CN115917212A - 具有高cri的高强度光源 - Google Patents
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Abstract
本发明提供光生成设备(1000),其中:(I)光生成设备(1000)包括:(a)第一光源(110),该第一光源被配置为生成具有第一光源光谱功率分布的第一光源光(111),其中第一光源(110)包括第一激光光源(10),该第一激光光源被配置为生成第一激光光源光(11);(b)第一发光材料(210),该第一发光材料被配置为将第一光源光(111)的至少一部分转换成具有第一发光材料光谱功率分布的第一发光材料光(211),该第一发光材料光谱功率分布具有在从590nm‑780nm的波长范围中选择的一个或多个波长处的发射,其中第一发光材料(210)被配置在光学谐振器(230)中;(II)第一光源(110)和第一发光材料(210)被配置为生成具有第一发光材料激光光谱功率分布的第一发光材料激光(1211),第一发光材料激光光谱功率分布包括第一发光材料光(211)的至少一部分;(III)第一光源光谱功率分布和第一发光材料激光光谱功率分布相互不相同;以及(IV)光生成设备(1000)被配置为在一个或多个操作模式中生成包括第一发光材料激光(1211)的白色设备光(1001)。
Description
技术领域
本发明涉及一种光生成设备以及包括这种光生成设备的灯具或灯。
背景技术
使用激光二极管和磷光体的白光源在本领域中是已知的。例如,US2018/0316160描述了使用基于含镓和氮材料的激光二极管激发源和基于磷光体材料的发光源的组合的集成白色电磁辐射源的设备和方法。基于镓和氮材料的紫色、蓝色或其它波长激光二极管源可以与磷光体材料紧密集成(诸如黄色磷光体),以形成紧凑、高亮度和高效的白光源。磷光体材料被设置有多个刻划在板的激发表面或内部的散射中心,以散射从激发源入射在激发表面上的激光束的电磁辐射,以增强从磷光体材料发射的光的生成和质量,用于以反射模式或透射模式输出白光发射。
发明内容
尽管白色LED源可以给出300lm/mm2的强度,而静态磷光体转换的激光白色源可以给出20.000lm/mm2。Ce掺杂的石榴石(YAG,LuAG)可以是最适合的发光转换器,其可以用于用蓝色激光泵浦,因为石榴石基质具有最高的化学稳定性,并且在低Ce浓度(低于0.5%)下,在200℃以上发生温度淬灭。此外,来自Ce的发射具有非常快的衰减时间,从而可以避免光饱和。在先前的应用(诸如汽车)中,已经证明了在低CRI下高于5000K的相关色温。当需要生产例如CRI>90并且较低CCT<3000K的强度高于1GCd/m2的光源时,需要红色光源或红色发射激光器。然而,一些Eu2+基红色发射磷光体在如此高的强度下淬灭、降解或显示饱和。红色激光器也可以显示出与蓝色激光器不同的老化行为,并且因此光源的色点在其寿命期间改变,这是不期望的。
因此,本发明的一个方面是提供一种备选的光生成设备,其优选地进一步至少部分地消除上述缺点中的一个或多个缺点。本发明的目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点,或提供有用的备选。
除了别的以外,本文建议使用掺杂稀土的晶体,当被蓝色激光激励时,该晶体可以在红色区域中给出下转换激光发射。然后可以使用蓝色激光的一部分来泵浦例如铈掺杂的YAG磷光体。基本上在黑体轨迹BBL上,在低于3500K或甚至低于3000K的CCT下,可以获得来自YAG的自发发射光、来自红色发射晶体和蓝色发射激光器的受激发射、CRI高于90的白光的组合。然而,其它实施例也是可能的。
在第一方面中,本发明提供一种光生成设备(“照明设备”或“设备”),该光生成设备尤其被配置为生成设备光(“光生成设备光”)。特别地,光生成设备包括第一光源和第一发光材料。如下面将进一步解释的,可选地,光生成设备还可以包括另外的光源,特别是第二光源。特别地,该光生成设备包括(a)第一光源,其被配置为生成具有第一光源光谱功率分布的第一光源光。在一个实施例中,第一光源包括第一激光光源,其被配置为生成第一激光光源光。进一步地,特别地,光生成设备包括(b)第一发光材料,其被配置为将第一光源光的至少一部分转换成具有第一发光材料光谱功率分布的第一发光材料光。在实施例中,第一发光材料光在选自590-780nm的波长范围中的一个或多个波长处具有发射。特别地,第一发光材料光具有主波长的发射,该主波长选自590-780nm的波长范围,更特别地选自618-630nm的波长范围。在特定实施例中,第一光源和第一发光材料被配置为生成具有第一发光材料激光光谱功率分布的第一发光材料激光,该第一发光材料激光光谱功率分布包括第一发光材料光的至少一部分。特别地,第一光源光谱功率分布和第一发光材料激光光谱功率分布相互不同。在特定实施例中,光生成设备可以被配置为在(光生成设备的)一个或多个操作模式中生成白色设备光,该白色设备光包括第一发光材料激光。进一步地,特别地,第一发光材料可以被配置在光学谐振器中。因此,特别地,本发明在实施例中提供了一种光生成设备,其中该光生成设备包括:(a)第一光源,其被配置为生成具有第一光源光谱功率分布的第一光源光,其中该第一光源包括第一激光光源,该第一激光光源被配置为生成第一激光光源光;(b)第一发光材料,其被配置为将第一光源光的至少一部分转换成具有第一发光材料光谱功率分布的第一发光材料光,该第一发光材料光谱功率分布具有在选自590-780nm的波长范围中的一个或多个波长处的发射,其中特别地,第一发光材料被配置在光学谐振器中;并且其中(i)第一光源和第一发光材料被配置为生成具有第一发光材料激光光谱功率分布的第一发光材料激光,该第一发光材料激光光谱功率分布包括第一发光材料光的至少一部分;(ii)第一光源光谱功率分布和第一发光材料激光光谱功率分布相互不同;(iii)光生成设备可以被配置为在(所述光生成设备的)一个或多个操作模式中生成包括第一发光材料激光的白色设备光。再进一步地,在以下将进一步阐明的实施例中,光生成设备可以(c)可选地包括第二光源,其被配置为生成具有第二光源光谱功率分布的第二光源光。特别地,在实施例中,第二光源包括被配置为生成第二激光光源光的第二激光光源。因此,在又一特定实施例中,本发明提供了一种光生成设备,其中该光生成设备包括:(a)第一光源,其被配置为生成具有第一光源光谱功率分布的第一光源光,其中第一光源包括第一激光光源,该第一激光光源被配置为生成第一激光光源光;(b)第一发光材料,其被配置为将第一光源光的一部分转换成具有第一发光材料光谱功率分布的第一发光材料光,该第一发光材料光谱功率分布具有在选自590-780nm的波长范围中的一个或多个波长处的发射;以及(c)可选地,第二光源,其被配置为生成具有第二光源光谱功率分布的第二光源光,其中第二光源包括第二激光光源,该第二激光光源被配置为生成第二激光光源光;其中(i)第一光源和第一发光材料被配置为生成第一发光材料激光光谱功率分布的第一发光材料激光,该第一发光材料激光光谱功率包括第一发光材料光的至少一部分;(ii)第一光源光谱功率分布、第二光源光谱功率分布,以及第一发光材料激光光谱功率分布相互不同;(iii)光生成设备可以被配置为在(光生成设备的)一个或多个操作模式中生成包括第一发光材料激光的白色设备光(以及(i)第一光源光和(ii)第二光源光中的一者或多者)。
利用这种设备,可能提供具有相对低的相关色温(CCT)(诸如低于约3000K)和相对高的显色指数(诸如至少85,甚至约90)的高强度白光。进一步地,利用这种设备,甚至可能使用单个激光光源或单个类型的激光光源,这可以进一步减少设备光随时间的可能颜色改变。因此,除了别的以外,本发明提供了一种高强度光生成设备,基本上没有随时间的差异老化相关的色点偏移,使用稀土掺杂的晶体用于红色的受激发射、用于在例如低于约3000K的色温下获得高CRI和R9。
如上所述,光生成设备包括:(i)第一光源,其被配置为生成第一光源光。第一光源光可以具有在UV、蓝色、绿色和黄色中的一者或多者的波长。特别地,第一光源光具有一个或多个蓝色波长。甚至更特别地,第一光源光在蓝色中具有主波长。因此,在实施例中,光生成设备包括(i)被配置为生成蓝色第一光源光的第一光源。因此,第一光源光尤其可以具有蓝色的色点。
特别地,第一光源包括第一激光光源。第一激光光源尤其被配置用于生成第一激光光源光。在实施例中,第一光源光可以基本上由第一激光光源光组成。因此,在实施例中,第一光源是第一激光光源。在实施例中,术语“第一光源”还可以指多个相同的第一光源。在实施例中,可以应用第一激光光源组。备选地或附加地,术语“第一光源”还可以指多个不同的第一光源。在实施例中,术语“第一激光光源”还可以指多个相同的第一激光光源。备选地或附加地,术语“第一激光光源”也可以指多个不同的第一激光光源。
再进一步地,光生成设备包括第一发光材料,其被配置为将第一光源光的一部分转换成具有第一发光材料光谱功率分布的第一发光材料光。特别地,该第一发光材料光具有橙色和/或红色中一者或多者(发射)波长。甚至更特别地,第一发光材料光可以具有从590-780nm的波长范围中选择的一个或多个波长的发射。甚至更特别地,诸如考虑到CRI,第一发光材料光可以具有从605-780nm,甚至更特别地605-645nm的波长范围中选择的一个或多个波长的发射。还甚至更特别地,第一发光材料光可以(至少)具有在从605-650nm的波长范围,诸如选自618-645nm的范围,甚至更特别地在618-632nm的范围中选择的一个或多个波长的发射。在特定实施例中,第一发光材料光可以具有主波长的发射,该主波长选自605-650nm的波长范围,诸如选自618-645nm的范围,甚至更特别地在618-632nm的范围。看起来,对于这种主波长,可以以相对有效的方式提供高CRI。
术语“发光材料”尤其是指可以将第一辐射,尤其是UV辐射和蓝色辐射中的一者或多者转换成第二辐射的材料。通常,第一辐射和第二辐射具有不同的光谱功率分布。因此,代替术语“发光材料”,也可以应用术语“发光转换器”或“转换器”。通常,第二辐射在比第一辐射更大的波长处具有光谱功率分布,这是在所谓的下转换中的情况。然而,在特定实施例中,第二辐射在比第一辐射小的波长处具有强度的光谱功率分布,这是在所谓的上转换中的情况。在实施例中,“发光材料”可以特别地是指可以将辐射转换成例如可见光和/或红外光的材料。例如,在实施例中,发光材料能够将UV辐射和蓝色辐射中的一者或多者转换成可见光。在特定实施例中,发光材料还可以将辐射转换为红外辐射(IR)。因此,在用辐射激发时,发光材料发射辐射。通常,发光材料将是下转换器,即,较小波长的辐射被转换成具有较大波长(λex<λem)的辐射,尽管在特定实施例中,发光材料可以包括下转换器发光材料,即,较大波长的辐射被转换成具有较小波长(λex>λem)的辐射。在一些实施例中,术语“发光”可以指磷光。在实施例中,术语“发光”还可以指荧光。代替术语“发光”,也可以应用术语“发射”。因此,术语“第一辐射”和“第二辐射”可以分别指激发辐射和发射(辐射)。类似地,术语“发光材料”在实施例中可以指磷光和/或荧光。术语“发光材料”还可以指多种不同的发光材料。
第一发光材料用于生成在橙色和/或红色,特别是至少在红色中具有激光发射的激光。因此,特别地,第一发光材料可以用于生成在选自610-650nm的波长范围,诸如618-650nm,如选自618-645nm的范围具有一个或多个波长的激光发射的激光。因此,在实施例中,第一光源和第一发光材料以及可选的第一光学器件被配置为生成在618-650nm的波长范围内(诸如在618-632nm的范围中)具有峰值波长的第一发光材料激光。
可选地,可以应用(第一)光学器件来滤除不期望的(发射)波长。然而,这也可能导致效率的降低。
因此,在实施例中,第一光源和第一发光材料被配置为生成具有第一发光材料激光光谱功率分布的第一发光材料激光,该第一发光材料激光光谱功率分布包括第一发光材料光的至少一部分。通过利用激光器泵浦第一发光材料,并且例如在两个(波长相关的)反射镜之间配置发光材料,可以使第一发光材料进入激光模式。包括固态发光材料的激光技术在本领域中是已知的(诸如基于Cr3+、Ti3+等)。
特别地,在实施例中,发光材料包括发光陶瓷体或发光晶体。
为了获得红色激光,尤其可以应用一些三价镧系元素。因此,在特定实施例中,第一发光材料可以包括掺杂有稀土离子,尤其是三价稀土离子的无机材料。特别地,选择(三价)稀土离子以将蓝光和UV辐射中的一者或多者转化成可见光,特别是红光。
尤其是三价镨在在本文中似乎是有用的。因此,在实施例中,第一发光材料包括Pr3+。例如,3P状态(和/或1I6状态)之一可以被泵浦(如3P2状态),这可以导致到3F2状态的红色发射。然而,其它跃迁也是可能的。
在特定实施例中,第一发光材料可以包括Pr3+掺杂的铝酸盐。例如,在实施例中,第一发光材料可以包括铝酸锶镧镁。特别地,在实施例中,第一发光材料可以包括Sr1-x- yLaxPryMgx+yAl12-x-yO19,其中0≤x≤1,0<y≤1,并且0<x+y≤1。特别地,0.0001≤y≤0.1,诸如0.001≤y≤0.03,如约0.001≤y≤0.02。在实施例中,0<x<1。甚至更特别地,在实施例中,第一发光材料可以包括Sr0.7La0.3Mg0.3Al11.7O19:Pr3+,具有约0.05-5,诸如0.05-3at.%的Pr3+,诸如约0.1-2at.%,诸如例如由S.Sattayaporn等人在Optics Express,卷26(2),2018年1月22日,页1278-1289中所述。备选地,第一发光材料的实施例可以包括YLF(LiYF4:Pr3+)或YAP(YAlO3(或钇铝钙钛矿)),或YAG(Y3Al5O12:Pr3+)等,诸如由M.Malinowski等人在Journal de Physique IV,Collogue C4 supplement au Journal de Physique III,卷4,1994年4月,页C4-541-544(https://hal.archives-ouvertes.fr/file/index/docid/252582/filen ame/aip-ip4199404C4130.pdf)中所述。然而,也可以使用上述以外的其它材料。
使用激光器作为泵浦源,激光器的辐射(诸如蓝色发射激光二极管(LD))可以由准直器准直,该准直器通常是具有短焦距和高数值孔径的高精度非球面透镜。所产生的光束可以在一个轴线中是平行的,显示出大概矩形到椭圆形的强度截面。
聚焦透镜可以用于将蓝色泵浦激光辐射聚焦到Pr掺杂的主晶格(诸如YLF、YAP或上述铝酸盐之一)。Pr掺杂的主晶格可以仅在两侧上涂覆有宽带抗反射涂层(所谓的ARB涂层)。最低反射的波长范围覆盖了包括泵浦辐射的Pr掺杂的材料的整个发射范围(诸如在大约445nm(YLF)的实施例中)。在实施例中,光学腔可以由在一侧的平面镜和在另一侧的曲面镜(M2)形成,在平面镜和曲面镜之间具有Pr掺杂的主晶格。原则上,也可以将激光反射镜直接涂覆到Pr掺杂的主晶格的一侧上。然而,这可能降低在不同波长下操作的灵活性,因为对于每个特定波长需要额外的激光晶体。
这里,“Pr掺杂的主晶格”是指Pr掺杂的材料的陶瓷或晶体。特别地,可以应用晶体。
本领域技术人员知道如何构建固态激光器。除了别的以外,可以应用激光腔。这些也可以表示为“光学腔”或“谐振腔”。在谐振腔中,激光在增益介质中被放大。激光谐振器通常可以通过使用高反射电介质镜或利用全内反射来防止光逃逸的单片晶体来形成。例如,可以使用平面平行谐振器,其包括两个平面镜,这两个平面镜分开的距离等于激光波长一半的整数倍。还可以使用同心谐振器,其包括具有相同曲率半径和重合曲率中心的两个球面镜。还可以使用包括具有相同曲率半径和重合焦点的两个球面镜的共焦谐振器。再进一步地,可以使用环形谐振器,其中应用多于两个反射器的环,其中反射光的总闭环路径等于激光波长一半的整数倍。因此,固态体激光器通常构建有几个电介质镜(激光镜),其可以是平的或弯曲的。发光陶瓷体发光晶体被用作增益介质。在一些实施例中,电介质镜涂层被放置在增益介质本身上。其中一个反射镜(通常是末端反射镜)是部分透射的输出耦合器。
因此,在实施例中,第一发光材料被配置在光学谐振器(或“激光腔”)中。特别地,光学谐振器可以由两个(波长相关的)反射镜(和发光体)限定。然而,也可以应用环形谐振器(也参见上文)。
如上所述,例如,可以利用蓝光来泵浦Pr掺杂的材料。因此,在实施例中,第一光源被配置为生成蓝色第一光源光。特别地,在实施例中,第一光源被配置为生成蓝色激光。
如下面进一步阐明的,可能期望在一个或多个操作模式中生成白光。单独的红色(基于发光材料)激光不能产生白光。因此,可以应用一个或多个其它光源。对于白光,通常需要蓝光与黄光和橙光中的一者或多者的组合,或者蓝光与红光以及黄光和绿光中的一者或多者的组合。
在实施例中,基本上所有的第一光源光都可以用于照射第一发光材料,但不是所有的第一光源光都可以被第一发光材料转换成第一发光材料激光。未转换的第一光源光的至少一部分可以用于提供上述光成分之一的至少一部分。第一发光材料激光的至少一部分可以用于提供上述光成分中的另一光成分的至少一部分。例如,第一光源光可以是蓝光,第一发光材料激光可以包括橙光和红光中的一者或多者。
备选地或附加地,第一光源的一部分可以用于生成第一发光材料激光,并且第一光源光的一部分可以绕过第一发光材料。未转换的第一光源光的至少一部分可以用于提供上述光成分之一的至少一部分。第一发光材料激光的至少一部分可以用于提供上述光成分中的另一光成分的至少一部分。例如,第一光源光可以是蓝光,第一发光材料激光可以包括橙光和红光中的一者或多者。
当光源光的一部分应当绕过发光材料时,可以应用第二光学器件(例如,分束器)。分束器可以是基于两个三角形的立方体分束器。分束器可以是偏振分束器。分束器可以是半镀银镜。分束器在本领域中是已知的。例如,可以使用消偏振元件,或者可以使用具有不同偏振的激光器的组合。光源也可以发射不同的波长范围(例如,不同类型的蓝色)。因此,在实施例中,可以使用二向色分束器。
可以以几种方式生成可以绕过第一发光材料的第一光源光的一部分。在实施例中,该部分可以从第一光源分支出来。因此,在这样的实施例中,相同的(多个)第一光源生成第一光源光,该第一光源光在用于照射第一发光材料的第一光源光中分支,并且在绕过第一发光材料的第一光源光中分支。在其他实施例中,可以使用两组(或更多组)第一光源,其中一组一个或多个第一光源用于照射第一发光材料,而另一组一个或多个第一光源用于生成绕过第一发光材料的第一光源光。后一个实施例允许不同组的单独控制(并且因此更好的光谱特性控制)。
在上述实施例中,第一光源光可以是蓝光,并且第一发光材料激光可以包括橙光和红光中的一者或多者。对于白光,还包括黄光和绿光中的一者或多者。因此,在实施例中可能需要另外的光源。黄光和绿光中的一者或多者可以以不同的方式生成。
在实施例中,黄光和绿光中的一者或多者可以至少部分地由发光材料光提供。因此,为此,光生成设备可以包括另外的发光材料,本文也表示为第二发光材料。第二发光材料可以被配置为生成包括黄光和绿光中的一者或多者的第二发光材料光。
可选地,黄光和绿光中的一者或多者可能(也)被生成为第二发光材料激光。这可以根据与关于第一发光材料激光所描述的类似原理来完成。注意,术语“第二发光材料”也可以指多种不同的第二发光材料(也参见上文)。第二发光材料可以经由第一光源或经由第二光源(或在特定实施例中经由这两者)被泵浦。
当使用第一光源(以泵浦第二发光材料)时,未转换的第一光源光和/或已经绕过第一发光材料的第一光源光可以用于生成第二发光材料光的至少一部分。因此,注意,使用单个激光器或单个类型的激光器,可以生成白光所需的所有光。如上所述,使用第一光源光作为泵浦光,黄光和绿光中的一者或多者可以被生成为第二发光材料激光。
备选地或附加地,第二光源可以被用于来泵浦第二发光材料。这种第二光源尤其被配置为生成具有不同于第一光源光的另一光谱功率分布的第二光源光。特别地,这种第二光源可以包括第二激光光源。如上所述,使用第二光源光作为泵浦光,黄光和绿光中的一者或多者可以被生成为第二发光材料激光。
备选地或附加地,第二光源,尤其是第二固态光源也可以如此使用。因此,从例如LED管芯逸出的光源光的至少一部分可以是黄光或绿光,该黄光或滤光可以被生成为第二激光。因此,在实施例中,可以应用第二光源,尤其是激光源,以生成黄光和绿光中的一者或多者。因此,在这样的实施例中,第二光源光可以是包括黄光和绿光中的一者或多者的第二激光光源光。第二光源可以是二极管激光器。
因此,特别地,第二光源包括第二激光光源。第二激光光源尤其被配置为用于生成第二激光光源光。在实施例中,第二光源光可以基本上由第二激光光源光组成。因此,在实施例中,第二光源是第二激光光源。因此,在实施例中,第二光源是第二激光光源。在实施例中,术语“第二光源”还可以指多个相同的第二光源。在实施例中,可以应用第二激光光源组。备选地或附加地,术语“第二光源”也可以指多个不同的第二光源。在实施例中,术语“第二激光光源”还可以指多个相同的第二激光光源。备选地或附加地,术语“第二激光源”也可以指多个不同的第二激光源。
这里在下文中讨论一些实施例。
第一光源和第二光源可以被单独选择,并且因此不一定是相同类型的(尽管第一光源和第二光源在定义上是不同的,因为由第一光源生成的光源光在光谱功率分布上与第二光源光不同)。
在本文中,术语“紫光”或“紫色发射”尤其涉及具有在约380-440nm范围内的波长的光。术语“蓝光”或“蓝色发射”尤其涉及具有在约440-495nm范围内的波长的光(包括一些紫色和青色色调)。术语“绿光”或“绿色发射”尤其涉及具有在约495-570nm范围内的波长的光。术语“黄光”或“黄色发射”尤其涉及具有在约570-590nm范围内的波长的光。术语“橙色光”或“橙色发射”尤其涉及具有在约590-620nm范围内的波长的光。术语“红光”或“红色发射”尤其涉及具有在约620-780nm范围内的波长的光。术语“粉红光”或“粉红色发射”是指具有蓝色和红色成分的光。
术语“光”和“辐射”在在本文中可互换使用,除非从上下文清楚地看出术语“光”仅指可见光。因此,术语“光”和“辐射”可以指UV辐射、可见光和IR辐射。在特定实施例中,特别是对于照明应用,术语“光”和“辐射”是指可见光。
术语UV辐射在特定实施例中可以指近UV辐射(NUV)。因此,在本文中也应用术语“(N)UV”,一般是指UV,在特定实施例中是指NUV。术语IR辐射在特定实施例中可以指近IR辐射(NIR)。因此,在在本文中也使用术语“(N)IR”,一般是指IR,在特定实施例中是指NIR。
在在本文中,术语“可见光”尤其涉及具有从380-780nm范围中选择的波长的光。
本文中的术语“白光”是本领域技术人员已知的。本文尤其涉及具有相关色温(CCT)的光,该相关色温在大约1800K和20000K之间(诸如在2000K和20000K之间),尤其是在2700K-20000K之间,对于一般照明尤其是在大约2700K和6500K的范围中。在实施例中,为了背光的目的,相关色温(CCT)可以特别地在大约7000K和20000K的范围中。此外,在实施例中,相关色温(CCT)尤其在距BBL(黑体轨迹)约15SDCM(颜色匹配的标准偏差)内,尤其在距BBL约10SDCM内,甚至更尤其在距BBL约5SDCM内。
术语“光源”可以指半导体发光器件,诸如发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)、边缘发射激光器等。术语“光源”还可以指有机发光二极管,诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。在特定实施例中,光源包括固态光源(诸如LED或激光二极管)。在实施例中,光源包括LED(发光二极管)。术语LED还可以指多个LED。进一步地,术语“光源”在实施例中还可以指所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”尤其是指半导体芯片形式的LED芯片,该半导体芯片既不被封装也不被连接而是直接被安装到诸如PCB的衬底上。因此,多个半导体光源可以配置在同一衬底上。在实施例中,COB是一起配置为单个照明模块的多个LED芯片。术语“光源”还可以涉及多个(基本上相同的(或不同的))光源(诸如2-2000个固态光源)。在实施例中,光源可以包括单个固态光源(诸如LED)下游或多个固态光源(即,例如,由多个LED共享)下游的一个或多个微光学元件(微透镜阵列)。在实施例中,光源可以包括具有片上光学器件的LED。在实施例中,光源包括像素化的单个LED(具有或不具有光学器件)(在实施例中提供片上光束控向)。术语“激光光源”尤其是指激光器。这种激光器可以尤其被配置为生成具有UV、可见光或红外中的一者或多者的波长,特别是具有选自200-2000nm(诸如300-1500nm的)的波长的激光光源光。术语“激光器”尤其是指通过基于电磁辐射的受激发射的光放大过程来发射光的设备。特别地,在实施例中,术语“激光器”可以指固态激光器。
因此,在实施例中,光源包括激光光源。在实施例中,术语“激光器”或“固态激光器”可以指铈掺杂的锂锶(或钙)氟化铝(Ce:LiSAF,Ce:LiCAF)中的一种或多种。铬掺杂的金铍(紫翠宝石)激光器、铬ZnSe(Cr:ZnSe)激光器、二价钐掺杂的氟化钙(Sm:CaF2)激光器,Er:YAG激光器、掺铒和铒-镱共掺玻璃激光器、F-中心激光器、钬YAG(Ho:YAG)激光器、Nd:YAG激光、NdCrYAG激光器、掺钕硼酸钇钙Nd:YCa4O(BO3)3或Nd:YCOB、掺钕原钒酸钇(Nd:YVO4)激光器、钕玻璃(Nd:玻璃)激光器、钕YLF(Nd:YLF)固态激光器、钷147掺杂磷酸盐玻璃(147Pm3+:玻璃)固态激光器、红宝石激光器(Al2O3:Cr3+)、铥YAG(Tm:YAG)激器、钛蓝宝石(Ti:蓝宝石;Al2O3:Ti3+)激光器、三价铀掺杂氟化钙(U:CaF2)固态激光器、掺镱玻璃激光器(棒、板/芯片和光纤)、镱YAG(Yb:YAG)激光器、Yb2O3(玻璃或陶瓷)激光器。在实施例中,术语“激光器”或“固态激光器”可以指一个或多个半导体激光二极管中,诸如GaN、InGaN、AlGalnP、AlGaAs、InGaAsP、铅盐、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、量子级联激光器、混合硅激光器等。
可以从下面得出,术语“激光光源”还可以指多个(不同或完全相同的)激光光源。在特定实施例中,术语“激光光源”可以指多个N个(完全相同)激光光源。在实施例中,N=2或更大。在特定实施例中,N可以至少为5(诸如尤其是至少为8)。以此方式,可以获得更高的亮度。在实施例中,激光光源可以被布置在激光组中。在实施例中,激光组可以包括散热和/或光学器件(例如,透镜)以校准激光。例如,组可以包括至少10个激光光源。
激光光源被配置为生成激光光源光(或“激光”)。光源光可以基本上由激光源光组成。光源光还可以包括两个或更多(不同或完全相同)激光光源的激光光源光。例如,两个或更多(不同或完全相同)激光光源的激光光源光可以被耦合到光导中,以提供单束光,该单束光包括两个或更多(不同或完全相同)激光光源的激光光源光。
在特定实施例中,光源光因此尤其是准直光源光。在又一实施例中,光源光尤其是(准直)激光光源光。
短语“不同的光源”或“多个不同的光源”以及类似的短语在实施例中可以指从至少两个不同的箱中选择的多个固态光源。类似地,短语“完全相同的光源”或“多个相同的光源”以及类似的短语在实施例中可以指从相同的箱中选择的多个固态光源。
光源尤其被配置为生成具有光轴(O)(光束形状)和光谱功率分布的光源光。在实施例中,光源光可以包括具有激光器已知的带宽的一个或多个带。在特定实施例中,(多个)带可以是相对尖锐的(多个)线,诸如在RT下在小于20nm的范围中具有半峰全宽(FWHM),诸如等于或小于10nm。因此,光源光具有可以包括一个或多个(窄)带的光谱功率分布(作为波长的函数的能量标度上的强度)。
在实施例中,光源光束可以是相对高度准直的,诸如在实施例中≤2°(FWHM),更特别地≤1°(FWHM),最特别地≤0.5°(FWHM)。因此,≤2°(FWHM)可以被认为是(高度)准直光源光。在激光器的下游,可以配置一个或多个光学元件以提供准直光束。例如,在实施例中,可以配置一个或多个透镜,尤其是至少两个透镜。
特别地,第一光源和可选的第二光源是二极管激光器。
如上所述,第一光源尤其可以被配置为生成蓝色第一光源光。甚至更特别地,第一光源可以特别地被配置为生成第一(激光)光源光,该第一(激光)光源光可以被三价镧系元素离子(诸如特别是Pr3+)吸收,导致橙色和/或红色中的一个或多个(激光)跃迁。
因此,在实施例中,第一发光材料可以被配置为吸收(蓝色)第一光源光的一部分,并且光生成设备可以被配置为在(光生成设备的)一个或多个操作模式中生成白色设备光,该白色设备光包括第一光源光、第一发光材料激光和可选的第二光源光。上文讨论了(白色)光设备光可以被生成的路径(并且还在下文进行了讨论)。
例如,在实施例中,光生成设备可以包括被配置为生成第一光源光的一个或多个第一光源,其中:(a)一个或多个第一光源、第一发光材料和可选的第二光学器件被配置为生成绕过第一发光材料的第一光源光的一部分,以及(b)在光生成设备的一个或多个操作模式中,光生成设备可以被配置为生成包括绕过第一发光材料的第一光源光、第一发光材料激光和可选的第二光源光的白色设备光。当应用多于一个第一光源时,可以使用一个或多个第一光源来照射第一发光材料,并且使用一个或多个其他第一光源来提供(蓝色)第一光源光(其绕过第一发光材料,并且可以这样使用(作为蓝色成分)和/或可以例如用于照射第二发光材料(也参见下文))。然而,当应用单个第一光源时,而且当应用多于单个第一光源时,第二光学器件可以被用于使第一光源光的一部分转向以绕过第一发光材料(并且可以这样使用(作为蓝色成分)和/或可以例如用于照射第二发光材料(也参见下文))。
在又一实施例中,光生成设备还可以包括被配置为生成第二光源光的第二光源,该第二光源光具有第二光源光谱功率分布,其中第二光源包括被配置为生成第二激光光源光的第二激光光源。特别地,第一光源光谱功率分布、第二光源光谱功率分布以及第一发光材料激光光谱功率分布相互不相同。进一步地,特别地,在实施例中,第二光源可以被配置为生成具有第二光源光谱功率分布的第二光源光,该第二光源光具有在绿色和黄色波长范围中的一个或多个波长。因此,光生成设备可以被配置为在(光生成设备的)一个或多个操作模式中生成包括第一发光材料激光的白色设备光(以及以下一项或多项(i)第一光源光和(ii)第二光源光中)。
然而,在(其他)实施例中,光生成设备可以(也)还包括第二发光材料,其被配置为转换以下的一项或多项的至少一部分以提供第二发光材料光(a)第一激光光源光和(b)可选的第二激光光源光。特别地,在实施例中,光生成设备可以被配置为在(光生成设备的)一个或多个操作模式中生成包括第一发光材料光和第二发光材料光的白色设备光。上文讨论了(白色)光设备光可以被生成的路径(并且还在下文进行了讨论)。
在特定实施例中,(i)第一激光光源和第一发光材料被配置为生成第一发光材料激光,(ii)第一激光光源和第二发光材料被配置为生成第二发光材料光,以及(iii)光生成设备可以被配置为在(光生成设备的)一个或多个操作模式中生成包括第一激光光源光、第一发光材料激光和第二发光材料光的白色设备光。如上所述,第一激光光源光可以是例如蓝光,第一发光材料激光可以是红光,并且第二发光材料光可以是黄光和绿光中的一者或多者。
在其他实施例中,光生成设备可以包括被配置为生成蓝色激光的多个第一激光光源,其中:(i)第一组一个或多个第一激光光源中被配置为生成绕过第一发光材料和第二发光材料的蓝色第一激光,(ii)第二组一个或多个第一激光光源被配置为生成照射第一发光材料但绕过第二发光材料的蓝色第一激光,(iii)第三组多个第一激光光源被配置为生成绕过第一发光材料但照射第二发光材料的蓝色第一激光,并且在特定实施例中(iv)光生成设备可以还包括被配置为控制多个第一激光光源的控制系统。因此,在特定实施例中,甚至可以使用单一类型的光源与发光材料结合来生成白色设备光,其中设备光的至少一部分包括激光。
如上所述,在实施例中,光生成设备可以包括第二发光材料。特别合适的(第二)发光材料是含铈石榴石材料。石榴石的实施例尤其包括A3B5O12石榴石,其中A至少包含钇或镥,并且其中B至少包含铝。这种石榴石可以掺杂有铈(Ce)、镨(Pr)或铈和镨的组合;然而特别地掺杂有用Ce。特别地,B包含铝(Al),然而,B也可以部分地包含镓(Ga)和/或钪(Sc)和/或铟(In),特别地高达约20%的Al,更特别地高达约10%的Al(即,B离子基本上由90%或更多%摩尔的Al和10%或更少%的摩尔的一种或多种Ga、Sc和In组成);B可以特别地包含高达约10%的镓。在另一变体中,B和O可以至少部分地被Si和N取代。元素A尤其可以从由钇(Y)、钆(Gd)、铽(Tb)和镥(Lu)组成的组中被选择。进一步地,Gd和/或Tb尤其仅以高达约20%的A的量存在。在特定实施例中,石榴石发光材料包括(Y1-xLux)3B5O12:Ce,其中x等于或大于0并且等于或小于1。术语“:Ce”指示发光材料中的金属离子的一部分(即,在石榴石中:“A”离子的一部分)被Ce取代。例如,在(Y1-xLux)3Al5O12:Ce的情况下,Y和/或Lu的一部分被Ce取代。这是本领域技术人员已知的。Ce将取代A通常不多于10%;通常,Ce浓度将在0.1%-4%的范围,特别是0.1%-2%的范围(相对于A)。假设1%Ce和10%Y,完全正确的分子式可以是(Y0.1Lu0.89Ce0.01)3Al5O12。如本领域技术人员已知的,石榴石中的Ce基本上或仅处于三价状态。在特定实施例中,发光材料包括(Yx1-x2-x3Ax2Cex3)3(Aly1-y2By2)5O12,其中x1+x2+x3=1,其中x3>0,其中0<x2+x3≤0.2,其中y1+y2=1,其中0≤y2≤0.2,其中A包括从由镧系元素和钪组成的组中选择的一种或多种元素,并且其中B包括从由Ga和In组成的组选择的一种或多种元素,其中在特定实施例中,最多10%的Al-O可由Si-N取代。如上所述,在特定实施例中,x3从0.001-0.04的范围选择。特别地,这种发光材料可以具有合适的光谱分布(然而参见下文)、具有相对高的效率、具有相对高的热稳定性,并且允许高CRI(与第一光源光和第二光源光(以及滤光片)组合)。因此,在特定实施例中,A可以从由Lu和Gd组成的组中被选择。备选地或附加地,B可以包含Ga。因此,在实施例中,发光材料包括(Yx1-x2-x3(Lu,Gd)x2Cex3)3(Aly1-y2Gay2)5O12,其中Lu和/或Gd是可获得的。甚至更特别地,x3从0.001-0.1的范围中选择,其中0<x2+x3≤0.1,并且其中0≤y2≤0.1。进一步地,在特定实施例中,最多1%的A1-O可被Si-N取代。在这里,百分比是指摩尔数(如本领域已知的);也参见例如EP3149108。在又一特定实施例中,发光材料包括(Yx1-x3Cex3)3Al5O12,其中x1+x3=1,并且其中0<x3≤0.2,诸如0.001-0.1。在特定实施例中,光生成设备可以仅包括选自含铈石榴石类型的发光材料。在甚至另外的实施例中,光生成设备包括单一类型的发光材料,诸如(Yx1-x2- x3Ax2Cex3)3(Aly1-y2By2)5O12。
第二发光材料光可以例如在橙色-红色波长范围中具有主波长。这种第二发光材料的示例可以例如是M2Si5N8:Eu2+和/或MAlSiN3:Eu2+和/或Ca2AlSi3O2N5:Eu2+等,其中M包含Ba、Sr和Ca中的一种或多种,特别是在实施例中至少包含Sr。
在实施例中,第一发光材料可以由单晶或陶瓷发光体提供或包括。因此,在实施例中,发光体可以包括第一发光材料。
代替术语“发光体”和类似术语,也可以应用术语“透光体”和类似术语,因为发光体对于第一发光材料光也是透射的。
如上所述,光生成系统尤其包括发光体。发光体可以包括(N个)侧面(在长度L的至少一部分上),其中N≥3。因此,特别地,发光体具有正方形(N=4)、矩形(N=4)、六边形(N=6)或八边形(N=8),特别是矩形的截面形状。如果发光体具有圆形截面,则N可以被认为是∞。
该(细长)主体包括第一端或第一面,该第一端或第一面通常被配置为垂直于(n个)侧面中的一个或多个侧面;以及第二端或第二面,该第二端或第二面可以被配置为垂直于侧面中的一个或多个侧面并且因此平行于第一面,但是该第二端或第二面还可以被配置为处于不等于90°并且不等于180°的角度下。因此,在特定实施例中的实施例中,辐射出射窗与一个或多个侧面中的一个或多个侧面,尤其是所有侧面具有不等于0°并且不等于180°的角度。注意,对于不同的侧面,角度α可以不同。例如,条形细长体的倾斜辐射出射窗与第一侧面可以具有α1的角度,与第二侧面具有α2=180°-α1的角度,以及与两个其它侧面具有90°的角度。
因此,(细长)发光体在实施例中可以包括(n)个侧面,其包括第一侧面和第二侧面,第一侧面包括辐射输入面,第二侧面被配置为平行于第一侧面,其中侧面限定高度(H)。第一侧面和第二侧面被配置为与其间的发光体材料平行,由此限定发光体的宽度。辐射输入面是第一面的至少一部分,该辐射输入面可以被配置为用于接收该光源光。(细长)发光体还包括辐射出射窗,该辐射出射窗桥接第一侧面与第二侧面之间的高度(H)的至少一部分。特别地,辐射出射窗由第二面包括。下文还阐述了另外的实施例。如上所述,在实施例中,辐射出射窗和辐射输入面具有不等于0°并且不等于180°的多个角度(α)。再进一步地,也如上文实施例所示,辐射出射窗与一个或多个侧面中的一个或多个侧面具有不等于0°并且不等于180°的角度。
透光体具有光引导或波导特性。因此,透光体在本文中也被表示为波导或光导。由于透光体被用作光集中器,所以透光体在本文中也被表示为光集中器。透光体通常将在垂直于透光体的长度的方向上具有(N)UV、可见光和(N)IR辐射中的一者或多者的(一些)透射,诸如在至少可见光的实施例中。在没有活化剂(掺杂剂)(诸如三价铈)的情况下,可见光的内部透射率可能接近100%。
透光体对于一个或多个发光波长的透射率可以是至少80%/cm,诸如至少90%/cm,甚至更特别地至少95%/cm,诸如至少98%/cm,诸如至少99%/cm。这意味着例如1cm3立方体形状的透光体片在具有所选择的发光波长(诸如对应于透光体的发光材料的发光的发射最大值的波长)的辐射的垂直照射下将具有至少95%的透射率。因此,发光体在在本文中也被称为“透光体”,因为该主体对于发光材料光是光透射的。
在本文中,透射率的值尤其是指不考虑界面(例如,空气)处的菲涅耳(Fresnel)损耗的透射率。因此,术语“透射率”尤其是指内部透射率。内部透射率例如可以通过测量两个或更多具有不同宽度的物体的透射率来确定,在不同宽度上测量透射率。然后,基于这种测量,可以确定菲涅耳反射损耗的贡献和(因此)内部透射率。因此,特别地,本文所指的透射率值忽略了菲涅耳损耗。
在实施例中,抗反射涂层可以被应用到发光体上,以便抑制菲涅耳反射损耗(在光入耦过程期间)。
除了对感兴趣的(多个)波长的高透射率之外,对(多个)波长的散射也可能特别低。因此,仅考虑散射效应(因此不考虑可能的吸收(考虑到高透射率,其无论如何应该是低的))的感兴趣波长的平均自由程可以至少是主体长度的0.5倍,诸如至少是主体的长度,如至少是主体长度的两倍。例如,在实施例中,仅考虑散射效应的平均自由程可以是至少5mm,诸如至少10mm。感兴趣的波长尤其可以是发光材料发光的最大发射波长。术语“平均自由程”尤其是射线在经历将改变其传播方向的散射事件之前将行进的平均距离。
透射可以通过在垂直辐射下将具有第一强度的特定波长处的光提供给透光体,并且将在透射通过材料之后测量的该波长的光的强度与在该特定波长处提供给材料的光的第一强度相关联来确定(也参见E-208and E-406of the CRC Handbook of Chemistry andPhysics,69th edition,1088-1989)。
透光体可以具有任何形状,诸如梁(或条)状或杆状,然而尤其是梁状(长方体状)。透光体(诸如发光集中器)可以是中空的(如管),或者可以被填充有另一种材料(如填充有水的管或填充有另一固体光透射介质的管)。本发明不限于形状的特定实施例,本发明也不限于具有单个出射窗或出耦合面的实施例。下面,更详细地描述一些特定实施例。如果透光体具有圆形截面,那么宽度和高度可以相等(并且可以被定义为直径)。然而,特别地,透光体具有立方体状的形状(诸如条状的形状),并且还被配置为提供单个出射窗。
在特定实施例中,透光体尤其可以具有大于1的纵横比,即,长度大于宽度。通常,透光体是杆或条(梁)或矩形板,尽管透光体不必具有正方形、矩形或圆形截面。通常,光源被配置为照射一个(或多个)较长的面(侧边缘),在本文中被表示为辐射输入面,并且辐射在前面(前边缘)从面逃逸,在本文中被表示为辐射出射窗。(多个)光源可以向一个或多个侧面提供辐射,并且可选地向端面提供辐射。因此,可以有多于一个的辐射输入面。辐射出射窗尤其可以与辐射输入面具有不等于0°并且不等于180°的角度,诸如90°的(多个)角度。进一步地,在特定实施例中,辐射出射窗与一个或多个侧面中的一个或多个侧面具有不等于0°并且不等于180°的角度(诸如90°的(多个)角度)。
特别地,在实施例中,固态光源或其它光源不与透光体(直接)物理接触。
特别地,在实施例中,透光体包括辐射输入面和辐射出射面,辐射输入面被配置为与第一光源成光接收关系。特别地,在实施例中,辐射输入面和辐射出射面不是透光体的相同部分,但是不排除相同的面可以用于提供辐射输入面和辐射出射面。在特定实施例中,透光体的不同面包括辐射出射面和辐射输入面(也进一步参见下文)。
因此,透光体,更特别是其辐射输入面,被配置在第一光源的下游。或者,换句话说,透光体,更特别示其辐射输入面与第一光源辐射耦合。
术语“辐射耦合”或“光学耦合”可以特别地表示(i)光生成元件(诸如光源),和(ii)另一物品或材料彼此关联,从而由透光体发射的辐射的至少一部分被物品或材料接收。换句话说,物品或材料被配置为与透光体成光接收关系。透光体的辐射的至少一部分将由物品或材料接收。这在实施例中可以是直接的,诸如物品或材料与透光体(的发光表面)物理接触。这在实施例中可以经由介质(如空气、气体、或液体或固体光导材料)。在实施例中,还可以在透光体和物品或材料之间的光路中配置一个或多个光学器件(如透镜、反射器、滤光片)。
术语“上游”和“下游”涉及相对于来自光生成部件(这里尤其是光源)的光的传播的物品或特征的布置,其中相对于来自光生成部件的光束内的第一位置,光束中更靠近光生成部件的第二位置是“上游”,并且光束中更远离光生成部件的第三位置是“下游”。
因此,透光体对于从辐射输入面传播到辐射出射面的光源光的至少一部分是特别透射的。进一步地,透光体尤其还被配置为将传播通过透光体的光源光的一部分转换为第一发光材料光。透光体在本领域中是已知的,诸如在WO2006/054203中所描述的,其通过引用并入本文。
如上所述,透光体尤其被配置为将传播通过透光体的光源光的一部分转换为第一发光材料光,该第一发光材料光具有与第一光源光的第一光谱功率分布不同的第一发光材料光谱功率分布。第一发光材料光可能尤其归因于下转换,也参见上文。
在特定实施例中,透光体尤其可以具有大于1的纵横比,即,长度大于宽度。通常,透光体是杆或条(梁)或矩形板,尽管透光体不必具有正方形、矩形或圆形截面。通常,光源被配置为照射一个(或多个)较长的面(侧边缘),在本文中被表示为辐射输入面,并且辐射在前面(前边缘)从面逃逸,在本文中被表示为辐射出射窗。(多个)光源可以向一个或多个侧面提供辐射,并且可选地向端面提供辐射。因此,可以有多个一个辐射输入面。通常杆形或条形透光体可以具有任何截面形状,但在实施例中具有正方形、矩形、圆形、椭圆形、三角形、五边形或六边形的截面形状。通常,陶瓷或晶体是立方体。在特定实施例中,主体可以被设置为具有不同于立方体的形状,其中光输入表面具有稍微梯形的形状。通过这样做,甚至可以增强光通量,这对于一些应用可能是有利的。因此,在一些情况下(也参见上文),术语“宽度”也可以指直径,诸如在具有圆形截面的透光体的情况下。
特别是对于激光目的,发光体可以具有大于高度和/或宽度的长度。
在实施例中,发光体是单晶。
关于发光体的上文是关于第一发光材料描述的,但也可应用于第二发光材料的实施例。
对于激光应用,包括(第一)发光材料的发光体可以被配置在两个反射镜之间。反射镜之一(第一反射镜)可以被配置在发光体的上游和第一光源的下游,并且可以至少在一个方向上对第一激光光源光是透射的,而对在相反方向上传播的(第一)发光材料光是基本上反射的。另一反射镜(第二反射镜)可以被配置在发光体的另一端,并且可以被认为是被配置在发光体的下游。该反射镜对于(第一)发光材料光可以是部分反射和部分透射的,使得可以促进激光发射行为并且第一发光激光束可以从该反射镜逃逸。在实施例中,第二反射镜还可以对第一激光是反射的。在实施例中,一个或多个反射镜可以例如包括二向色反射镜。
因此,尤其是这些反射镜可以是波长相关的。第一反射镜上游可以被配置为透射泵浦光,但基本上反射较高波长,尤其是基本上所有的转换光。发光体下游的第二反射镜可以被配置为透射转换光的一部分。在实施例中,由反射镜透射的转换光的一部分可以在例如转换光的40%-80%的范围内。特别地,在实施例中,限定腔的波长相关镜可以具有允许最终生成第一发光材料激光的反射-透射特性。
在本文中,当元件被指示为透射时,这在实施例中可以意味着在一个或多个波长处,被透射的部分可以大于被反射或被吸收的部分。在本文中,当元件被指示为反射时,这在实施例中可以意味着在一个或多个波长处被反射的部分可以大于被透射或被吸收的部分。
关于第一发光材料(主体)及其激光功能的上文在实施例中也可以应用于第二发光材料。
特别地,还提供可选的第二发光材料作为发光体(诸如陶瓷体或单晶体)。
术语“第一光源光的光谱功率分布”和类似术语是指第一光源光的光谱功率分布。术语“第二光源光的光谱功率分布”和类似术语是指第二光源光的光谱功率分布。术语“第一发光材料光的光谱功率分布”和类似术语是指第一发光材料光的光谱功率分布。术语“第二发光材料光的光谱功率分布”(也参见下文)和类似术语是指第二发光材料光的光谱功率分布。术语“第一光源光”和类似术语是指第一光源的光。术语“第二光源光”和类似术语是指第二光源的光。在本文中,术语“光谱功率分布”尤其是指可见波长范围内的光谱功率分布。
当存在多个第一光源时,它们尤其可以全部具有基本上相同的主波长。例如,假设固态光源,它们在实施例中可以是相同的箱。假设第一光源发射可见光中的第一光源光,则第一光源的第一光源光可以基本上相同。因此,它们可以基本上具有相同的色点,并且因此基本上没有不同。
类似地,当存在多个第二光源时,它们尤其可以全部具有基本相同的主波长。例如,假设固态光源,它们在实施例中可以是相同的箱。假设第二光源发射可见光中的第二光源光,则第二光源的第二光源光可以基本上相同。因此,它们可以基本上具有相同的色点,并且因此基本上没有不同。
第一光源光和第二光源光具有不同的光谱功率分布。因此,它们可以具有不同的色点和不同的主波长。使用第一光源和第二光源的原因可以是第一光源可以具有非常适合于泵浦第一发光材料的波长,但不具有可以用作设备光的颜色成分的光谱功率分布和/或不具有可以用于泵浦可选的第二发光材料的光谱功率分布。
在特定实施例中,当第一类型的光和第二类型的光的相应色点对于u'至少相差0.01和/或对于v'至少相差0.01,甚至更特别地对于u'至少相差0.02和/或对于v'至少相差0.02时,第一类型的光和第二类型的光的颜色或色点可以不同。在又一更具体的实施例中,第一类型的光和第二类型的光的相应色点对于u'可以相差至少0.03和/或对于v'可以相差至少0.03。在本文中,u'和v'是光在CIE 1976UCS(均匀色度标度)图中的颜色坐标。
如上文进一步所示,光生成设备可以特别地被配置为(在一个或多个操作模式中)生成设备光。在光生成设备的一个或多个操作模式中,光生成设备被配置为生成白色设备光,该白色设备光包括第一光源光、光学滤波的第一发光材料光和第二光源光。
短语“光生成设备被配置为在一个或多个操作模式中生成设备光”和类似短语基本上等同于短语“在一个或多个操作模式中光生成设备被配置为生成设备光”和类似短语。
系统、装置或设备可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”或“操作性模式”中执行动作。类似地,在方法中,可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”中来执行动作或阶段或步骤。术语“模式”也可以被指示为“控制模式”。这并不排除系统、装置或设备也可以适用于提供另一控制模式或多个其它控制模式。类似地,这可以不排除在执行模式之前和/或在执行模式之后可以执行一个或多个其它模式。
然而,在实施例中,控制系统可以是可用的,其适于至少提供控制模式。如果其他模式可用,则这种模式的选择尤其可以经由用户接口来执行,尽管其他的选项(如根据传感器信号或(时间)方案来执行模式)也是可能的。在实施例中,操作模式还可以指仅可以在单个操作模式中操作(即,“开启”,而没有另外的可调谐性)的系统、装置或设备。因此,在实施例中,控制系统可以根据用户接口的输入信号、(传感器的)传感器信号和定时器中的一者或多者来进行控制。术语“定时器”可以指时钟和/或预定时间方案。也进一步参见下文。
特别地,可以有多种操作模式,诸如至少两种,如至少三种,诸如至少五种,如至少8种,诸如至少16种。操作模式之间的改变可以是逐步的或无级的。控制可以是模拟的或数字的。
术语“控制”和类似术语尤其是指至少确定元件的行为或监督元件的运行。因此,本文中的“控制”和类似术语可以例如是指对元件施加行为(确定行为或监督元件的运行)等,诸如例如,测量、显示、致动、打开、移动、改变温度等。除此之外,术语“控制”和类似术语可以附加地包括监视。因此,术语“控制”和类似术语可以包括在元件上施加行为以及在元件上施加行为并且监测元件。元件的控制可以利用控制系统来完成,该控制系统也可以被指示为“控制器”。控制系统和元件因此可以至少暂时地或永久地功能地耦合。元件可以包括控制系统。在实施例中,控制系统和元件可以不物理耦合。控制可以经由有线和/或无线控制来完成。术语“控制系统”还可以指多个不同的控制系统,这些控制系统尤其是功能地耦合,并且其中例如一个控制系统可以是主控制系统,而一个或多个其它控制系统可以是从控制系统。控制系统可以包括或可以功能性地耦合到用户接口。
控制系统还可以被配置为接收和执行来自遥控器的指令。在实施例中,控制系统可以经由设备(诸如便携式设备、如智能电话或手机、平板电脑)上的App来控制。因此,设备不必耦合到照明系统,但可以(临时地)功能地耦合到照明系统。
因此,在实施例中,控制系统(也)可以被配置为由远程设备上的App来控制。在这样的实施例中,照明系统的控制系统可以是从属控制系统或在从属模式中控制。例如,照明系统可以利用代码来标识,特别是用于相应照明系统的唯一代码。照明系统的控制系统可以被配置为由外部控制系统来控制,该外部控制系统基于(唯一的)代码的知识(由具有光学传感器(例如,QR码读取器)的用户界面输入)来访问照明系统。照明系统还可以包括用于与其它系统或设备通信的部件,诸如基于蓝牙、WIFI、ZigBee、BLE或WiMAX,或其它无线技术。
一个或多个散热器可以被配置为与以下中的一项或多项热接触:第一光源、可选的第二光源,和第一发光材料以及可选的第二发光材料。
可能期望(进一步)将设备光整形为设备光束。备选地或附加地,可能期望(进一步)使设备光均匀化(成为均匀化的设备光)。为此,可以使用光学元件。因此,在实施例中,光生成设备还可以包括被配置为对设备光进行光束整形和/或被配置为对设备光进行均匀化的光学元件。特别地,光学元件被配置在第一发光材料的下游。进一步地,光学元件被配置在一个或多个第一光源的下游和第二光源的下游。
光学元件尤其可以包括用于将光束转换(“准直”)为具有期望的角分布的光束的准直器。进一步地,光学元件尤其包括透光体,该透光体包括辐射入口窗。因此,光学元件可以是透光材料的主体,其被配置为准直来自发光体的转换器辐射。在特定实施例中,光学元件包括复合抛物面状准直器,诸如CPC(复合抛物面聚光器)。大规模准直器(诸如大规模CPC)尤其可以用于准直(发射)辐射。
光学元件可以具有与发光体的截面(垂直于最长的体轴(该体轴尤其平行于辐射输入面))形状相同的截面(垂直于光轴)。例如,如果后者具有矩形截面,则前者也可以具有这种矩形截面,尽管尺寸可以不同。进一步地,光学元件的尺寸可以在其长度上变化(因为它可以具有光束整形功能)。
进一步地,光学元件的截面形状可以随着沿光轴的位置而变化。在特定配置中,矩形截面的纵横比可以随着沿光轴的位置而改变,优选地单调改变。在另一优选的配置中,光学元件的截面的形状可以随着沿光轴的位置从圆形改变到矩形,或反之亦然。
在实施例中,光生成设备可以被配置为在(光生成设备的)一个或多个操作模式中生成白色设备光,该白色设备光具有至少85的CRI和最大3500K,诸如最大3200K,诸如最大3100K,诸如最大3000K的CCT,如最大3000K的CCT。
如上所述,光生成设备还可以包括控制系统,其被配置为控制第一光源(光)和可选的第二光源(光)。在特定实施例中,控制系统被配置为控制设备光的一个或多个光学特性,特别是在另外的实施例中,根据用户接口、传感器信号和定时器来控制。在特定实施例中,一个或多个光学特性包括相关色温和显色指数。在实施例中,在一个或多个控制模式中,控制系统被配置为在低于3100K的相关色温下保持显色指数高于85,特别是高于87。在又一实施例中,在一个或多个控制模式中,控制系统被配置为将相关色温保持在2700-3000K的范围内。在该范围内,CRI可以保持为高的,诸如甚至高于85,或甚至约90。在又一特定实施例中,CRI至少为88,而相关色温等于或小于3000K。
设备(光)的发光效率在实施例中可以从200-370lm/W的范围中选择,如在实施例中约230-370lm/W,诸如在特定实施例中290-370lm/W,诸如300-360lm/W(lm=流明)。
在实施例中,光生成设备被配置为提供具有从发光转换器的出射表面发射的功率的发光,该发光转换器具有4W/mm2的功率密度,尤其是至少7W/mm2,更尤其是至少9W/mm2,甚至更尤其是至少13W/mm2的功率密度。
在又一特定实施例中,照明设备可以被配置为提供与蓝色和/或红色激光组合的发光,该蓝色和/或红色激光从与提供白光的发光相同的表面出来,该白光具有至少2000lm/mm2,更特别地至少3000lm/mm2,甚至更特别地至少6000lm/mm2的亮度的,其中特别地红色激光可以由发光材料生成。在本文中,“lm”是指流明。
在又一方面,本发明还提供一种包括如本文所限定的光生成设备的灯或灯具。
照明设备可以例如是以下各项的一部分或被应用于以下各项中:办公室照明系统、家庭应用系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、聚光照明系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自照明显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警示标志系统、医疗照明应用系统、指示标志系统、装饰照明系统、便携式系统、汽车应用、(户外)道路照明系统、城市照明系统、温室照明系统、园艺照明、数字投影或LCD背光照明。
附图说明
现在将仅通过示例的方式,参考所附示意图来描述本发明的实施例,其中对应的参考符号指示对应的部分,并且在附图中:
图1a至图1g示意性地描绘了一些可能的实施例;
图2示出了光生成设备的可能的发射光谱;以及
图3示意性地描绘了灯具和灯的实施例。
示意图不必按比例绘制。
具体实施方式
图1示意性地描绘了光生成设备1000的实施例。光生成设备1000包括被配置为生成第一光源光111的第一光源110。第一光源光111具有第一光源光谱功率分布。特别地,第一光源110包括被配置为生成第一激光光源光11的第一激光光源10。可以应用光学器件310来提供第一激光光源光的准直光束。第一激光光源10尤其是固态激光器(如二极管激光器)。光生成设备1000还包括第一发光材料210,其被配置为将第一光源光111的至少一部分转换成具有第一发光材料光谱功率分布的第一发光材料光211,该第一发光材料光谱功率分布具有在从590-780nm的波长范围中选择的一个或多个波长处的发射。
特别地,第一光源110和第一发光材料210被配置为生成具有第一发光材料激光光谱功率分布的第一发光材料激光1211,该第一发光材料激光光谱功率分布包括第一发光材料光211的至少一部分。为此,第一发光材料210可以特别地被设置为陶瓷体或由陶瓷体构成,或者被设置为单晶或由单晶构成。进一步地,发光材料,尤其是发光体可以被配置在两个光学元件231、232,尤其是(波长相关的)反射镜之间,以提供用于所期望的(多个)激光波长的光学腔。因此,特别地,发光材料210可以被配置在光学腔230中。
第一光源光谱功率分布和第一发光材料激光光谱功率分布相互不相同。
特别地,第一发光材料光211或更特别是第一发光材料激光1211可以是橙色或红色,特别是红色。因此,第一发光材料激光1211可以具有在橙色和/或红色中的一个或多个波长处的强度,特别是至少在618-650nm的范围内,诸如618-632nm。
因此,在实施例中,第一光源110和第一发光材料210以及可选的第一光学器件(见下文)被配置为生成第一发光材料激光1211,该第一发光材料激光1211具有在618-650nm的波长范围内的峰值波长,更特别地具有在618-632nm的波长范围内的峰值波长。
特别地,第一发光材料光可以具有在618-650nm范围内的主波长,特别是在618-632nm的波长范围内。
在实施例中,第一发光材料210可以包括掺杂有(三价)稀土离子(能够将蓝光和UV辐射中的一者或多者转换成可见光)的无机材料。例如,在实施例中,第一发光材料210包括Pr3+。特别地,在实施例中,第一发光材料210可以包括Pr3+掺杂的铝酸盐。例如,对于这种发光材料,尤其是本文所述的铝酸盐,主波长可以在618-632nm范围中,也参见图2。
在特定实施例中,第一光源110被配置为生成蓝色第一光源光111。所有这种蓝色第一光源光111可以被转换,或者部分可以用于生成例如白色设备光1001。在图1中,示意性地描绘了后一种变型。
在光生成设备1000的一个或多个操作模式中,光生成设备1000可以被配置为生成包括第一发光材料激光1211的白色设备光1001。为此,可以应用第一发光材料激光1211和(剩余的)蓝色第一光源光。此外,可能必须提供黄光和/或绿光。
图1a示意性地描绘了其中可以应用例如第二光源120的实施例。因此,在实施例中,可以应用被配置为生成第二光源光121的第二光源120,该第二光源光121具有第二光源光谱功率分布,其中在实施例中,第二光源120包括被配置为生成第二激光光源光21的第二激光光源20。因此,第二光源光121可以基本上由第二激光光源光21组成。
因此,光生成设备1000可以特别地被配置为在(光生成设备1000的)一个或多个操作模式中生成白色设备光1001,该白色设备光1001包括第一光源光111、第一发光材料激光1211和(可选地)第二光源光121。更特别地,在实施例中,设备光1001可以在一个或多个操作模式下包括第一发光材料激光1211和(剩余的)蓝色第一光源光111和第二激光21。
进一步地,光生成设备1000还包括控制系统300,其被配置为控制多个第一激光光源10,或者可以功能地耦合到这种控制系统300。
图1b示意性地描绘了变体,其中一个或多个第一光源110(第一发光材料210)和(可选的)第二光学器件432被配置为生成绕过第一发光材料210的第一光源光111的一部分。因此,该第一光源光可以基本上包括第一激光11。光学器件432可以是分束器或反射镜。
进一步地,作为示例,描绘了可选的第一光学器件431。这种可选的第一光学器件431可以用作滤光片以滤除不期望的波长。以此方式,例如,可以选择激光波长的非常窄的波长区域。例如,对于三价镨,可以选择跃迁3P0→3H6。
因此,在光生成设备1000的一个或多个操作模式中的实施例中,光生成设备1000被配置为生成白色设备光1001,该白色设备光1001包括绕过第一发光材料210的第一光源光111、第一发光材料激光1211和(可选地)第二光源光121。
图1c示意性地描绘的实施例类似于图1a的实施例,然而,在此,光生成设备1000包括被配置为生成第一光源光111的多个第一光源110。第一光源光的一部分可以被混合成设备光1001中而不与第一发光材料210接触。
图1d和图1e示意性地描绘了其中光生成设备1000还包括第二发光材料220的实施例。第二发光材料220被配置为转换以下一项或多项的至少一部分以提供第二发光材料光221(a)第一激光光源光11和(b)可选的第二光源光(诸如在实施例中为第二激光光源光21)。在光生成设备1000的一个或多个操作模式中,光生成设备1000被配置为生成包括第一发光材料光211和第二发光材料光221的白色设备光1001。或者,换句话说(也参见上文),光生成设备1000被配置为在光生成设备1000的一个或多个操作模式中生成包括第一发光材料光211和第二发光材料光211的白色设备光1001。
图1d示出了一个实施例,其中第二发光材料220被配置为转换第二光源光(尤其是第二激光光源光21)的至少一部分,以提供第二发光材料光221。可选地,第二光源光121的至少一部分可以保持未转换。因此,在光生成设备1000的一个或多个操作模式中,光生成设备1000被配置为生成白色设备光1001,该白色设备光1001包括绕过第一发光材料210的第一光源光111、第一发光材料激光1211和第二光源光121以及第二发光材料光221。
图1e示出了一个实施例,其中第二发光材料220被配置为转换第一光源光111(尤其是第一激光光源光11)的至少一部分,以提供第二发光材料光221。因此,在光生成设备1000的一个或多个操作模式中,光生成设备1000被配置为生成白色设备光1001,该白色设备光1001包括绕过第一发光材料210的第一光源光111、第一发光材料激光1211和第二发光材料光221。
如上所述,发光材料220可以包括(Yx1-x2-x3AX2CeX3)3(Aly1-y2By2)5O12,其中x1+x2+x3=1,其中x3>0,其中0<x2+x3≤0.2,其中y1+y2=1,其中0≤y2≤0.2,其中A包括从由镧系元素和钪组成的组中选择的一种或多种元素,并且其中B包括从由Ga和In组成的组中选择的一种或多种元素,其中最多10%的Al-O可以被Si–N取代。特别地,x3选自0.001-0.1的范围,其中0<x2+x3≤0.1,并且其中0≤y2≤0.1。
图1f示意性地描绘了其中可以应用基本上单一类型的第一光源110的实施例。这里,第一激光光源10和第一发光材料210被配置为生成第一发光材料激光1211。此外,第一激光光源10和第二发光材料220被配置为生成第二发光材料光121。因此,在光生成设备1000的一个或多个操作模式中,光生成设备1000被配置为生成白色设备光1001,该白色设备光1001包括第一激光光源光11、第一发光材料激光1211和第二发光材料光221。
图1g示意性地描绘了一个实施例,其中光生成系统1000包括第一组一个或多个第一激光光源10,其被配置为生成绕过第一发光材料210和第二发光材料220的蓝色第一激光11。进一步地,光生成系统1000包括第二组一个或多个第一激光光源10,其被配置为生成照射第一发光材料210但绕过第二发光材料220的蓝色第一激光11。再进一步地,光生成系统1000包括第三组一个或多个第一激光光源10,其被配置为生成绕过第一发光材料210但照射第二发光材料220的蓝色第一激光11。
在特定实施例中,多个第一激光光源10被配置为生成蓝色激光11。
在特定实施例中,控制系统300被配置为(单独地)控制多个第一激光光源10。
例如,参考诸如图1a、图1b、图1c和图1d中示意性描述的实施例,第二光源120可以被配置为生成具有第二光源光谱功率分布的第二光源光121,其中第二光源120包括被配置为生成第二激光光源光21的第二激光光源20。进一步地,第一光源光谱功率分布、第二光源光谱功率分布和第一发光材料激光光谱功率分布相互不同。再进一步地,第二光源120被配置为生成具有第二光源光谱功率分布的第二光源光121,该第二光源光具有在绿色和黄色波长范围中的一个或多个波长。;并且参考在前述附图中示意性描绘的实施例,在光生成设备1000的一个或多个操作模式中,光生成设备1000被配置为生成具有至少85的CRI和最大3200K的CCT的白色设备光1001。设备的光学特性可以由控制系统300控制。在其它操作模式中,可以提供彩色光,或具有较高CCT的光等。
可以通过控制功率和/或通过控制功率的脉冲宽度调制来控制固态光源。
图2示出了设备光的一个示例的光谱功率分布,该光谱功率分布包括蓝色激光峰、来自Pr3+的红色激光峰和来自石榴石发光材料的黄色/绿色。
在以下表格中,给出了蓝色、绿色和红色的组合的一些示例。在示例1至3中,作为示例,Pr3+在580-780nm范围内的发射光谱已经被选择为Sr0.7La0.3Mg0.3Al11.7O19:Pr3+(ASL:Pr);尽管其他材料当然也是可能的。在示例4至8中,激光线(LL)已经被缩窄到非常具体的波长。百分比是对白色光谱的辐射度贡献(基于瓦特)。
蓝色百分比指示蓝色对白光的贡献,并且相对于B+R的蓝色百分比指示蓝色相对于蓝色和红色的贡献的百分比。
图3示意性地描绘了包括如上所述的光生成设备1000的灯具2的实施例。附图标记301指示用户界面,诸如图形用户界面,其可以与控制系统300功能地耦合,该控制系统300由照明系统1000包括或者功能地耦合到照明系统1000。图3还示意性地描绘了包括光生成设备1000的灯1的实施例。灯1或灯具2还可以包括其他元件(如光学元件)。例如,灯1或灯具2可以包括光束整形光学器件或光束定向光学器件。在实施例中,灯1或灯具2可以包括光束整形元件。在实施例中,灯具2可以包括遮光栅格等。
因此,除其他外,本文提出了掺杂稀土的晶体的应用,当受到蓝色激光的激励时,掺杂稀土的晶体可以在红色区域中给出下转换激光发射。然后将蓝色激光的一部分用于泵浦铈掺杂的YAG磷光体和/或备选的磷光体。组合来自YAG的自发发射光、来自红色发射晶体的受激发射和蓝色发射激光可以提供白光,该白光在例如低于3500K,诸如低于3000K的CCT下,接近或在BBL上,可以具有高于90的CRI。以此方式,可以解决不同老化的问题。
术语“多个”是指两个或多个。
本文中的术语“大体上”或“基本上”以及类似术语将为本领域技术人员所理解。术语“大体上”或“基本上”还可以包括具有“完整地”、“完全地”、“全部”等的实施例。因此,在实施例中,形容词“大体上”或“基本上”也可以被去除。在适用的情况下,术语“大体上”或术语“基本上”还可以涉及90%或更高,诸如95%或更高,尤其是99%或更高,甚至更尤其是99.5%或更高,包括100%。
术语“包含”还包括其中术语“包含”表示“由…组成”的实施例。
术语“和/或”尤其涉及在“和/或”之前和之后提到的一个或多个项。例如,短语“项1和/或项2”和类似短语可以涉及项1和项2中的一项或多项。术语“包含有”在一个实施例中可以是指“由…组成”,但在另一实施例中也可以是指“至少含有所定义的物质和可选的一种或多种其它物质”。
此外,说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元件,并且不一定用于描述序列或时间顺序。应当理解,如此使用的术语在适当的情况下是可互换的,并且本文所述的本发明的实施例能够以不同于本文描述或说明的其他序列操作。
设备、装置或系统在本文中除其他外可以在操作期间进行描述。本领域技术人员将清楚,本发明不限于操作的方法,或操作中的设备、装置或系统。
应当注意,上述实施例说明而非限制本发明,并且所属领域的技术人员将能够在不脱离所附权利要求书的范围的情况下设计许多备选的实施例。
在权利要求中,置于括号中的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。
动词“包含”及其变形的使用不排除除了权利要求中所述的那些之外的元件或步骤的存在。除非上下文另外清楚地要求,否则在整个说明书和权利要求书中,词语“包含”、“包含有”等应被解释为包容性意义,与排他性或穷举性意义相反;也就是说,在“包括但不限于”的意义上。
元件之前的冠词“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在。
本发明可以借助于包括几个不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了几个部件的设备权利要求或装置权利要求或系统权利要求中,这些部件中的几个部件可以由同一项硬件来实施。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
本发明还提供了一种控制系统,其可以控制设备、设备或系统,或者可以执行本文描述的方法或过程。再进一步地,本发明还提供了一种计算机程序产品,当在功能地耦合到设备、装置或系统或由设备,装置或系统包括的计算机上运行时,控制这种设备、装置或系统的一个或多个可控元件。
本发明还适用于包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的一个或多个表征特征的设备、装置或系统。本发明还涉及包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的一个或多个表征特征的方法或过程。
本专利中讨论的各个方面可以被组合以提供附加的优点。进一步地,本领域技术人员将理解可以组合实施例,并且也可以组合于两个以上实施例。此外,一些特征可以形成一个或多个分案申请的基础。
Claims (15)
1.一种光生成设备(1000),其中:
-所述光生成设备(1000)包括:(a)第一光源(110),所述第一光源被配置为生成具有第一光源光谱功率分布的第一光源光(111),其中所述第一光源(110)包括第一激光光源(10),所述第一激光光源(10)被配置为生成第一激光光源光(11);(b)第一发光材料(210),所述第一发光材料被配置为将所述第一光源光(111)的至少一部分转换成具有第一发光材料光谱功率分布的第一发光材料光(211),所述第一发光材料光谱功率分布具有在从590nm-780nm的波长范围中选择的一个或多个波长处的发射,其中所述第一发光材料(210)被配置在光学谐振器(230)中;(c)第二光源(120),所述第二光源被配置为生成具有第二光源光谱功率分布的第二光源光(121),其中所述第二光源(120)包括第二激光光源(20),所述第二激光光源(20)被配置为生成第二激光光源光(21);以及(d)第二发光材料(220),所述第二发光材料被配置为转换以下中的一项或多项的至少一部分以提供第二发光材料光:(i)所述第一激光光源光(11)和(ii)所述第二激光源光(21);
-所述第一光源(110)和所述第一发光材料(210)被配置为生成具有第一发光材料激光光谱功率分布的第一发光材料激光(1211),所述第一发光材料激光光谱功率分布包括所述第一发光材料光(211)的至少一部分;
-所述第一光源光谱功率分布和所述第一发光材料激光光谱功率分布相互不相同;
-所述光生成设备(1000)被配置为在一个或多个操作模式中生成白色设备光(1001),所述白色设备光包括所述第一发光材料激光(1211)和所述第二发光材料光(221);
-并且其中所述第二发光材料(220)包括(Yx1-x2-x3AX2CeX3)3(Aly1-y2By2)5O12,其中x1+x2+x3=1,其中x3>0,其中0<x2+x3≤0.2,其中y1+y2=1,其中0≤y2≤0.2,其中A包括从由镧系元素和钪组成的组中选择的一种或多种元素,并且其中B包括从由Ga和In组成的组中选择的一种或多种元素,其中最多10%的Al-O能够被Si-N代替。
2.根据权利要求1所述的光生成设备(1000),其中所述第一发光材料(210)包括掺杂有稀土离子的无机材料,并且其中所述光学谐振器(230)由两个波长相关镜(231,232)限定。
3.根据前述权利要求中任一项所述的光生成设备(1000),其中所述第一发光材料(210)包括Pr3+掺杂的铝酸盐。
4.根据前述权利要求中任一项所述的光生成设备(1000),其中所述第一光源(110)和所述第一发光材料(210)以及可选的第一光学器件(431)被配置为生成具有在618nm-650nm的波长范围内的峰值波长的第一发光材料激光(1211)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光生成设备(1000),其中所述第一光源(110)和所述第一发光材料(210)以及可选的第一光学器件(431)被配置为生成具有618nm-632nm的波长范围内的主波长的第一发光材料激光(1211)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光生成设备(1000),其中所述第一光源(110)被配置为生成蓝色第一光源光(111)。
7.根据权利要求6所述的光生成设备(1000),其中所述第一发光材料(210)被配置为吸收所述第一光源光(111)的一部分,并且其中所述光生成设备(1000)被配置为在一个或多个操作模式中生成白色设备光(1001),所述白色设备光(1001)还包括所述第一光源光(111)。
8.根据前述权利要求6至7中任一项所述的光生成设备(1000),包括被配置为生成所述第一光源光(111)的一个或多个第一光源(110),其中:
-所述一个或多个第一光源(110)、所述第一发光材料(210)和可选的第二光学器件(432)被配置为生成绕过所述第一发光材料(210)的所述第一光源光(111)的一部分;以及
-所述光生成设备(1000)被配置为在一个或多个操作模式中生成白色设备光(1001),所述白色设备光(1001)还包括绕过所述第一发光材料(210)的所述第一光源光(111)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的光生成设备(1000):
-其中所述第一光源光谱功率分布、所述第二光源光谱功率分布以及所述第一发光材料激光光谱功率分布相互不相同;
-其中所述第二光源(120)被配置为生成具有所述第二光源光谱功率分布的第二光源光(121),所述第二光源光(121)具有在绿色和黄色波长范围中的一个或多个波长;以及
-其中所述光生成设备(1000)被配置为在一个或多个操作模式中生成白色设备光(1001),所述白色设备光还包括所述第一光源光(111)和所述第二光源光(121)。
10.根据前述权利要求1至8中任一项所述的光生成设备(1000),其中所述第二光源(120)被配置为生成蓝色第二光源光(121)。
11.根据权利要求10所述的光生成设备(1000),其中所述第二发光材料(220)被配置为转换所述第一激光光源光(11)的至少一部分以提供第二发光材料光。
12.根据前述权利要求10至11中任一项所述的光生成设备(1000),其中:
-所述第一激光光源(10)和所述第一发光材料(210)被配置为生成第一发光材料激光(1211);
-所述第一激光光源(10)和第二发光材料(220)被配置为生成所述第二发光材料光(121);以及
-所述光生成设备(1000)能够被配置为在一个或多个操作模式中生成白色设备光(1001),所述白色设备光(1001)包括所述第一激光光源光(11)、所述第一发光材料激光(1211)以及所述第二发光材料光(221)。
13.根据前述权利要求10至11中任一项所述的光生成设备(1000),包括多个第一激光光源(10),所述多个第一激光光源(10)被配置为生成蓝色激光(11),其中:
-第一组一个或多个第一激光光源(10)中被配置为生成绕过所述第一发光材料(210)和所述第二发光材料(220)的蓝色第一激光(11);-第二组一个或多个第一激光光源(10)被配置为生成照射所述第一发光材料(210)但绕过所述第二发光材料(220)的蓝色第一激光(11);
-第三组一个或多个第一激光光源(10)被配置为生成绕过所述第一发光材料(210)但照射所述第二发光材料(220)的蓝色第一激光(11);
-所述光生成设备(1000)还包括控制系统(300),所述控制系统(300)被配置为控制所述多个第一激光光源(10)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的光生成设备(1000),其中所述光生成设备(1000)被配置为在一个或多个操作模式中生成白色设备光(1001),所述白色设备光(1001)具有至少85的CRI和最大3500K的CCT。
15.一种灯(1)或灯具(2),包括根据前述权利要求中任一项所述的光生成设备(1000)。
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