CN116034228A - 使用内置安全装置的眼睛安全激光照明系统 - Google Patents

使用内置安全装置的眼睛安全激光照明系统 Download PDF

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CN116034228A CN202180056056.7A CN202180056056A CN116034228A CN 116034228 A CN116034228 A CN 116034228A CN 202180056056 A CN202180056056 A CN 202180056056A CN 116034228 A CN116034228 A CN 116034228A
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Abstract

本发明提供了一种光产生系统(1000)，包括光产生装置(100)、发光材料层(200)和光学器件(400)，其中：(I)光产生装置(100)被配置为产生偏振激光辐射(101)；(II)发光材料层(200)包括发光材料(210)，该发光材料(210)被配置为与光产生装置(100)处于光接收关系并且被配置为将偏振激光辐射(101)的至少部分转换为发光材料辐射(211)；(III)光产生系统(1000)被配置为在操作模式中产生至少包括发光材料辐射(211)的系统光(1001)；(IV)光学器件(400)包括第一光学器件(410)和第二光学器件(420)；其中第一光学器件(410)被配置为改变偏振激光辐射(101)的偏振，并且其中第二光学器件(420)具有针对偏振激光辐射(101)的以下中的一者或多者：(i)偏振相关透射和(ii)偏振相关反射；以及(V)光产生装置(100)和光学器件(200)被配置为使得：相对于从发光材料(210)发出的发光材料辐射(211)的光路，第二光学器件(420)被配置在第一光学器件(410)和发光材料(210)的下游。

Description

使用内置安全装置的眼睛安全激光照明系统
技术领域
本发明涉及一种光产生系统以及包括这种光产生系统的光产生装置。
背景技术
具有保护装置的激光系统在本领域中是已知的。例如，US2019323803描述了一种激光系统，其包括：有源激光器，该有源激光器具有至少一个光束导向器和当该有源激光器在使用中时围绕物体/目标的有效范围；保护装置，该保护装置具有在可见光谱范围内工作的至少一个附加激光器，其中如果在使用有源激光器之前在有源激光器的有效范围内检测到至少一个人，则接通至少一个附加激光器。
发明内容
高亮度光源可以用于诸如投影、舞台照明、聚光照明和汽车照明的应用中。为此目的，可以使用激光-磷光体技术，其中激光器提供激光并且远程磷光体将激光转换为转换光。
使用激光器产生白光的最容易的方式是使用泵浦光与转换光的组合来产生白光。当磷光体被损坏时，会出现不安全的情况，其中直接激光从光源发出。
因此，本发明的一个方面是提供一种备选的(基于激光的)光产生系统，其优选地还至少部分地消除上述缺点中的一个或多个缺点。本发明的目的可以是克服或改善现有技术的缺点中的至少一个缺点，或提供有用的备选。
除此之外，在本文的实施例中，提出了一种内置安全机构，其可以阻挡激光离开光源而不需要电子检测电路。为此目的，除其他之外，在将偏振敏感部件连同1/2或1/4波片一起使用的实施例中，提出了当磷光体被损坏时可能被破坏或当磷光体被去除时可能被去除的偏振敏感部件。
例如，在透射模式的实施例中，磷光体可以被放置在反射磷光体发射的二向色反射镜上。在磷光体的顶部上可以放置半波片，随后放置反射p偏振蓝光的偏振二向色滤光器。例如，当p偏振蓝光用于激发磷光体时，未被磷光体吸收的蓝光透射通过磷光体并且被波片旋转而成为s偏振。在s偏振态下，其也被仅反射p偏振蓝光的二向色滤光器透射。在磷光体被破坏的操作期间，其顶部的波片也可能被破坏。这可能意味着p偏振蓝光保持其p偏振并且被反射p偏振的二向色反射器反射。以此方式，可以以简单的方式避免在磷光体破坏时蓝光逸出装置，而不需要附加的电子器件。
因此，在一个方面，本发明提供了一种光产生系统，其包括光产生装置(或“辐射产生装置”)、发光材料层和光学器件。特别地，光产生装置可以被配置为产生偏振激光辐射。此外，发光材料层包括发光材料，尤其是被配置为与光产生装置处于光接收关系的发光材料。在实施例中，发光材料层被配置为将偏振激光辐射的至少部分转换为发光材料辐射。特别地，光产生系统被配置为在操作模式中产生至少包括发光材料辐射的系统光。此外，在实施例中，光学器件可以包括第一光学器件和第二光学器件。在实施例中，第一光学器件和第二光学器件具有以下中的一者或多者：针对偏振激光辐射的(i)偏振相关透射，(ii)偏振相关反射，以及(iii)偏振改变效应。特别地，在实施例中，第一光学器件被配置为改变偏振激光辐射的偏振。备选地或附加地，在实施例中，第二光学器件具有针对偏振激光辐射的以下中的一者或多者：(i)偏振相关透射和(ii)偏振相关反射。在特定实施例中，第一光学器件被配置为改变偏振激光辐射的偏振，并且第二光学器件具有针对偏振激光辐射的以下中的一者或多者：(i)偏振相关透射和(ii)偏振相关反射。此外，特别地，光产生装置和光学器件被配置为使得未被发光材料吸收的偏振激光辐射(如果有的话)的至少部分可以通过第一光学器件和第二光学器件。此外，在实施例中，相对于发光材料，第二光学器件被配置在第一光学器件和发光材料的下游。然而，在实施例中，光产生装置和光学器件被配置为使得：相对于从发光材料发出的发光材料辐射的光路，第二光学器件被配置在第一光学器件和发光材料的下游。
因此，特别地，本发明在实施例中提供了一种光产生系统，其包括光产生装置、发光材料层和光学器件，其中：(a)光产生装置被配置为产生偏振激光辐射；(b)发光材料层包括发光材料，该发光材料被配置为与光产生装置处于光接收关系并且被配置为将偏振激光辐射的至少部分转换为发光材料辐射；(c)光产生系统被配置为在操作模式中产生至少包括发光材料辐射的系统光；(d)光学器件包括第一光学器件和第二光学器件，其中第一光学器件和第二光学器件具有针对偏振激光辐射的以下中的一者或多者：(i)偏振相关透射和(ii)偏振相关反射；其中第一光学器件被配置为改变偏振激光辐射的偏振；以及(e)光产生装置和光学器件被配置为使得未被发光材料吸收的偏振激光辐射的至少部分通过第一光学器件和第二光学器件，其中相对于发光材料，第二光学器件被配置在第一光学器件和发光材料的下游。此外，特别地，本发明在实施例中提供了一种光产生系统，其包括光产生装置、发光材料层和光学器件，其中：(I)光产生装置被配置为产生偏振激光辐射；(II)发光材料层包括发光材料，发光材料被配置为与光产生装置处于光接收关系并且被配置为将偏振激光辐射的至少部分转换为发光材料辐射；(III)光产生系统被配置为在操作模式中产生至少包括发光材料辐射的系统光；(IV)光学器件包括第一光学器件和第二光学器件；其中第一光学器件被配置为改变偏振激光辐射的偏振，并且其中第二光学器件具有针对偏振激光辐射的以下中的一者或多者：(i)偏振相关透射和(ii)偏振相关反射；以及(V)光产生装置和光学器件被配置为使得：相对于从发光材料发出的发光材料辐射的光路，第二光学器件被配置在第一光学器件和发光材料的下游。特别地，在实施例中，发光材料层可以特别地被耦合到第一光学器件。在实施例中，发光材料和第一光学器件可以被配置在层堆叠中。
这种光产生系统可以具有固有的安全装置(阀)。例如，如果发光材料显示出裂纹、断裂或甚至被炸开，则第一光学器件也可能破裂或断裂或被去除。以此方式，未被发光材料吸收的偏振激光被第二光学器件过滤，并且不会传播到系统之外，或者不会以其它方式从光产生系统逸出。因此，可以针对激光光源提供相对简单和可靠的安全系统。
如上所述，光产生系统包括光产生装置、发光材料层和光学器件。下面将进一步阐述这些元件。
光产生装置被配置为产生偏振激光辐射(其也可以表示为例如“装置辐射”或“激光辐射”或“激光装置辐射”)。为此，光产生装置包括光源，尤其是激光源，并且可选地，还包括用于使光源光偏振或改变光源光的偏振的光学器件。特别地，光产生装置可以包括激光器，并且可选地包括用于准直的光学器件。此外，光产生装置可以包括用于对从光产生装置逸出的光施加特定偏振的偏振元件。特别地，偏振激光辐射基本上具有s偏振或p偏振。下面描述光源的另外的实施例。
在实施例中，当在特定波长处90％的辐射具有s偏振，如至少95％，诸如基本上100％时，在该波长处的辐射可以是s偏振的。类似地，在实施例中，当在特定波长处90％的辐射具有p偏振，如至少95％，诸如基本上100％时，在该波长处的辐射可以是p偏振的。因此，s偏振辐射在实施例中可以基本上具有100％的s偏振并且p偏振辐射在实施例中可以基本上具有100％的p偏振。
发光材料层包括发光材料。发光材料特别地被配置为与光产生装置处于光接收关系。
此外，发光材料尤其被配置为将偏振激光辐射的至少部分转换为发光材料辐射。在特定实施例中，发光材料尤其被配置为将所有偏振激光辐射转换为发光材料辐射。在前面的实施例中，系统光可以在实施例中包括未被吸收的(偏振的)激光辐射。在后一实施例中，系统光可以在实施例中基本上不包括未被吸收的(偏振的)激光辐射，因为所有的辐射都已经被吸收。这里，使用术语“(偏振)激光辐射”，因为不排除在本文描述的光学器件的下游，而是(只是)在例如系统的辐射出射窗的上游，可以应用消偏器(depolarizer)。然而，情况不一定如此。
术语“辐射耦合”或“光学耦合”可以特别地意味着(i)诸如光源的光产生元件，和(ii)另一物品或材料彼此关联，使得由光产生元件发射的辐射的至少部分被物品或材料接收。换句话说，物品或材料被配置为与光产生元件处于光接收关系。光产生元件的至少部分辐射将被物品或材料接收。这在实施例中可以是直接地，诸如与光产生元件(的发光表面)物理接触的物品或材料。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，还可以在光产生元件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、光学滤光器。
当元件光学接触或光学耦合时，它们在实施例中可以彼此物理接触，或者在其它实施例中可以用例如光学材料(薄)层(诸如，光学胶)或其它光学透明的界面材料(例如，具有小于约1mm，优选地小于100μm的厚度)将彼此隔开。当不应用光学透明的界面材料时，处于光学接触的两个元件之间的(平均)距离可以特别地大约在相关波长的最大值处，诸如发射最大值的波长。对于可见波长，这可以小于1μm，诸如小于0.7μm，并且对于蓝色甚至更小。因此，当期望光学耦合时，可以应用光学透明的界面材料。在其它实施例中，当没有应用光学透明的界面材料时，处于光学接触的两个元件之间的平均距离尤其可以大约在相关波长的最大值处，诸如发射最大值的波长。因此，当期望光学接触时，可能存在物理接触。然而，即使在这样的实施例中，也可能存在非零的平均距离，但是该距离等于或低于感兴趣的波长，诸如激光辐射的质心波长。
术语“质心波长”(也表示为λc)是本领域已知的，并且是指其中一半的光能处于较短波长并且一半的能量处于较长波长的波长值；该值以纳米(nm)为单位来进行说明。质心波长是将光谱功率分布的积分划分为两个相等部分的波长，如由公式λc＝∑λ*I(λ)/(∑I(λ)所示，其中总和在感兴趣的波长范围上，并且I(λ)是光谱能量密度(即，归一化到积分强度的波长与强度的乘积在发射波段上的积分)。质心波长可以例如在操作条件下被确定。
术语“光”和“辐射”在本文中可以互换使用，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。在具体实施例中，特别是对于照明应用，术语“光”和“辐射”是指可见光。
术语UV辐射在具体实施例中可以指近UV辐射(NUV)。因此，在本文中也应用术语“(N)UV”，一般是指UV，并且在特定实施例中指NUV。术语IR辐射在特定实施例中可以指近IR辐射(NIR)。因此，在本文中也应用术语“(N)IR”，一般是指IR，并且在特定实施例中是指NIR。
发光材料层还可以包括多种不同的发光材料。术语“层”也可以指多层。特别地，发光材料层包括陶瓷体。在特定实施例中，术语“陶瓷体”还可以指多个陶瓷体。因此，在实施例中，发光材料层可以包括陶瓷体，该陶瓷体包括发光材料。此外，在特定实施例中，发光材料包括类型为A3B5O12：Ce的发光材料，其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，并且其中B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。下面描述发光材料的示例。
如上所述，光产生系统被配置为在操作模式中产生至少包括发光材料辐射的系统光。系统光还可以包括未被吸收的装置光，除非过滤掉，或者除非没有未被吸收的装置光(在完全转换的情况下)。此外，除了本文描述的光产生装置之外的其它光产生装置也是可用的，其在操作模式中产生可以由系统光包括的光。此外，多个光产生装置还可能是可用的，其具有装置光的不同光谱功率分布，可选地具有伴随的光学器件，其符合如本文所述的相同原理。因此，术语“系统”在实施例中可以涉及多个系统，并且在特定实施例中可以涉及可以共享一个或多个元件(诸如一个或多个光学器件)的多个系统。特别地，可以共享一个或多个元件的这种多个系统可以至少共享辐射出射窗，如透光(固体)材料的端窗或壳体中的开口。
特别地，在实施例中，装置辐射可以包括UV和可见光辐射中的一者或多者。在特定实施例中，装置辐射基本上是可见辐射(如蓝光)。特别地，在实施例中，发光材料辐射可以包括可见辐射和IR辐射中的一者或多者。在特定实施例中，发光材料辐射基本上是可见辐射(如黄色和/或红色光)，可选地在超过780nm的波长处具有发光材料辐射的光谱功率分布的功率的最大20％，诸如最大10％。
系统、装置或设备可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”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”或“操作性模式”中执行动作或阶段或步骤。术语“模式”也可以表示为“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。
在实施例中，系统可以被配置为在操作模式中产生白光。这将在下面进一步阐明。
如上所述，光学器件可以包括第一光学器件和第二光学器件。因此，术语“光学器件”用于指示可以由系统包括的不同光学器件，但至少指示第一光学器件和第二光学器件。光学器件还可以包括用于使激光(从激光器发出的)偏振的光学器件、或用于反射发光材料光的光学器件、或用于聚焦的光学器件、或用于准直的光学器件等，包括两个或更多个以上的组合。
特别地，在实施例中，第一光学器件和/或第二光学器件具有以下中的一者或多者：针对偏振激光辐射的(i)偏振相关透射，(ii)偏振相关反射，以及(iii)偏振改变效应(其中(激光)装置辐射的偏振被改变)。特别地，第一光学器件和第二光学器件可以具有使剩余的偏振激光通过的功能。假设发光材料没有完全吸收偏振激光，则偏振激光中的部分可以沿着发光材料光可以从系统逸出的相同路径传播。为此，第一光学器件和/或第二光学器件，尤其是第二光学器件具有针对偏振激光辐射的以下中的一者或多者：(i)偏振相关透射和(ii)偏振相关反射。特别地，在实施例中，第一光学器件被配置为改变偏振激光辐射的偏振，诸如延迟器(也参见下文)。备选地或附加地，第二光学器件具有针对偏振激光辐射的以下中的一者或多者：(i)偏振相关透射和(ii)偏振相关反射。因此，在特定实施例中，第一光学器件被配置为改变偏振激光辐射的偏振，并且第二光学器件具有针对偏振激光辐射的以下中的一者或多者：(i)偏振相关透射和(ii)偏振相关反射。
因此，激光辐射以及第一光学器件和第二光学器件的偏振在实施例中特别选择为使得偏振激光不会被发光材料完全吸收，而偏振激光中的部分可以沿着发光材料光可以从系统逸出的相同路径传播。这也指示可能的危险，即，发光材料层将被损坏，激光可以从系统中逸出(进一步参见下文)而不会被发光材料(层)衰减。
注意，这并不意味着光产生装置可能不是基于完全转换。因此，在实施例中，发光材料(层)可以被配置为将偏振激光辐射中的部分转换为发光材料辐射，并且偏振激光辐射中的一些可以通过发光材料，而在其它实施例中，发光材料(层)可以被配置为将基本上所有的偏振激光辐射转换为发光材料辐射。如本领域已知的，由于非100％量子效率，也可能存在一些损失。通过部分转换，激光辐射的至少部分可以沿着发光材料辐射的光路传播到辐射出射窗。通过基本上完全转换，理论上激光辐射的至少部分可以沿着发光材料辐射的光路传播到辐射出射窗，这实际上可以在例如发光材料将以太薄的层提供或者将被损坏(导致非完全转换)时发生。
在实施例中，光学器件中的一个被配置为改变偏振激光辐射的偏振。结合激光仅可以沿期望路径传播的事实，这允许第一光学器件和第二光学器件中的一个光学器件不可用或功能不正确的选项，激光可以不沿期望路径传播。例如，为此，光学器件中的一个可以被配置为改变偏振激光辐射的偏振。
在特定实施例中，第一光学器件可以被配置为改变偏振激光辐射的偏振。在备选实施例中，第二光学器件可以被配置为改变偏振激光辐射的偏振。
此外，在实施例中，光产生装置和光学器件被配置为使得未被发光材料吸收(特别是由于非完全转换)的偏振激光辐射的至少部分穿过第一光学器件和第二光学器件，其中相对于发光材料，第二光学器件被配置在第一光学器件和发光材料的下游。因此，在实施例中，光产生装置和光学器件可以特别地被配置为使得：相对于从发光材料发出的发光材料辐射的光路，第二光学器件被配置在第一光学器件和发光材料的下游。
这里，使用短语“相对于发光材料”和“相对于发光材料辐射的光路”以及类似短语，尤其是指示尤其是选择辐射传播的被发光材料辐射(其在光产生系统的辐射出射窗的方向上从发光材料发出)跟随的那部分。如下面将指出的，可以在两个方向上使用光学器件，使得关于第一光学器件和第二光学器件相对于从发光材料辐射发出的辐射的传播的具体定义，特别是在辐射出射窗的方向上使用术语“上游”和“下游”是有用的。
因此，根据所选择的配置，第一光学器件可以被配置在发光材料的上游或下游。第二光学器件可以被配置在发光材料的下游和第二光学器件的下游。因此，在实施例中，激光辐射可以顺序地通过第一光学器件、发光材料和第二光学器件。在备选实施例中，激光辐射可以通过第二光学器件、第一光学器件、发光材料，并且然后重新以相反的顺序通过第一光学器件和第二光学器件。注意，术语“通过”和类似术语可以指反射和/或辐射。
术语“上游”和“下游”涉及项目或特征相对于来自光产生装置(这里尤其是光源)的光的传播的布置，其中相对于来自光产生装置的光束内的第一位置，光束中更靠近光产生装置的第二位置是“上游”，并且光束内更远离光产生装置的第三位置是“下游”。
如上所述，在特定实施例中，发光材料层可以被耦合到第一光学器件或第二光学器件。在实施例中，发光材料以及第一光学器件和第二光学器件中的至少一个光学器件可以被配置在层堆叠中。这可以允许当发光材料层被损坏时，如破裂或断裂等，第一光学器件或第二光学器件也可以分别破裂或断裂。以此方式，在损坏时(其否则可能导致高强度辐射的逸出)，现在第一光学器件或第二光学器件中的一个光学器件可能(局部地)失去其功能，导致当处于非损坏状态时，偏振激光或激光的另一路径被阻挡。该发光材料层可以与第一光学器件耦合，特别地发光材料层和第一光学器件可以物理地、机械地或化学地耦合。耦合可以经由物理装置，如夹紧元件、螺钉等。备选地或附加地，耦合可以经由粘合剂(层)。备选地或附加地，耦合可以经由在第一光学器件上涂覆发光材料层，如经由溶胶-凝胶涂覆或化学或物理气相涂覆工艺，或反之亦然，在发光材料层上的第一(或第二)光学器件。
当发光材料层被损坏时，如破裂或断裂，可能导致非完全转换。术语“非完全转换”还可以包括完全没有转换(即，发光材料可以不衰减光产生装置的激光辐射)。
在下文中，将主要关于其中第一光学器件可以被耦合到发光材料层的实施例来进一步解释本发明。
因此，特别是在实施例中，第一光学器件和发光材料层可以被第一层堆叠包括。特别地，在实施例中，第一光学器件可以诸如经由粘合剂层(层)被附接到发光材料层。如上所述，发光材料层的主面和第一光学器件的主面可以(在实施例中经由(中间)粘合剂层)彼此附接。
在备选实施例中，发光材料层和(第一)光学器件可以在其间具有一个或多个层的(第一)叠层中获得。例如，(第一)叠层可以包括发光材料层和第一光学器件，其间具有单层。其间的该一个或多个层中的一个或多个层可以是例如支撑件。特别地，其间的(多)层相对较薄。因此，在实施例中，第一层堆叠可以包括被配置在第一光学器件和发光材料层之间的中间层。特别地，在实施例中，中间层可以被附接到第一光学器件和发光材料层。此外，在特定实施例中，中间层可以是刚性层。此外，在实施例中，(刚性)层可以具有选自0.5μm-100μm的范围，诸如选自1nm-100nm的范围，如至多约50μm，如1μm-30μm的范围的厚度。薄层和/或刚性层可以允许当发光材料层破裂或断裂时，中间层和第一光学器件也分别破裂或断裂。
在备选实施例中，可以存在第二叠层(也进一步参见下文)，并且在特定实施例中这种第二叠层可以包括第二光学器件和发光材料层。或者，第二叠层可以包括第二光学器件和其它光学器件(参见下文)。
在备选实施例中，第二光学器件被配置为与第一光学器件相距一距离并且与发光材料层相距一距离。该距离可以至少约为发光材料辐射的质心波长。因此，在特定实施例中，发光材料辐射具有第二质心波长λ2，其中第二光学器件和第一光学器件被配置为相距等于或大于第二质心波长λ2的距离。如上所述，其它实施例也是可能的。
特别地，第一光学器件可以相对较薄。这通常可以是半波或四分之一波片的情况，半波或四分之一波片是第一光学器件的实施例(也参见下文)。因此，在实施例中，第一光学器件可以具有选自0.5μm-40μm，诸如1μm-20μm的范围的厚度。然而，其它厚度也是可能的。
如上所述，在特定实施例中，第一光学器件和第二光学器件中的一个或多个光学器件包括延迟器。如本领域已知的，波片或延迟器是修改从其中穿过的光波的偏振状态的光学器件。半波片可以改变线偏振光的偏振方向(尤其是从s偏振到p偏振或从p偏振到s偏振)，并且四分之一波片可以将线偏振光转换为圆偏振光(并且反之亦然)。特别地，可以针对激光辐射的质心波长优化延迟器。因此，针对激光辐射的质心波长，延迟器，尤其是第一光学器件，可以是1/2波片或1/4波片(也参见下文)。因此，在实施例中，1/2波片或1/4波片可以分别是针对波长λr(延迟器波长)的1/2波片或1/4波片，其中(λc-5nm)≤λr≤(λc+5nm)，特别是其中(λc-2nm)≤λr≤(λc+2nm)，诸如约(λc-1nm)≤λr≤(λc+1nm)。
通常，可以有两个系列的实施例，但是本发明不限于这两个系列的实施例。在一系列实施例中，应用透射模式，并且第一光学器件可以包括半波片。在备选实施例中，应用反射模式，并且第一光学器件可以包括四分之一波片。在前一实施例中，未被吸收的装置光原则上可以通过第一光学器件一次，并且因此改变偏振。在后面的实施例中，未被吸收的装置光原则上可以通过第一光学器件两次，并且(因此)也改变偏振。也可以选择备选的解决方案。
发光材料层和光产生装置被配置为处于透射模式或处于反射模式。在发光材料层和光产生装置被配置为处于透射模式的情况下，第一光学器件包括被配置为将第一偏振修改为第二偏振的半波延迟器。第二光学器件包括对于第二偏振是透射的并且对于第一偏振是不透射的半透明反射镜。因此，在实施例中，发光材料层和光产生装置被配置为处于透射模式，其中第一光学器件包括被配置为将第一偏振修改为第二偏振的半波延迟器，并且其中第二光学器件包括对于第二偏振是透射的并且对于第一偏振是不透射的半透明反射镜。
偏振激光可以具有光轴。在实施例中，光产生装置和光学器件可以被配置为使得光轴可以基本上垂直于第二光学器件。在备选实施例中，可以存在小角度。这可以允许如果发光层被损坏，减少可能逸出到系统外部的激光。因此，在特定实施例中，发光材料层和光产生装置被配置为处于透射模式，其中第一光学器件包括被配置为将第一偏振修改为第二偏振的半波延迟器，其中偏振装置辐射具有光轴(O)，其中第二光学器件被配置为处于与光轴(O)不垂直的配置。特别地，在实施例中，相对于第二光学器件的法线的角度α可以选自小于15°且大于0°的范围，诸如在1°-15°的范围内，但是其它角度也是可能的。同样在该实施例中，特别地，第二光学器件可以包括对于第二偏振是反射的并且对于第一偏振是透射的半透明反射镜。如上文所述，角度α在实施例中也为0°。
在本文中，当元件表示为透射时，这在实施例中可以意味着在一个或多个波长处，辐射中的被透射的部分可以大于辐射中的被反射或吸收的部分。在本文中，当元件表示为反射时，这在实施例中可以意味着在一个或多个波长处，辐射中的被反射的部分可以大于辐射中的被透射或吸收的部分。
发光材料光可以从发光材料层向不同方向逸出。发光材料层尤其可以具有彼此相对的两个面。可能期望从第一面逸出。因此，可以通过应用反射镜来减少经由第二面的发光材料光的逃逸和损失。特别地，该反射镜对于(来自第二面的上游的)偏振激光可以是透射的，但是对于(在反射镜的方向上传播的)发光材料光是反射的，使得从第二面逸出的发光材料光被反射回发光材料层中，并且可以具有从第一面逸出的机会。
因此，在(处于透射模式的)实施例中，光学器件还包括第三光学器件，其中第三光学器件被配置在发光层的上游，并且其中第三光学器件对于偏振装置辐射可以是透射的，并且对于发光材料辐射可以是反射的。
特别地，在实施例中，第三光学器件可以包括用于发光材料辐射的与偏振无关的二向色反射器。
此外，在实施例中，第三光学器件可以反射在第一光学器件下游具有改变的偏振的偏振激光辐射。
因此，在特定实施例中，第三光学器件可以(也)被第一层堆叠包括，尽管情况不一定如此。
如上所述，在特定实施例中，第二光学器件可以被第二层堆叠包括。
上面，关于透射模式描述了一些实施例。在下文中，描述关于反射模式的一些实施例。
在反射模式中，偏振激光可以通过第一光学器件两次。因此，在反射模式中可以获得四分之一波片，其因此可以有效地具有与透射模式中的半波片相同的效果，尤其是与反射器元件组合。
在发光材料层和光产生装置被配置为处于反射模式的情况下，第一光学器件包括四分之一波长延迟器，该延迟器被配置为结合第四光学器件将第一偏振修改为第二偏振。此外，第二光学器件包括对于第二偏振是反射的并且对于第一偏振是透射的半透明反射镜。
第四光学器件对于偏振装置辐射和发光材料辐射是反射的。发光材料层被配置为位于第一光学器件与第四光学器件之间。
因此，在实施例中，发光材料层和光产生装置可以被配置为处于反射模式，其中第一光学器件包括四分之一波长延迟器(被配置为结合第四光学器件将第一偏振修改为第二偏振)，其中第二光学器件包括对于第二偏振是反射的并且对于第一偏振是透射的半透明反射镜，其中光产生系统还包括第四光学器件，该第四光学器件对于偏振装置辐射和发光材料辐射是反射的，其中发光材料层被配置为位于第一光学器件和第四光学器件之间。
由于在这些实施例中在反射模式中使用第二光学器件，所以可能期望通过包括这些第二光学器件的阶段的辐射也可以反射发光材料光。因此，在(处于反射模式的)实施例中，光产生系统还可以包括第三光学器件，其中第三光学器件对于偏振装置辐射是透射的并且对于发光材料辐射是反射的。特别地，(在反射模式中的)第三光学器件被配置在发光层的下游(再次使用发光材料作为参考；也参见上文)。
在特定实施例中，特别是在反射模式中，第二光学器件和第三光学器件被第二层堆叠包括。
第一光学器件和/或第二光学器件和/或第三光学器件可以各自独立地具有长度和/或宽度或直径和厚度的大纵横比。这也适用于发光材料层。通常，对于第一光学器件和/或第二光学器件和/或第三光学器件和/或发光材料层，可以适用的是它们包括彼此相距一距离配置的两个基本上平行的面，该距离是厚度。这两个面可以表示为“主面”。
在叠层中，这些主面中的一个或两个主面可以分别与另一层或其它层相邻(如接触)。
这两个面在实施例中可以基本上具有相同的面积。这种面的该面积可以被重新计算为虚拟的或真实的直径，不管这种面的形状如何，其通常可以是正方形、矩形或圆形。这种直径也可以表示为等效圆直径，并且对于不具有圆形形状的面是虚拟直径，并且对于具有圆形形状的面是真实直径。(不规则形状的)二维形状的等效圆直径(或ECD)是等效面积的圆的直径。例如，具有边a的正方形的等效圆直径是2*a*SQRT(1/π)。对于圆，直径与等效圆直径相同。如果在xy平面中具有直径D的圆(在xy平面中)被扭曲为任何其它形状，而不改变面积尺寸，则该形状的等效圆直径为D。特别地，第一光学器件和/或第二光学器件和/或第三光学器件的纵横比D/d(其中D是等效圆直径并且d是厚度)可以是至少10，诸如至少20，并且在实施例中甚至可以高达约10,000或更大。相同的值可以适用于发光材料层，但是其它值也可以适用。
因此，在实施例中，第一光学器件可以具有板状形状，如(在板状形状的平面中)具有矩形、正方形或圆形截面的板。备选地或附加地，第二光学器件可以具有板状形状，如(在板状形状的平面中)具有矩形、正方形或圆形截面的板。备选地或附加地，发光材料层可以具有板状形状，如(在板状形状的平面中)具有矩形、正方形或圆形截面的板。备选地或附加地，第三光学器件可以具有板状形状，如(在板状形状的平面中)具有矩形、正方形或圆形截面的板。备选地或附加地，第四光学器件可以具有板状形状，如(在板状形状的平面中)具有矩形、正方形或圆形截面的板。
在实施例中，系统可以被配置为在操作模式中产生白光。在其它实施例中，系统可以被配置为在操作模式中产生有色光。在另外的实施例中，系统可以被配置为在一个或多个操作模式中产生白光并且在一个或多个其它操作模式中产生有色光。当系统可以包括以下实施例中的一个或多个实施例时，对色点、色温、质心波长等的控制可以尤其是可能的：(a)装置光的一部分可以用于直接混合到系统光中，而不必通过发光材料，(b)第二光产生装置，其被配置为产生装置光，该装置光可以具有不同于用于泵浦发光材料的装置光的另一光谱功率分布，并且其可以通过发光材料或可以不必通过发光材料(即，其可以通过使用光学器件绕过发光材料，其可以被透射，其可以被反射)，以及(c)本文描述的系统中的两个或更多个组合，其可以可选地共享一个或多个元件，尤其是端窗。然而，其它实施例也是可能的。
此外，系统可以包括控制系统或功能性地被耦合到控制系统。控制系统可以控制光产生装置和可选的其它装置，诸如上面所指出的。
本文中的术语“白光”是本领域技术人员已知的。其尤其涉及具有在大约1800K和20000K之间，诸如在2000K和20000K之间，尤其是2700K-20000K之间，对于一般照明尤其是在大约2700K和6500K的范围内的相关色温(CCT)的光。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的范围内。此外，在实施例中，相关色温(CCT)尤其是在距BBL(黑体轨迹)约15SDCM(颜色匹配的标准偏差)内，尤其是在距BBL约10SDCM内，甚至更尤其是在距BBL约5SDCM内。
术语“可见”、“可见光”或“可见光发射”和类似术语是指具有在约380-780nm范围内的一个或多个波长的光。在本文中，UV尤其是指选自200nm-380nm范围的波长。
术语“紫光”或“紫色发射”尤其涉及具有在约380nm-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440nm-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495nm-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570nm-590nm范围内的波长的光。术语“橙光”或“橙色发射”尤其涉及具有在约590nm-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620nm-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分量的光。术语“青色”可以指选自约490nm-520nm范围的一个或多个波长。术语“琥珀色”可以指选自约585nm-605nm，诸如约590nm-600nm范围的一个或多个波长。
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”和类似术语例如可以指对元件施加行为(确定元件的行为或监督元件的运行)等，诸如例如，测量、显示、致动、打开、移位、改变温度等。除此之外，术语“控制”和类似术语还可以包括监控。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控元件。对元件的控制可以用控制系统来完成，该控制系统也可以表示为“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性地耦合。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耦合的，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。控制系统可以包括用户接口或可以功能性地被耦合到用户接口。
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上的App来控制，该设备诸如是便携式设备，如智能电话或I-电话，平板计算机等。因此，设备不一定被耦合到照明系统，但是可以(暂时地)功能性地被耦合到照明系统。
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控制系统或以从模式来控制。例如，照明系统可以用代码来标识，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(通过具有光学传感器(例如，QR码读取器)的用户接口输入的)(唯一的)代码的知识来访问照明系统。照明系统还可以包括用于与其它系统或设备通信的装置，诸如基于蓝牙、WIFI、LiFi、ZigBee、BLE或WiMAX或其它无线技术。
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。如果其它模式是可用的，则对这种模式的选择尤其可以经由用户接口来执行，尽管其它选项(如根据传感器信号或(时间)方案来执行模式)也是可能的。操作模式在实施例中也可以指仅能够在单个操作模式中操作(即，“开启”，而没有进一步的可调性)的系统、设备或装置。
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。
特别地，在实施例中，光产生装置可以被配置为产生蓝色偏振激光辐射。例如，与发射黄光的磷光体结合，这可以(在操作模式中)提供白光。此外，特别地，发光材料的质心波长距光产生装置的质心波长可以是至少30nm，甚至更特别地至少40nm，如在特定实施例50中，诸如至少70nm。鉴于光学器件的使用，这可能是有用的。通常，并且在一阶近似中，质心波长离得越远，它们可以分离得越好，并且因此第一光学器件和第二光学器件可以将它们的功能执行得越好。因此，在特定实施例中，光产生装置可以被配置为产生具有第一质心波长λ1的偏振激光辐射，在特定实施例中为蓝色，并且其中发光材料辐射具有第二质心波长λ2，其中λ2-λ1≥70nm，尤其是λ2-λ1≥90nm，诸如至少100nm，如至少有110nm之差。
在下文中，描述一些另外的实施例。
术语“光源”还可以涉及多个光源，诸如2个-200个(固态)LED光源。因此，术语LED也可以指多个LED。此外，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的衬底上的半导体芯片形式的LED芯片。因此，多个光半导体光源可以被配置在同一衬底上。在实施例中，COB是一起被配置为单个照明模块的多LED芯片。
光源具有光逃逸表面。参考常规的光源，诸如灯泡或荧光灯，其可以是玻璃或石英外壳的外表面。对于LED，其可以例如是LED管芯，或者当将树脂施加到LED管芯时，其可以是树脂的外表面。原则上，其也可以是光纤的终端。术语“逃逸表面”尤其涉及光源的一部分，其中光实际上离开光源或从光源逸出。光源被配置为提供光束。该光束(因此)从光源的光出射表面逸出。
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)、竖直腔激光二极管(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)。在一个实施例中，光源包括LED(发光二极管)。术语LED还可以指多个LED。此外，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的衬底上的半导体芯片形式的LED芯片。因此，多个半导体光源可以被配置在同一衬底上。在实施例中，COB是一起被配置为单个照明模块的多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个-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(具有或不具有光学器件的)(在实施例中提供片上束控向的)像素化的单个LED。
术语“激光光源”尤其是指激光器。这种激光器尤其可以被配置为产生激光光源光，该激光光源光具有在UV、可见或红外中的一个或多个波长，尤其具有从200nm-2000nm(诸如300nm-1500nm)的光谱波长范围中选择的波长。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装置。
特别地，在实施例中，术语“激光器”可以指固态激光器。在特定实施例中，术语“激光器”或“激光光源”或类似术语是指激光二极管(或二极管激光器)。
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”可以是指以下各项中的一项或多项：铈掺杂锂锶(或钙)氟化铝(Ce:LiSAF，Ce:LiCAF)、掺铬黄铜矿(紫翠玉)激光器、铬ZnSe(CnZnSe)激光器、二价钐掺杂氟化钙(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激光器、Nd:CrYAG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)激光器、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(玻璃或陶瓷体)激光器等。
在实施例中，术语“激光器”或“固态激光器”可以是指一个或多个半导体激光二极管、诸如GaN、InGaN、AlGalnP、AlGaAs、InGaAsP、铅盐、竖直腔表面发射激光器(VCSEL)、量子级联激光器、混合硅激光器等。
激光器可以与上变频器(upconverter)组合，以便达到更短的(激光)波长。例如，使用一些(三价)稀土离子可以获得上变频，或者使用非线性晶体可以获得上变频。备选地，激光器可以与诸如染料激光器的下变频器(downconverter)组合，以达到更长的(激光)波长。
如可以从下文导出的，术语“激光光源”还可以指多个(不同或相同的)激光光源。在特定实施例中，术语“激光光源”可以指N个(相同的)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器组中(也参见上文)。在实施例中，激光器组可以包括散热和/或光学器件(例如，用以准直激光的透镜)。
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光源光组成。光源光还可以包括两个或更多个(不同的或相同的)激光光源的激光光源光。例如，两个或更多个(不同的或相同的)激光光源的激光光源光可以被耦合到光导中，以提供包括两个或更多个(不同的或相同的)激光光源的激光光源光的单束光。在特定实施例中，光源光因此尤其是准直光源光。在另外的实施例中，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“相同的光源”或“多个相同的光源”以及类似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。
光源尤其被配置为产生具有光轴(O)(光束形状)和光谱功率分布的光源光。光源光在实施例中可以包括一个或多个带，该一个或多个带具有激光器已知的带宽。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下具有在小于20nm(诸如等于或小于10nm)范围内的半高全宽(FWHM)。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尺度上的强度)。
(光源光的)光束可以是(激光)光源光的聚焦或准直光束。术语“聚焦”尤其是指会聚成小光斑。该小光斑可以在离散的转换器区域处，或(稍微)在其上游或(稍微)在其下游。特别地，聚焦和/或准直可以使得在离散的转换器区域处的光束的截面形状(垂直于光轴)基本上不大于离散的转换器区域(其中光源光照射离散的转换器区域)的截面形状(垂直于光轴)。聚焦可以用一个或多个光学器件(如(聚焦)透镜)来执行。特别地，可以应用两个透镜来聚焦激光源光。准直可以用一个或多个(其它)光学器件(如准直元件，诸如透镜和/或抛物面反射镜)来执行。在实施例中，(激光)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)准直的光源光。光学器件可以用于提供(高)准直(也参见上文)。
如上所述，光产生装置尤其可以包括激光器或者可以是激光器。因此，光产生装置尤其被配置为产生(偏振的)激光辐射。
如上所述，光产生系统还包括发光体。特别地，发光体包括发光材料，其中发光体被配置为与所述n个激光光源处于光接收关系，其中发光材料被配置为将激光光源光的至少部分转换为发光材料光。特别地，发光材料光包括可见光，诸如在黄色或绿色中具有色点。
本文中的术语“发光材料”尤其涉及无机发光材料，其有时也表示为磷光体。这些术语是本领域技术人员已知的。
在实施例中，可以施加量子点和/或有机染料，并且可以可选地将其嵌入透射基质中，如例如，聚合物，如PMMA或聚硅氧烷等等。量子点是半导体材料的小晶体，该小晶体通常具有仅几纳米的宽度或直径。当被入射光激发时，量子点发射由晶体的尺寸和材料决定的颜色的光。因此，可以通过调整点的尺寸来产生特定颜色的光。大多数已知的具有可见范围内的发射的量子点基于具有诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)的壳的硒化镉(CdSe)。也可以使用无镉量子点，诸如磷化铟(InP)和硫化铜铟(CuInS2)和/或硫化银铟(AgInS2)。量子点显示出非常窄的发射带，并且因此它们显示出饱和色。此外，通过调整量子点的尺寸可以容易地调节发射颜色。在本发明中可以使用本领域已知的任何类型的量子点。然而，出于环境安全和关注的原因，使用无镉量子点或至少具有非常低的镉含量的量子点可能是优选的。替代量子点或除量子点之外，也可以使用其它量子限制结构。在本申请的上下文中，术语“量子限制结构”应理解为例如，量子阱、量子点、量子棒、三脚架、四脚架或纳米线等。也可以使用有机磷光体。合适的有机磷光体材料的示例是基于苝系衍生物的有机发光材料，例如由BASF以名称
Figure BDA0004113308200000221
销售的化合物。合适的化合物的示例包括但不限于
Figure BDA0004113308200000222
Red F305，
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 Orange F240，
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 Yellow F083和
Figure BDA0004113308200000232
F170。因此，量子限制结构也可以是转换器元件。有机发光材料(诸如前述染料)，或更尤其是其特定(功能)基团，因此也可以是转换器元件。元素如(三价)Ce和二价Eu在本领域中也表示为活化剂或活化剂元素或“掺杂剂”。因此，特别地，发光材料是转换器元件或者包括转换器元件。
如上所述，发光设备尤其还包括发光材料，该发光材料被配置为将光源光的至少部分转换为具有发射带的发光材料光，该发射带具有在(a)绿色光谱波长范围和(b)黄色光谱波长范围中的一个或多个光谱波长范围中的波长。
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种或多种辐射)转换为第二辐射的材料。通常，第一辐射和第二辐射具有不同的光谱功率分布。因此，替代术语“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，这是在所谓的下变频中的情况。然而，在特定实施例中，第二辐射具有在比第一辐射小的波长处具有强度的光谱功率分布，这是在所谓的上变频中的情况。在实施例中，“发光材料”可以特别地指可以将辐射转换为例如可见光和/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种或多种辐射转换为可见光。发光材料在特定实施例中还可以将辐射转换为红外辐射(IR)。因此，在利用辐射激发时，发光材料发射辐射。通常，发光材料将是下变频器，即，较小波长的辐射被转换为具有较大波长(λex＜λem)的辐射，尽管在特定实施例中，发光材料可以包括下变频器发光材料，即，较大波长的辐射被转换为具有较小波长(λex＞λem)的辐射。在实施例中，术语“发光”可以指磷光。在实施方案中，术语“发光”还可以指荧光。替代术语“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。本文中的术语“发光材料”还可以指包括发光材料的材料，诸如包括发光材料的透光主体。
特别地，发光材料被配置为将光源光的至少部分转换为具有发射带的发光材料光，该发射带具有在(a)绿色光谱波长范围和(b)黄色光谱波长范围中的一个或多个光谱波长范围中的波长，其中发光材料包括类型为A3B5O12：Ce的(石榴石)发光材料，其中A包括Y、La、Gd、Tb、Lu中的一者或多者，并且B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。因此，发光材料光可以例如是绿光或黄光(或者在特定实施例中甚至是橙色(取决于石榴石的成分和铈浓度))。然而，其它实施例也是可能的，参见下文。在实施例中，A元素中的0.05％-10％包括Ce，甚至更尤其是0.05％-5％，诸如0.1％-5％。特别地，在实施例中，A元素中的0.1％-3％包括Ce，诸如高达2％，如选自0.1％-1.5％的范围，诸如至少高于0.5％。
特别地，发光材料包括转换材料或者为转换材料。发光材料将来自光源的光(诸如光源光)转换为二次光(这里是发光材料光)。发光材料可以包括转换光的有机基团、或转换光的分子、或转换光的无机基团等。此类基团(或分子)可以表示为转换器元件。如上文所述的石榴石型材料包括铈(Ce)作为转换器元素。含铈石榴石是本领域公知的。
因此，在特定实施例中，发光材料包括类型为A3B5O12的发光材料：其中A在实施例中包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，尤其是(至少)Y、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，并且其中B在实施例中包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。特别地，A可以包括Y、Gd和Lu中的一者或多者，诸如尤其是Y和Lu中的一者或多者。特别地，B可以包括Al和Ga中的一者或多者，更特别地至少包括Al，诸如基本上完全包括Al。因此，特别合适的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至少包括钇或镥，并且其中B至少包括铝。这种石榴石可以掺杂铈(Ce)、镨(Pr)或铈和镨的组合；然而尤其是掺杂Ce。特别地，B包括铝(Al)，然而，B也可以部分地包括镓(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％或更少摩尔的Ga、Sc和In中的一者或多者组成)；B可以特别包括高达约10％的镓。在另一个变型中，B和O可以至少部分地被Si和N替代。元素A尤其可以选自由钇(Y)、钆(Gd)、铽(Tb)和镥(Lu)组成的组。进一步地，Gd和/或Tb特别地仅以高达约20％的A的量存在。在一个特定实施例中，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”指示发光材料中金属离子(即，在石榴石中：“A”离子的一部分)的一部分被Ce替代。例如，在(Y1-xLux)3Al5O12：Ce的情况下：Y和/或Lu的一部分被Ce替代。这是本领域技术人员已知的。Ce将替代A一般不多于10％；通常，Ce浓度将在0.1％至4％，尤其是0.1％至2％(相对于A)的范围内。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基本上处于或仅处于三价状态。
在实施例中，发光材料(因此)包括A3B5O12，其中在特定实施例中，最多10％的B-O可以被Si-N替代。
在特定实施例中，发光材料包括(Yx1-x2-x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)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’包括一种或多种选自由镧系元素组成的组中的元素，并且其中B’包括一种或多种选自由Ga、In和Sc组成的组中的元素。在实施例中，x3选自0.001-0.1的范围。在本发明中，特别地x1＞0，诸如＞0.2，如至少0.8。具有Y的石榴石可以提供合适的光谱功率分布。
在特定实施例中，最多10％的B-O可y以被Si-N替代。这里，B-O中的B是指Al、Ga、In和Sc中的一者或多者(并且O是指氧)；在特定实施例中，B-O可以指A1-O。如上所述，在特定实施例中，x3可以选自0.001-0.04的范围。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(与光源光和第二光源光(以及光学滤光器)组合)。因此，在特定实施例中，A可以选自由Lu和Gd组成的组。备选地或附加地，B可以包括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选自0.001-0.1的范围，其中0＜x2+x3≤0.1，并且其中0≤y2≤0.1。此外，在特定实施例中，最多1％的B-O可以被Si-N替代。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，光产生系统可以仅包括选自含铈石榴石类型的发光材料。在更进一步的特定实施例中，光产生系统包括单一类型的发光材料，诸如(Yx1-x2-x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12。因此，在特定实施例中，发光设备包括发光材料，其中至少85重量％，甚至更特别地至少约90wt.％，诸如还甚至更特别地至少约95重量％的发光材料包括(Yx1-x2- x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12。其中A’包括一种或多种选自由镧系元素组成的组中的元素，并且其中B’包括一种或多种选自由Ga、In和Sc组成的组中的元素，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。特别地，x3选自0.001-0.1的范围。注意，在实施例中x2＝0。备选地或附加地，在实施例中，y2＝0。
在特定实施例中，A可以特别地至少包括Y，并且B可以特别地至少包括Al。
石榴石型发光材料还可以用备选分子式A3B’2C”3O12来描述。这里，A可以包括以下中的一者或多者：(i)稀土离子，诸如选自Y3+、Lu3+、Gd3+、Tb3+、La3+中的一者或多者，以及(ii)二价阳离子，诸如Ca2+。这里，B可以包括以下中的一者或多者：(i)三价阳离子，诸如Al3 +、Ga3+、Sc3+、Sb3+和In3+中的一者或多者，以及(ii)二价阳离子，诸如Mg2+和Mn2+中的一者或多者。这里，C可以包括以下中的一者或多者：(i)三价阳离子，诸如Ga3+和Al3+中的一者或多者，(ii)二价阳离子，诸如Mn2+，以及(iii)四价阳离子，诸如Si4+和Ge4+中的一者或多者。利用此类离子，可以保持石榴石晶体结构。除所提到的之外的其他替代也是可能的。
备选地或附加地，发光材料可以例如是M2Si5N8：Eu2+和/或MAlSiN3：Eu2+和/或Ca2AlSi3O2N5：Eu2+等，其中M包括Ba、Sr和Ca中的一者或多者，尤其是在实施例中至少包括Sr。在特定实施例中，第一发光材料可以包括选自由(Ba，Sr，Ca)S：Eu、(Ba，Sr，Ca)AlSiN3：Eu和(Ba，Sr，Ca)2Si5N8：Eu组成的组中的一种或多种材料。在这些化合物中，铕(Eu)基本上是或仅仅是二价的，并且替代一种或多种所指示的二价阳离子。通常，Eu将不以大于10％的阳离子的量存在；相对于它所替代的(多个)阳离子，它的存在将尤其在约0.5％至10％的范围内，更尤其在约0.5％至5％的范围内。术语“：Eu”指示金属离子的一部分被Eu替代(在这些示例中被Eu2+替代)。例如，假设CaAlSiN3：Eu中的Eu为2％，正确的分子式可以是(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3。二价铕通常替代二价阳离子，诸如上述二价碱土阳离子，尤其是Ca、Sr或Ba。材料(Ba，Sr，Ca)S：Eu还可以被指示为MS：Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶、或钙和锶，更尤其是钙。这里，Eu被引入并替代M的至少部分(即，Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。进一步地，材料(Ba，Sr，Ca)2Si5N8：Eu也可以被指示为M2Si5N8：Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括Sr和/或Ba。在另一特定实施例中，M由Sr和/或Ba(不考虑Eu的存在)组成，尤其是50％至100％，更尤其是50％至90％的Ba和50％至0％，尤其是50％至10％的Sr，诸如Ba1.5Sr0.5Si5N8：Eu(即，75％的Ba；25％的Sr)。这里，Eu被引入并且替代M的至少部分(即，Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。类似地，材料(Ba，Sr，Ca)AlSiN3：Eu也可以被指示为MAlSiN3：Eu其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶、或钙和锶，更尤其是钙。这里，Eu被引入并且替代M的至少部分(即，Ba、sr和Ca中的一者或多者)。如本领域技术人员已知的，上述发光材料中的Eu基本上处于或仅处于二价状态。因此，这种氮化物发光材料也可以是或包括转换器元素，这里尤其是Eu2+。
特别地，发光材料可以是无机发光材料，诸如上述三价铈或二价铕中的一者或多者，包括氧化物，氧氮化物或氮化物。
发光材料被配置为将第一辐射(选自UV辐射和可见辐射中的一种或多种辐射)的至少部分转换为发光材料光。特别地，在实施例中，发光材料可以被配置为将蓝光(作为辐射)的至少部分转换为发光材料光。尤其是当蓝光被部分地转换时，蓝光可以用作蓝光源(用于装置光)和可以由发光材料转换的激发光。第一辐射尤其可以由(固态)光源提供，进一步参见下文。
当应用不同的发光材料时，一种或多种发光材料可以被配置为将激光光源光转换为绿色和黄色发光材料光中的一种或多种发光材料光，并且一种或多种其它发光材料可以被配置为将激光光源光转换为橙色和红色发光材料光中的一种或多种发光材料光。
在特定实施例中，发光体包括陶瓷体，该陶瓷体包括发光材料。备选地，发光体包括单晶。在又一特定实施例中，可以应用不同类型的发光体。因此，主体可以尤其选自单晶体和陶瓷体。后者可以比前者更容易制造，尽管如此，然而它们可以具有良好的光学和/或热特性。因此，在实施例中，主体可以是陶瓷体。然而，在特定实施例中，也可以应用单晶体和陶瓷体的组合。特别地，发光体包括陶瓷发光体。因此，在特定实施例中，发光体由陶瓷发光材料限定。因此，在特定实施例中，发光材料是可以提供陶瓷发光体的发光材料。因此，发光体可以包括陶瓷发光体。
上述发光材料中的许多发光材料，尤其是石榴石材料，可以作为陶瓷(陶瓷体或陶瓷板)来提供。至少这适用于上述A3B5O12：Ce，或具有所述替代式A3B’2C”3O12：Ce(也参见下文)。
陶瓷体是本领域已知的。特别地，陶瓷材料可以通过烧结工艺和/或热压工艺获得，可选地随后在(轻微)氧化气氛中退火。术语“陶瓷”尤其涉及无机材料，无机材料可以通过在至少500℃，尤其是至少800℃，诸如至少1000℃，如至少1400℃的温度下，在减压、大气压或高压下，诸如在10-8MPa至500MPa，诸如尤其是至少0.5MPa，如尤其是至少1MPa，如1MPa至约500MPa，诸如至少5MPa，或者至少10MPa的范围内，尤其在单轴或等静压力下，尤其是在等静压力下加热(多晶)粉末获得。获得陶瓷的具体方法是热等静压制(HIP)，而HIP工艺可以是烧结后HIP、胶囊HIP或组合的烧结-HIP工艺，如在上述温度和压力条件下。通过这种方法获得的陶瓷可以如此使用，或者可以被进一步加工(如抛光)。陶瓷具有理论密度(即，单晶的密度)的至少90％(或更高，参见下文)，诸如至少95％，如在97％-100％范围内的密度。陶瓷仍然可以是多晶的，但具有在晶粒(压制颗粒或压制团聚颗粒)之间减小的或强烈减小的体积。在高压(诸如HIP)下的加热可以例如在惰性气体(诸如包括N2和氩(Ar)中的一者或多者)中进行。特别地，在高压下的加热之前进行选自1400℃-1900℃，诸如1500℃-1800℃的温度的烧结工艺。这种烧结可以在减压下进行，诸如在10-2Pa或更低的压力下。这种烧结可能已经导致理论密度的至少95％，甚至更特别地至少99％量级的密度。在预烧结和加热之后，尤其是在高压(诸如HIP)下，透光体的密度可以接近单晶的密度。然而，差别在于，由于透光体是多晶体，所以在透光体中可以获得晶界。这种晶界可以例如通过光学显微镜或SEM来检测。因此，在本文中，透光体尤其是指密度与(相同材料的)单晶基本上相同的烧结多晶。这种主体因此对于可见光可以是高度透明的(除了由光吸收物质(诸如尤其是Ce3+)的吸收)。
在实施例中，主体具有横向尺寸宽度或长度(W或L)或直径(D)以及厚度或高度(H)。在实施例中，(i)D≥H或(ii)并且W≥H和/或L≥H。发光片(luminescent tile)可以是透明的或光散射的。在实施例中，片可以包括陶瓷发光材料。在特定实施例中，L≤10mm，诸如尤其是L≤5mm，更尤其是L≤3mm，最尤其是L≤2mm。在特定实施例中，W≤10mm，诸如尤其是W≤5mm，更尤其是W≤3mm，最尤其是W≤2mm。在特定实施例中，H≤10mm，诸如尤其是H≤5mm，更尤其是H≤3mm，最尤其是H≤2mm。在特定实施例中，D≤10mm，诸如尤其是D≤5mm，更尤其是D≤3mm，最尤其是D≤2mm。在特定实施例中，主体在实施例中可以具有在50μm-1mm范围内的厚度。进一步地，主体可以具有在100μm-10mm范围内的横向尺寸(宽度/直径)。在又一特定实施例中，(i)D>H或(ii)W>H并且W>H。特别地，横向尺寸如长度、宽度和直径比高度大至少2倍，如至少5倍。在本文中，发光体的高度也用H1指示。
在特定实施例中，光产生系统可以包括多个发光体。这些多个发光体可以包括具有小于上述主体的单独尺寸的主体。然而，在实施例中，尺寸的一般比例也可以适用。
光产生系统可以是例如以下各项的一部分或者可以应用于例如以下各项中：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、警告标志系统、医疗照明应用系统、指示器标志系统、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。光产生系统(或照明设备)可以是例如光通信系统或消毒系统的一部分或者可以应用在例如光通信系统或消毒系统中。
在又一方面，本发明还提供了一种包括如本文所定义的光产生系统的灯或照明设备。照明设备还可以包括壳体、光学元件、百叶窗等等。灯或照明设备还可以包括封装光产生系统的壳体。灯或照明设备可以包括壳体中的光窗口或壳体开口，系统光可以通过该光窗口或壳体开口从壳体中逸出。在又一方面，本发明还提供了一种包括如本文所定义的光产生系统的投影设备。特别地，投影设备或“投影仪”或“图像投影仪”可以是将图像(或运动图像)投影到表面(诸如例如，投影屏幕)上的光学设备。投影设备可以包括一个或多个诸如本文所述的光产生系统。光产生系统也可以用于消毒或光无线通信。因此，在一个方面，本发明还提供了一种光产生装置，其从灯、照明设备、投影仪设备、消毒装置和光无线通信设备，其包括如本文所定义的光产生系统。
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，并且在所附示意图中：
图1a示意性地描绘了处于透射模式的一个实施例；
图1b示意性地描绘了处于反射模式的一个实施例；
图2a-图2b示意性地描绘了一些另外的方面；
图3a-图3b示意性地描绘了又一些另外的方面；
图4a-图4c示意性地描绘了另外的实施例和方面；以及
图5示出了一些应用。示意图不必按比例绘制。
具体实施方式
在激光泵浦系统中，眼睛安全是主要关心的问题。在系统故障的情况下，重要的是防止聚焦或准直的激光逸出系统，从而产生将人暴露于直接激光的可能性。根据系统的精确结构，系统可能属于激光安全指令IEC60825或一般照明规范(如IEC62471)。通过在系统故障的情况下保护负面效应，可以将分类和危险等级降低到较低的等级，从而使市场引入/接受更容易。
激光照明安全系统可以依靠附加的电路和传感器来检测故障并且触发激光器关闭。基于激光的照明应用集中在小型化上，并且这些电气系统需要附加的封装空间来并入附加的传感器和电路装置。电子电路受到部件可靠性的限制，并且在恶劣的环境中不能很好地工作，由于电磁干扰和错误跳闸而遇到问题。
关键的系统故障模式是由热-机械应力引起的磷光体的损坏或消失。当这发生在反射式磷光体模式光引擎中时，蓝色泵浦激光从波长转换器单元向回朝向泵浦激光器的反射增加，并且这种光学反馈可能导致光引擎中的损坏，或者在最坏的情况下导致高度定向的激光发射到环境中。在透射模式光引擎中，磷光体的损坏可能直接导致激光不安全地发射到环境中。
其它故障模式包括光引擎中的光学部件(诸如透镜、反射镜或分束器/合束器)的制动/破裂。这种故障模式可能导致光的角分布的改变或偏振状态的改变。需要抵消这种故障模式，优选地以非电子方式，以便确保增强的鲁棒性并且依赖于磷光体损坏时的固有系统安全装置，从而防止准直或聚焦激光发射到环境中。
使用激光器产生白光的最容易的方式是将泵浦光与转换光结合使用来产生白光。当磷光体被损坏时，可能出现不安全的情况，其中直接的激光从光源发出。
这里，我们建议构建一种安全机构，其阻挡激光离开光源而不需要电子检测电路。为此，建议将偏振敏感元件与1/2或1/4波片一起使用，当磷光体被破坏时，1/2或1/4波片被破坏。
在下文中，将针对各种配置详细描述偏振部件。例如，在透射模式中，磷光体被放置在反射磷光体发射的二向色反射镜上。在磷光体的顶部上放置半波片，随后放置反射p偏振蓝光的偏振二向色滤光器。当p偏振蓝光用于激发磷光体时，未被磷光体吸收的蓝光透射通过磷光体并且被波片旋转而成为s偏振。在s偏振态下，其也被仅反射p偏振蓝光的二向色滤光器透射。这在图1a中被示意性地示出。
在磷光体被破坏的操作期间，磷光体顶部上的波片也被破坏。这意味着p偏振蓝光保持其p偏振并且被反射p偏振的二向色反射器反射。以此方式，避免了在磷光体破坏时蓝光逸出装置，如图1a所示。以类似的方式，也可以在不需要使用电子检测的情况下构建安全机构。
在图1a中，示出了半波片在激光照射时损坏的情况。在一个备选实施例中，半波片被附接在磷光体上。当磷光体被损坏时，半λ片与磷光体一起被去除。效果与图1a所示的相同，并且没有直接的蓝色激光从系统中逸出。
图1a示意性地描绘了包括光产生装置100、发光材料层200和光学器件400的光产生系统1000的一个实施例。光产生装置100尤其被配置为产生偏振激光辐射101(例如，p偏振)。发光材料层200包括发光材料210，该发光材料210被配置为与光产生装置100处于光接收关系，并且被配置为将偏振激光辐射101的至少部分转换为发光材料辐射211。
光产生系统1000被配置为在操作模式中产生至少包括发光材料辐射211的系统光1001，并且还可以可选地包括(未转换的)激光辐射101和可选地其它光源的辐射。光学器件400包括第一光学器件410和第二光学器件420。第一光学器件410和第二光学器件420尤其具有以下中的一者或多者：针对偏振激光辐射101的(i)偏振相关透射和(ii)偏振相关反射，以及(iii)偏振修改。特别地，第一光学器件410被配置为改变偏振激光辐射101的偏振。
特别地，针对偏振激光辐射101的偏振相关透射，或针对偏振激光辐射101的偏振相关反射，或针对偏振激光辐射101的偏振修改可以特别地针对偏振激光辐射101的质心波长λc进行优化，诸如(λc-5nm)≤λo≤(λc+5nm)，其中λo是光学元件可以针对其进行优化或设计的波长，其在延迟器的情况下可以是λr。
光产生装置100和光学器件200尤其被配置为使得未被发光材料210吸收的偏振激光辐射101的至少部分通过第一光学器件410和第二光学器件420，其中相对于发光材料210，第二光学器件420被配置在第一光学器件410和发光材料210的下游。
作为示例，第二光学器件420被配置在距第一光学器件410的一定距离处，用附图标记d1指示。在实施例中，第二光学器件420和第一光学器件410可以被配置为相距等于或大于第二质心波长λ2(即，发光材料辐射211的质心波长；参见下文)的距离。在该示意性描绘地实施例中，第一光学器件410和发光材料层200被第一层堆叠510包括。此外，第一光学器件410被附接到发光材料层200。在实施例中，第一光学器件410具有选自0.5μm-40μm范围的厚度。特别地，第一光学器件410和第二光学器件420中的一个或多个光学器件包括延迟器。特别地，(仅)第一光学器件410包括延迟器。
图1a示意性地描绘了其中发光材料层200和光产生装置100被配置为处于透射模式的一个实施例。第一光学器件410包括半波延迟器412，该半波延迟器412被配置为将第一偏振修改为第二偏振。此外，第二光学器件420包括对于第二偏振是透射的并且对于第一偏振是不透射的半透明反射镜426。
光产生系统1000还可以包括第三光学器件430。第三光学器件430被配置在发光材料层200的上游。特别地，第三光学器件430对于偏振装置辐射101是透射的并且对于发光材料辐射211是反射的。此外，在实施例中，第三光学器件430对于在第一光学器件下游具有改变的偏振的偏振激光辐射可以是反射的。因此，第三光学器件430对于第二偏振可以是反射的，诸如在s偏振的示例中，但是对于第一偏振是透射的，诸如在p偏振的示例中。在实施例中，第三光学器件430包括用于发光材料辐射211的与偏振无关的二向色反射器。如示意性描绘的，第三光学器件430可以被第一层堆叠510包括。然而，其它实施例也是可能的，诸如在一定距离处。
附图标记150指示辐射出射窗。辐射出射窗下游的系统光1001可以至少包括发光材料辐射211和可选的(激光)装置辐射101。如果发光材料层210例如被破坏，则第一光学器件410也可以被破坏。然后，第二光学器件420防止激光辐射经由辐射出射窗150从系统逸出。
在图1b中，示出了反射模式中的配置。来自激光器的p偏振激光首先穿过用于s偏振光的二向色蓝色反射器。然后，其通过四分之一波片，并且光成为右旋圆偏振。在磷光体中，蓝光的一部分被吸收并且转换为黄光。磷光体后面的金属反射器沿向前的方向反射蓝光和黄光。在反射时，右旋圆偏振光成为左旋圆偏振。当通过四分之一波片时，蓝光成为s偏振。在这种状态下，其被偏振敏感蓝色反射器反射。蓝光在这里与由黄色反射二向色滤光器反射的黄光组合以产生白光。
当磷光体被损坏/去除时，四分之一波片也被损坏/去除并且停止工作。在这种情况下，来自激光器的P偏振激光首先穿过用于s偏振光的二向色蓝色反射器。然后其被金属反射器反射，同时保持其p偏振。在这种状态下，其穿过偏振敏感蓝色反射器并且不出来。这里再次在反射模式中获得安全激光器而没有电子检测，如图1b所示。
建议的配置也可以用在磷光体轮上。
因此，图1b示意性地描绘了光产生系统1000的一个实施例，其中发光材料层200和光产生装置100被配置为处于反射模式。特别地，第一光学器件410包括(被配置为结合第四光学器件440将第一偏振修改为第二偏振的)四分之一波长延迟器412。在实施例中，第二光学器件420包括对于第二偏振是反射的并且对于第一偏振是透射的半透明反射镜426。在实施例中，光产生系统1000还包括第四光学器件440，其对于偏振装置辐射101和发光材料辐射211是反射的。如示意性描绘的，发光材料层200被配置为位于第一光学器件410和第四光学器件440之间。光产生系统1000(也)还可以包括第三光学器件430。第三光学器件430对于偏振装置辐射101是透射的并且对于发光材料辐射211是反射的。特别地，第三光学器件430被配置在发光材料层200的下游。
在实施例中，第二光学器件420和第三光学器件430被第二层堆叠520包括。如上所述，第二光学器件420层的主面和第三光学器件430的主面可以(在实施例中经由(中间)粘合剂层)彼此附接。
参考图1a，在透射模式中，激光器可以提供s偏振辐射，延迟器可以被布置为将s偏振辐射改成为p偏振辐射，并且光学器件420可以被布置为透射p偏振辐射。延迟器和发光材料以及光学器件420以如本文所述的特定顺序布置。基本上，这意味着在实施例中，在发光材料辐射从发光材料层发出之后，激光可以以什么方式传播，首先通过其路径上的第一光学器件，然后通过第二光学器件到达辐射出射窗150。当然，在备选实施例中，光产生装置100可以提供p偏振辐射；类似地，(第一和第二)光学器件可以被适配(也参见例如上文)。参考图1a，在反射模式中，激光器可以提供s偏振辐射，光学器件420对于s偏振辐射可以是透射的，并且延迟器可以被布置为将s偏振改变为p偏振辐射。光学器件420可以被布置为反射p偏振辐射。延迟器和发光材料以及光学器件420以如本文所述的特定顺序布置。基本上，这意味着在实施例中，在发光材料辐射从发光材料层发出之后，激光可以以什么方式传播，首先通过其路径上的第一光学器件，然后通过第二光学器件到达辐射出射窗150。当然，在备选实施例中，光产生装置100可以提供p偏振辐射；类似地，(第一和第二)光学器件可以被适配(也参见例如上文)。因此，参考图1a和图1b，描述了其中光产生装置100和光学器件200被配置为使得：相对于从发光材料210发出的发光材料辐射211的光路，第二光学器件420被配置在第一光学器件410和发光材料210的下游。
参考图2a，光产生装置100可以被配置为产生具有例如在蓝色中的第一质心波长λ1的偏振激光辐射101，并且其中发光材料辐射211可以具有例如在黄色中的第二质心波长λ2。特别地，在实施例中，λ2-λ1≥70nm，甚至更特别地，λ2-λ1≥90nm。如上所述，在实施例中，发光材料层200可以包括陶瓷体，该陶瓷体包括发光材料210，其中发光材料210包括类型为A3B5O12:Ce的发光材料，其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，并且其中B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。
图2b示意性地描绘了其中第一层堆叠510包括被配置为位于第一光学器件410和发光材料层200之间的中间层515的一个实施例。中间层515被附接到第一光学器件410和发光材料层200。特别地，中间层515是刚性层。此外，特别地，中间层515具有选自0.5μm-100μm的范围的厚度d3。
在另一实施例中，二向色反射镜用作偏振选择元件。该反射镜可以选择性地透射或反射某些波长。例如带通滤波器的精确位置是偏振相关的(图3a)。因此，通过仔细地选择这种滤波器的带边缘，其可以在给定波长处充当用于例如s偏振的反射镜和用于p偏振的透射窗。图3a-图3b示出了一个示例。因此，假设激光器的波长为452nm。如果偏振是P型，则激光将被透射。然而，对于s偏振态，所有的光将被反射。由此清楚的是，反射镜因此可以同时是反射和透射的，但是仅取决于激光的偏振状态。此外，还存在s偏振带边缘和p偏振带边缘上的位置的角度依赖性，其可以进一步用于此目的。偏振选择反射镜可以以反射模式和透射模式两者用于与上面图1a-1b中所示类似的配置中。
图4a示意性地描绘了其中发光材料层200和光产生装置100被配置为处于透射模式的一个实施例。第一光学器件410包括半波延迟器412，其被配置为将第一偏振修改为第二偏振。偏振装置辐射101具有光轴O。第二光学器件420被配置为处于与光轴O不垂直的配置，或者光产生装置100被配置为使装置光101的光轴O不垂直于第二光学器件420的法线。特别地，相对于第二光学器件420的法线的角度α选自大于0°且等于或小于15°的范围。此外，第二光学器件420可以包括对于第二偏振是透射并且对于第一偏振是反射的(即，基本上不透射)半透明反射镜。附图标记BD指示束流收集器(beam dump)。
图4b示意性地描绘了发光材料210和第一光学器件410被损坏的情况。
图4c示意性地描绘了与图4a和图4b中示意性地描绘的实施例类似的一个实施例，然而第二光学器件420与光轴O成非垂直角度。
图5示意性地描绘了包括如上所述的光产生系统1000的照明设备2的一个实施例。附图标记301指示用户接口，该用户接口可以与光产生系统1000所包括的控制系统300功能性地耦合，或者功能性地耦合到光产生系统1000。图5还示意性地描绘了包括光产生系统1000的灯1的一个实施例。附图标记3指示投影仪设备或投影仪系统，其可以用于诸如在墙上投影图像，其也可以包括光产生系统1000。
术语“多个”是指两个以上。
本文中的术语“大体上”或“基本上”以及类似术语将被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“全部地”、“完整地”、“完全地”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“包括”还包括术语“包括”是指“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中的一者或多者。术语“包括有”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“至少含有所限定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，而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，并且本文描述的本发明的实施例能够以不同于本文所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被描述。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，并且本领域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“以包括”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。除非上下文清楚地要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包括有”等应被解释为与排他性或穷举性意义相反的包含性意义；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。
本发明可以凭借包括若干不同元件的硬件以及凭借适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的设备权利要求或装置权利要求或系统权利要求中，这些装置中的若干装置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、装置或系统，或者可以执行本文描述的方法或过程。此外，本发明还提供了一种计算机程序产品，当在被功能性地耦合到设备、装置或系统或被设备、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被描述的和/或在附图中被示出的表征特征中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被描述的和/或在附图中被示出的表征特征中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便提供附加的优点。此外，本领域技术人员将理解，可以组合实施例，并且也可以组合多于两个的实施例。此外，一些特征可以形成一个或多个分案申请的基础。

Claims (15)

1.一种光产生系统(1000)，包括光产生装置(100)、发光材料层(200)和光学器件(400)，其中：
-所述光产生装置(100)被配置为产生偏振激光辐射(101)；
-所述发光材料层(200)包括发光材料(210)，所述发光材料被配置为与所述光产生装置(100)处于光接收关系并且被配置为将所述偏振激光辐射(101)的至少部分转换为发光材料辐射(211)；
-所述光产生系统(1000)被配置为在操作模式中产生至少包括所述发光材料辐射(211)的系统光(1001)；
-所述光学器件(400)包括第一光学器件(410)和第二光学器件(420)；其中所述第一光学器件(410)被配置为改变所述偏振激光辐射(101)的偏振，并且其中所述第二光学器件(420)具有针对所述偏振激光辐射(101)的以下中的一者或多者：(i)偏振相关透射和(ii)偏振相关反射；以及
-所述光产生装置(100)和所述光学器件(200)被配置为使得：相对于从所述发光材料(210)发出的所述发光材料辐射(211)的光路，所述第二光学器件(420)被配置在所述第一光学器件(410)和所述发光材料(210)的下游，其中
-(i)所述发光材料层(200)和所述光产生装置(100)被配置为处于透射模式，其中所述第一光学器件(410)包括半波延迟器(412)，所述半波延迟器被配置为将第一偏振修改为第二偏振，并且其中所述第二光学器件(420)包括半透明反射镜(426)，所述半透明反射镜(426)对于所述第二偏振是透射的并且对于所述第一偏振是不透射的，或者，
-(ii)所述发光材料层(200)和所述光产生装置(100)被配置为处于反射模式，其中所述第一光学器件(410)包括四分之一波长延迟器(412)，其中所述第二光学器件(420)包括半透明反射镜(426)，所述半透明反射镜(426)对于所述第二偏振是反射的并且对于所述第一偏振是透射的，其中所述光产生系统(1000)还包括第四光学器件(440)，所述第四光学器件(440)对于偏振装置辐射(101)和所述发光材料辐射(211)是反射的，其中所述发光材料层(200)被配置为位于所述第一光学器件(410)和所述第四光学器件(440)之间，或者，
-(iii)所述发光材料层(200)和所述光产生装置(100)被配置为处于所述透射模式，其中所述第一光学器件(410)包括半波延迟器(412)，所述半波延迟器(412)被配置为将第一偏振修改为第二偏振，其中所述偏振装置辐射(101)具有光轴(O)，其中所述第二光学器件(420)被配置为处于与所述光轴(O)不垂直的配置，并且其中所述第二光学器件(420)包括半透明反射镜(426)，所述半透明反射镜(426)对于所述第二偏振是反射的并且对于所述第一偏振是透射的。
2.根据权利要求1所述的光产生系统(1000)，其中所述第一光学器件(410)和所述发光材料层(200)被第一层堆叠(510)包括。
3.根据权利要求2所述的光产生系统(1000)，其中所述第一光学器件(410)被附接到所述发光材料层(200)，或者其中所述第一层堆叠(510)包括被配置为位于所述第一光学器件(410)与所述发光材料层(200)之间的中间层(515)，其中所述中间层(515)被附接到所述第一光学器件(410)和所述发光材料层(200)，其中所述中间层(515)是具有选自0.5μm-100μm范围的厚度的刚性层。
4.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述第一光学器件(410)具有选自0.5μm-40μm的范围的厚度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述激光辐射(101)具有质心波长λc，所述第一光学器件(410)包括延迟器波长为λr的延迟器，其中(λc-5nm)≤λr≤(λc+5nm)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述发光材料层(200)和所述光产生装置(100)被配置为处于所述透射模式。
7.根据前述权利要求1至5中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述发光材料(210)包括量子点。
8.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述光学器件(400)还包括第三光学器件(430)，其中所述第三光学器件(430)被配置在所述发光材料层(200)的上游，并且其中所述第三光学器件(430)对于所述偏振装置辐射(101)是透射的，并且对于所述发光材料辐射(211)是反射的，并且对于在所述第一光学器件(410)的下游具有改变的偏振的所述偏振激光辐射(101)是反射的。
9.根据权利要求8所述的光产生系统(1000)，其中所述第三光学器件(430)包括用于所述发光材料辐射(211)的与偏振无关的二向色反射器，并且其中所述第三光学器件(430)被所述第一层堆叠(510)包括。
10.根据前述权利要求1-5和7-9中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述发光材料层(200)和所述光产生装置(100)被配置为处于所述反射模式。
11.根据权利要求10所述的光产生系统(1000)，还包括第三光学器件(430)，其中所述第三光学器件(430)对于所述偏振装置辐射(101)是透射的并且对于所述发光材料辐射(211)是反射的，其中所述第三光学器件(430)被配置在所述发光材料层(200)的下游，并且其中所述第二光学器件(420)和所述第三光学器件(430)被第二层堆叠(520)包括。
12.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述光产生装置(100)被配置为产生在蓝色中具有第一质心波长λ1的偏振激光辐射(101)，并且其中所述发光材料辐射(211)具有第二质心波长λ2，其中λ2-λ1≥70nm。
13.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述发光材料辐射(211)具有如权利要求12中所限定的第二质心波长λ2，其中所述第二光学器件(420)和所述第一光学器件(410)被配置为相距等于或大于所述第二质心波长λ2的距离。
14.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述发光材料层(200)包括陶瓷体，所述陶瓷体包括所述发光材料(210)，其中所述发光材料(210)包括类型为A3B5O12:Ce的发光材料，其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，并且其中B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。
15.一种光产生装置(1200)，所述光产生装置(1200)选自以下项的组：灯(1)、照明设备(2)、投影仪设备(3)、消毒装置和光无线通信设备，所述光产生装置(1200)包括根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)。
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