相连，荧光体材料连接在准直透镜靠近散热零部件盖帽一侧，一字波浪镜通过散热零部件盖帽与准直透镜相连，供电模块采用圆形电路板，圆形电路板上电极采用五探针结构，激光二极管的管脚与圆形电路板通过回流焊连接，准直透镜为双向连接，既连接散热零部件盖帽，又连接散热零部件；
所述的散热零部件为铝制鱼鳍状散热零部件，即将铝块放置在冲床上进行冲压，冲压成鱼鳍状。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光植物灯的激光模组，其特征在于，所述激光二极管的封装方式为TO型封装，激光二极管为TO-18或TO-56型号。
3.根据权利要求1所述的一种用于激光植物灯的激光模组，其特征在于，所述准直透镜材质为玻璃或石英透镜，荧光体材料为荧光玻璃、荧光薄膜、荧光陶瓷或量子点玻璃中的一种，其中荧光玻璃、荧光薄膜和荧光陶瓷中掺杂的荧光粉使用YAG荧光粉。
4.根据权利要求1所述的一种用于激光植物灯的激光模组，其特征在于，所述一字波浪镜的材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，凸起角度为30°、45°、60°或120°，凸起角度为60°时，照射距离最远，120°时照射距离最宽。
5.根据权利要求1所述的一种用于激光植物灯的激光模组，其特征在于，所述圆形电路板一侧设有三个探针并排成一排，相对的另一侧设有两个探针并排成一排，两排探针之间的距离为9mm。
6.一种如权利要求1所述的用于激光植物灯的激光模组的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、激光二极管经冲压后固定在散热零部件内，且在冲压过程中，做防静电处理；
步骤b、准直透镜与散热零部件通过螺母连接方式连接，使用硅胶将荧光体材料连接在准直透镜靠近散热零部件盖帽一侧；
步骤c、一字波浪镜通过散热零部件盖帽与散热零部件相连，散热零部件盖帽与散热零部件的连接方式为螺母连接，散热零部件盖帽的外径为16-20mm，上部内径为6-10mm，下部内径为7-11mm；
步骤d、激光二极管的管脚与圆形电路板由回流焊接而成，圆形电路板一侧设三个探针并排成一排，相对的另一侧设两个探针并排成一排。
7.一种如权利要求1所述的用于激光植物灯的激光模组的应用，其特征在于，应用于制备照射植物的激光植物灯。
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