CN1332486C - 半导体激光器件和照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种半导体激光器件，其包括具有光发射表面的半导体激光元件，具有反射表面的反射部件，以及在光发射表面和反射表面之间提供的光扩散部件。该光发射表面和反射表面彼此相对使得在其间提供外部谐振腔，从光扩散部件发射散射光。

Description

半导体激光器件和照明装置
根据35 U.S.C§119(a)，这个非临时申请要求于2003年11月18日在日本提交的专利申请No.2003-388597的优先权，以及于2004年11月12日在日本提交的专利申请No.2004-328470的优先权，在这里完全包括其内容并引入作为参考。
技术领域
本发明涉及半导体激光器件和使用其的照明装置。
背景技术
半导体激光器件用在，例如，光源装置，照明装置等中。在它的光发射部向半导体激光元件提供光扩散部件，使得获得散射光(图9)。
图9是示意性示出现有半导体激光器件的大致的示例性结构的横截面图。
如图9所示，半导体激光器件100包括半导体激光元件1和光扩散部件2。
在半导体激光元件1中，在光发射表面1b和用作反射镜的相反表面1a之间提供内部谐振腔。光线a在两个表面之间振荡以形成激光。从光发射表面1b发射的激光发射光线b被输入光扩散部件2。
光扩散部件2包括基座材料，比如树脂等，其包含散射材料c，比如气泡或微粒(例如，石墨、碳、铂、铝等)。引入的光线b由散射材料c散射，并且作为光线d从光扩散部件2的侧表面发射到外侧。
例如，日本未决公布No.5-27121公开了包括光纤和光源的光源装置。光纤具有引导的光的波长的0.1到5倍的直径的核心。光纤包含散射材料。由光源发射的光线被从它的一端表面输入光纤。在光纤散射的光线从光纤的侧表面离开。
日本未决公布No.61-288479公开了包括半导体元件和半导体激光元件的半导体激光器件。半导体元件的侧表面平行面对半导体激光元件的激光发射面，并且在其间具有几微米或更小的距离。半导体元件的侧表面是分裂的平面并且它的至少一部分覆盖有介质反射膜，其将激光反馈回半导体激光元件。
日本未决公布No.7-192517公开了用于车辆的路面引导的照明装置。该装置是很长的照明装置，其包括光源和与其连接的线性光线传输装置。通过光线传输装置传输的光线沿着直线连续或间隙地散射。将该装置嵌入在道路上形成的沟道中。
但是，在图9的现有半导体激光器件中，通过光扩散部件2的光线e不能用作散射光d，造成低的光发射效率。
而且，在日本未决公布No.5-27121的现有光源装置和日本未决公布No.7-192517的用于车辆的路面引导的照明装置中，通过光纤的光线不能用作照明光线，造成低的光发射效率。另外，用于车辆的路面引导的这些光源装置和照明装置不能使用外部谐振腔。因此，不能有效使用激光。
日本未决公布No.61-288479的半导体激光器件主要用作光检测器。从半导体激光元件的后表面发射的光线部分用于光检测，并且将剩余的光线由反射膜反馈回到半导体激光元件。但是，没有在半导体激光元件侧提供光扩散部件。因此，不发生用于外部发射的散射光。不能说光线有效用于外部发射。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种半导体激光器件，其包括具有光发射表面的半导体激光元件，具有反射表面的反射部件，以及在光发射表面和反射表面之间提供的光扩散部件。该光发射表面和反射表面彼此相对使得在其间提供外部谐振腔，并且从光扩散部件发射散射光。
在本发明的一个实施例中，将光发射表面放在半导体激光元件和光扩散部件之间，并且光扩散部件包括光散射材料。
在本发明的一个实施例中，光扩散部件包含荧光材料和波长转换材料中至少之一。
在本发明的一个实施例中，荧光材料能够吸收来自半导体激光元件的光线并且发射波长与来自半导体激光元件的光线波长不同的光线。
在本发明的一个实施例中，荧光材料包含能够发射具有不同波长的光线的多个物质。
在本发明的一个实施例中，波长转换材料能够吸收来自半导体激光元件的光线，并且将来自半导体激光元件的光线转换为波长是来自半导体激光元件的光线的波长的1/a的光线，其中a为自然数。
在本发明的一个实施例中，波长转换材料是第二谐波产生元件。
在本发明的一个实施例中，半导体激光元件的振荡波长是在蓝色区域中，荧光材料的光发射颜色是黄色，并且将通过使用光扩散部件扩散来自半导体激光元件的光线而获得的光线和从荧光材料发射的光线混合获得白光。
在本发明的一个实施例中，半导体激光元件的振荡波长是在红色区域中，从波长转换材料发射的激光的波长是在紫外区域，并且将通过使用光扩散部件扩散来自半导体激光元件的光线而获得的光线和从荧光材料发射的光线混合。
在本发明的一个实施例中，半导体激光元件的振荡波长是在红外区域中，从波长转换材料发射的激光的波长是在蓝色区域，并且通过使用光扩散部件扩散从波长转换材料发射的光线而获得的光线和从荧光材料发射的光线混合。
在本发明的一个实施例中，半导体激光元件进一步具有至少一个光发射表面。进一步提供至少一个反射部件，每一反射部件的反射表面面对半导体激光元件的相应光发射表面设置。在半导体激光元件的光发射表面和反射部件的反射表面之间提供多个外部谐振腔。
在本发明的一个实施例中，当从上面观看时半导体激光元件是六边形形状。将光发射表面放置在六边形的六个外部周界侧上。每一反射部件具有在其上提供的反射表面，该反射表面面对相应的光发射表面。在光发射表面和反射表面之间提供外部谐振腔。
在本发明的一个实施例中，六个外部谐振腔配对并且每一对外部谐振腔彼此相对。对应于三对外部谐振腔的光扩散部件分别发射三原色，红色、蓝色和绿色。
在本发明的一个实施例中，半导体激光器件进一步包括和光扩散部件关于反射部件相对放置的第二半导体激光元件。该反射部件还用作用于第二半导体激光元件的光发射表面。该第一半导体激光元件的光发射表面还用作反射表面。
在本发明的一个实施例中，光扩散部件由包含光散射材料的树脂制成。该树脂密封半导体激光元件和反射部件。
在本发明的一个实施例中，光扩散部件具有以透镜形状的光发射表面。
在本发明的一个实施例中，半导体激光器件进一步包括用于以预定方向反射从光扩散部件发射的光线的外部反射部件。
在本发明的一个实施例中，外部反射部件是用于反射和会聚从激光扩散部件发射的光线的反射会聚部件。
在本发明的一个实施例中，半导体激光器件进一步包括用于驱动半导体激光元件的驱动电路。
在本发明的一个实施例中，用于驱动电路的电源电压是DC12V、DC24V和AC100V的任意其中之一。
在本发明的一个实施例中，驱动电路的电源终端是基座的形状。
在本发明的一个实施例中，光扩散部件由包含光散射材料的树脂制成，并且通过将树脂涂敷在半导体激光元件的光发射表面上形成光扩散部件。
在本发明的一个实施例中，光扩散部件由包含光散射材料的树脂制成，并且通过将树脂涂敷在反射部件的反射表面上形成光扩散部件。
在本发明的一个实施例中，半导体激光器件进一步包括用于接收从光扩散部件发射的光线的光线接收元件。将关于由光线接收元件接收的光线的信息反馈回到驱动电路，使得控制从光扩散部件发射的光线的强度。
根据本发明的另一方面，提供用于照明的装置，其包括上述的半导体激光器件。使用从半导体激光器件发射的光线执行照明。
在下文中，将描述本发明的功能和效果。
在本发明中，光扩散部件位于在半导体激光元件的光发射表面和反射部件的反射表面之间提供的外部谐振腔中。由此，没有由光扩散部件散射的光线可以通过反射材料返回到光扩散部件。结果，可以减少没有对散射光做出贡献而发射的光线量，由此使得可以改进光线使用效率。
通过添加荧光材料到光扩散部件或使用SHG元件(例如，波长转换元件，等)作为光扩散部件，可以获得波长和激光的波长不同的散射光。通过提供多个外部谐振腔，可以获得具有多个颜色的散射光。
可以进一步提供另一半导体激光元件，其中它的光发射表面也用作反射部件的反射表面。以这种方式，可以提供两个半导体激光元件。在这个情况中，即使一个半导体激光元件出现故障，仍然可以由另一半导体激光元件执行激光振荡。
包含光散射材料的树脂可以用作光扩散部件。通过以树脂密封半导体激光元件和反射部件，可以制造提供有光扩散部件的封装的半导体激光器件而不增加制造过程的步骤。
通过将光扩散部件的光发射表面制成透镜的形状，可以获得光线会聚效果。作为选择地，通过提供用于在可以以来自光扩散部件的光线照射外部反射部件的位置会聚光线的外部反射部件，可以以任意方向(预定方向)会聚散射光。
通过提供用于驱动在半导体激光器件中的半导体激光元件的驱动电路，可以仅由提供电源电压到半导体激光器件而驱动该半导体激光器件。
通过设置驱动电路的电源电压到DC12V或DC24V，半导体激光器件可以用作用于汽车等的灯。作为选择地，通过设置驱动电路的电源电压到是商用电源的AC100V，半导体激光器件可以用作荧光管或电灯泡。另外，通过将驱动电路的电源端子制成基座的形状，可以以类似于电灯泡(照明装置和光源装置)的方式处理半导体激光器件。
通过将包含光散射材料的树脂涂敷到半导体激光元件的光发射表面和/或反射部件的反射表面上，可以在半导体激光元件的光发射表面和/或反射部件的反射表面上容易地提供光扩散部件。
通过在允许从光扩散部件接收光线的位置提供光线接收元件，从光线接收元件获得的光线信息可以被返馈回到驱动电路。由此，可以控制从光扩散部件发射的光线的强度，产生稳定的散射光。
根据本发明，在半导体激光元件的光发射表面和反射部件的反射表面之间的外部谐振腔中提供光扩散部件。由此，可以将激光有效的转换为散射光。因此，可以实现具有高的光线使用效率的半导体激光器件。
因此，在这里描述的本发明使得可以提供有益的半导体激光器件和使用其的照明装置，其中通过光扩散部件的光线被有效地再利用，由此显著增加光线发射效率。
对于本领域普通技术人员来说，通过阅读和理解下面参考附图的详细描述可以更为清楚的理解本发明的这些和其它优点。
附图说明
图1是示意性示出了根据本发明的实施例1的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
图2是示意性示出了根据本发明的实施例4的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
图3是示意性示出了根据本发明的实施例5的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
图4是示意性示出了根据本发明的实施例6的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
图5是示意性示出了根据本发明的实施例7的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
图6是示意性示出了根据本发明的实施例8的半导体激光器件的大致示例性结构的视图。
图7A到7C是示意性示出了根据本发明的实施例9的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
图8是示意性示出了根据本发明的实施例10的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
图9是示意性示出了现有半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图通过示出的实例的方式描述本发明。
(实施例1)
图1是示意性示出了根据本发明的实施例1的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
如图1所示，半导体激光器件10包括半导体激光元件1、光扩散部件2和反射部件3。
在半导体激光元件110中，在光发射表面1b和用作反射镜的相对表面1a之间提供内部谐振腔。光线a在两个表面之间振荡以形成激光。从光发射表面1b发射的激光发射光线b被输入到光扩散部件2。
光扩散部件2包括基座材料，比如树脂等，其包含散射材料c，比如气泡或微粒(例如，石墨、碳、铂、铝等)。引入的光线b在光扩散部件2散射，并且作为光线d从光扩散部件2的侧表面发射到外部。
上述特征和现有技术的相同。在实施例1的半导体激光器件10中，反射部件3的反射表面(例如，反射镜等)面对半导体激光元件1的光发射表面1b放置。在光发射表面1b和反射部件3之间提供外部谐振腔(光扩散部件2)。因此，在半导体激光元件1和反射部件3之间提供光扩散部件2。
通过上述结构，通过光扩散部件2的光线e由反射部件3反射回到光扩散部件2。光线再次经过光扩散部件2，并且被分成散射光d和发射光线e。在返回路径上的发射光线e通过光发射表面1b并且回到内部谐振腔1，并且重新用作用于激光振荡的离开的光线而没有浪费(高效的)。
因为半导体激光元件1的光发射表面1b和相对表面1a的反射率接近100％，增加了光线使用效率。
在实施例1中，通过添加荧光材料到光扩散部件2或使用第二谐波产生(SHG)元件作为光扩散部件2，可以获得具有和由半导体激光元件1发射波长与激光的波长不同的散射光。例如，通过组合400nm频带的激光和将紫外光转换为白光的荧光材料，可以获得可以广泛应用的白光。
(实施例2)
在本发明的实施例中，光扩散部件包含散射材料以及荧光材料。
实施例2的半导体激光器件10a具有和图1的实施例1基本上相同的结构，除了包括散射材料c以及荧光材料的光扩散部件2b。
荧光材料吸收来自半导体激光元件1的光线并且发射波长和来自半导体激光元件1的光线的波长不同的光线。
在这个情况中，半导体激光元件1的振荡波长在蓝色区域，而且从荧光材料发射的光线的颜色是黄色。通过混合使用光扩散部件2a扩散来自半导体激光元件1的光线获得的光线和由荧光材料发射的光线，可以发射白色散射光。
例如，半导体激光元件1的振荡波长是460nm(蓝色)，散射材料c是SiO2微粒(平均颗粒直径：0.5μm)，并且荧光材料是Ce掺杂的YAG(光线发射颜色：黄色)。在这个情况中，发射到激光谐振腔的外部的光线具有白色。
虽然没有在实施例2中特别指定，荧光材料可以包括发射具有不同波长的光线的多个物质。
而且在实施例2中，光扩散部件2a包含散射材料c以及荧光材料。本发明并不限于此。作为选择地，光扩散部件2a可以包含荧光材料代替散射材料c。
(实施例3)
在本发明的实施例3中，光扩散部件包含荧光材料和除散射材料之外的波长转换材料。
实施例3的半导体激光器件10b具有和图1的实施例1基本上相同的结构，除了光扩散部件2b包括散射材料c以及荧光材料，和作为波长转换材料的SHG元件。
波长转换材料吸收来自半导体激光元件1的光线并且将其转换为波长为从半导体激光元件1发射的光线的波长的1/a(主要1/2)的光线，其中a为自然数。
在这个情况中，半导体激光元件1的振荡波长在红色区域，而且从波长转换材料发射的激光在紫外区域。由半导体激光元件1发射、并且之后由光扩散部件扩散的光线和从波长转换材料发射的光线混合。因为光线不可见所以除去由波长转换材料发射的光线。紫外光是对人有害的。由此，需要由荧光材料吸收紫外光。另外，需要通过以诸如树脂等的、能够吸收紫外光的材料覆盖激光装置，防止紫外光辐射到外部。
例如，半导体激光器件10b的振荡波长是650nm(红色)，SHG元件(波长转换材料)由β-BBO(硼酸钡)粉末制成，散射材料c是SiO2微粒(平均颗粒直径：0.7μm)，并且荧光材料是Eu掺杂的BaMgAl10O17(光线发射颜色：蓝色)和Eu掺杂的SrAl2O4(光线发射颜色：绿色)。在激光谐振腔中产生的第二谐波是325nm(紫外光)。发射到激光谐振腔外部的光线具有白色。
虽然没有在实施例3中特别指定，作为选择的，半导体激光元件1的振荡波长可以在红外区域，由波长转换材料发射的激光的波长可以在蓝色区域，并且由波长转换材料发射并由光扩散部件扩散的光线可以和由荧光材料发射的光线混合。从半导体激光元件1发射的光线不可见并且因此被除去。另外，由波长转换材料吸收光线并且因此它的强度变弱。
在实施例2中，光扩散部件包含荧光材料。在实施例3中，光扩散部件包含散射材料c、荧光材料和波长转换材料。本发明并不限于此。作为选择地，光扩散部件可以仅包含波长转换材料。作为选择的，光扩散部件可以包含荧光材料和波长转换材料。作为选择的，光扩散部件可以包含散射材料c和波长转换材料。
(实施例4)
在本发明的实施例4中，向半导体激光元件提供多个(例如，六个)外部谐振腔。每一腔具有彼此相对的光发射表面和反射表面。
图2是示意性示出了根据本发明的实施例4的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
如图2所示，向半导体激光器件20提供六个外部谐振腔，它们由其中可以从六个光发射表面1A到1F取出光线的半导体激光元件12和六个反射部件3A到3F(反射镜)组成。光扩散部件2A位于光发射表面1A和反射部件3A之间。光扩散部件2B位于光发射表面1B和反射部件3B之间。光扩散部件2C位于光发射表面1C和反射部件3C之间。光扩散部件2D位于光发射表面1D和反射部件3D之间。光扩散部件2E位于光发射表面1E和反射部件3E之间。光扩散部件2F位于光发射表面1F和反射部件3F之间。
在实施例4的半导体激光器件20中，半导体激光元件12的两个光发射表面(例如1A和1D、1B和1E、1C和1F)配对。可以将三对光发射表面的光线发射分离地接通/断开。通过使得在这三个外部谐振腔(3A和3D、3B和3E、3C和3F)中提供的光扩散部件发射具有三原色(也就是，红色、蓝色和绿色)的光线，可以实现全彩色激光照明装置。
在实施例4中，向半导体激光元件提供在六边形的外部周界表面上的六个光发射表面，当从上面观看时，半导体激光元件的形状是六边形。每一具有反射表面的六个反射部件面对各自的光发射表面放置。半导体激光元件的光发射表面和反射部件的反射表面提供六个外部谐振腔。在六个光发射表面和六个反射部件之间的每一空间中提供六个光扩散部件。散射光从光扩散部件发射。本发明并不限于此。外部谐振腔的数量不限于六个并且可以是任意复数。可以向半导体激光元件提供多个光发射表面。每一具有反射表面的多个反射部件可以面对各自的光发射表面放置。半导体激光元件的光发射表面和反射部件的反射表面可以提供多个外部谐振腔。
(实施例5)
在本发明的实施例5中，提供和光扩散部件2关于反射部件3相对的另一半导体激光元件。反射部件3还用作用于另一半导体激光元件的光发射表面。面对反射部件3的半导体激光元件1的光发射表面1b还用作反射表面。
图3是示意性示出了根据本发明的实施例5的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
如图3所示，向半导体激光器件30提供两个彼此相对的半导体激光元件1和13，并且在半导体激光元件1和13的光发射表面1b和13b之间提供光扩散部件2。
在实施例5的半导体激光器件30中，半导体激光元件1和电源E连接，并且用作激光光源，而且半导体激光元件13的光发射表面13b用作反射部件。结果，在半导体激光元件1的光发射表面1b和半导体激光元件13的光发射表面13b之间形成外部谐振腔。
即使用作激光光源的半导体激光元件1出现故障并且不再能执行激光振荡，半导体激光元件1可以用作反射部件，同时光发射表面1b用作反射表面。通过使用最初用作反射部件的半导体激光元件13作为激光光源，可以使半导体激光器件30的寿命加倍。
(实施例6)
在本发明的实施例6中，由包含光散射材料的树脂制成的光扩散部件密封半导体激光元件1和反射部件3。
图4是示意性示出了根据本发明的实施例6的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
如图4所示，半导体激光器件40包括半导体激光元件1和反射部件3，它们被密封在包含光散射材料的树脂21中。
在这个情况中，可以通过单一步骤封装半导体激光器件40并在半导体激光元件1和反射部件3之间形成光扩散部件21a。
另外，当形成包含光散射材料的构成光扩散部件21的树脂，使得从其发射光线的表面L是透镜的形状(例如，凸透镜的凸表面)时，可以实现会聚散射光d的效果。
在实施例6中，半导体激光元件1和反射部件3被以树脂密封。这个技术可以应用于如实施例4所示的具有多个外部谐振腔的半导体激光器件20和如实施例5所述的、包括两个半导体激光元件1和13，并且其中之一的光发射表面用作反射部件的半导体激光器件30。
在实施例6中，构成光扩散部件21a的树脂被制成透镜的形状。这个技术可以应用于如实施例1到3所述的半导体激光器件10、10a或10b，其中光扩散部件2、2a或2b位于半导体激光元件1和反射部件3之间。该技术还可以应用于如下面的实施例9所述的半导体激光器件60，其中通过将树脂涂敷到半导体激光元件1或反射部件3上形成光扩散部件。
(实施例7)
在本发明的实施例7中，提供反射会聚部件作为将由光扩散部件2发射的光线反射向预定方向的外部反射部件。
图5是示意性示出了根据本发明的实施例7的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
如图5所述，在以来自光扩散部件2的光线照射第二反射部件4的位置，向半导体激光器件50提供由反射盘等制成的第二反射部件4(反射会聚部件)。
利用第二反射材料4，可以将散射光会聚进任意方向。因此，本发明的半导体激光器件50可以应用于手电筒，液晶显示的背光等。
用在实施例7的半导体激光器件50中的第二反射材料4可以用到实施例1到6和8到10的任意之一中。
(实施例8)
在本发明的实施例8中，提供驱动电路以驱动半导体激光元件1。驱动电路的电源端子1是基座的形状。
图6的(a)部分提供示意性示出了根据本发明的实施例8的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。图6的(b)部分提供半导体激光器件的透视图。
如图6的(a)部分所述，半导体激光器件60包括半导体激光元件1、光扩散部件2、反射部件3和用于驱动半导体激光元件1的驱动电路5。仅通过提供电源电压给半导体激光元件1而将散射光d从光扩散部件2的侧表面发射到外部。
如图6的(b)部分所示，驱动电路5的电源端子6a和6b被制成和电灯泡的基座类似的形状。本发明的半导体激光器件60可以用作照明设备，代替现有的电灯泡。例如，当驱动电路5适于DC12V或DC24V的电源电压时，本发明的半导体激光器件60可以用作用于汽车等的灯。当驱动电路5适于是商业电源的AC100V或11V的电源电压时，本发明的半导体激光器件60可以用于代替荧光管或商用电灯泡。
用在实施例8的半导体激光器件60中的基座可以应用到实施例1到7和9、10中的任意之一。
(实施例9)
在本发明的实施例9中，代替光扩散部件2、2a或2b，通过在其上涂敷包含光散射材料的树脂，在半导体激光元件1的光发射表面上或反射部件3的反射表面上提供另一光扩散部件。
图7A到7C每一提供示意性示出了根据本发明的实施例9的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
如图7A所示，向半导体激光器件71提供光扩散部件22a，其通过将包含光散射材料的树脂涂敷在半导体激光元件1的光发射表面1b上而形成。散射光d从光扩散部件22a发射到外部。
如图7B所示，向半导体激光器件72提供光扩散部件22b，其通过将包含光散射材料的树脂涂敷在反射部件3的反射表面上而形成，散射光d从光扩散部件22b发射到外部。
如图7C所示，向半导体激光器件73提供光扩散部件22a和22b，其通过将包含光散射材料的树脂涂敷在半导体激光元件1的光发射表面1b上和反射部件3的反射表面上而形成，散射光d从光扩散部件22a和22b发射出。
根据实施例9，可以通过涂敷树脂形成光扩散部件22a和22b。可以简化半导体激光器件的制造过程。
用在半导体激光器件70中的实施例9的光扩散部件可以应用到实施例1到5、7、8和10的任意一个。
(实施例10)
在本发明的实施例10中，进一步提供用于接收从光扩散部件2、2a或2b发射的光线的光线接收元件。将从由光线接收元件接收的光线获得的信息反馈回到驱动电路以控制光发射的强度。
图8是示意性示出了根据本发明的实施例10的半导体激光器件的大致示例性结构的横截面图。
如图8所示，半导体激光器件80包括半导体激光元件1，光扩散部件2，反射部件3，用于驱动半导体激光元件1的驱动电路5A，以及位于允许从光扩散部件2接收光线的位置的光线接收元件7。
散射光d的强度由光线接收元件7检测。将强度信息反馈回到驱动电路5A以控制驱动电路5A，使得散射光d的强度在预定范围中。
通过上述结构，其中提供用于从光扩散部件2接收散射光的光线接收元件7，可以稳定控制散射光d的强度恒定或在预定范围中。
用在实施例10的半导体激光器件80中的驱动电路5A和光线接收元件7可以应用于实施例1到9的任意其中之一。
根据本发明的实施例1到10，在半导体激光元件1的光发射表面1b和反射部件3的反射表面之间提供外部谐振腔，其中反射部件3的反射表面面对半导体激光元件1的光发射表面1b放置。在半导体激光元件1和反射部件3之间提供光扩散部件2(或2a、2b、2a到2F、21a、22a、22b)。从半导体激光元件1发射的光线被输入到光扩散部件2(或2a、2b、2a到2F、21a、22a、22b)，并且由散射材料c散射并作为散射光d输出。通过光扩散部件2(或2a、2b、2a到2F、21a、22a、22b)的光线e从反射部件3反射，并且返回到光扩散部件2(或2a、2b、2a到2F、21a、22a、22b)。可以在半导体激光元件1中重新使用通过光扩散部件2(或2a、2b、2a到2F、21a、22a、22b)的光线，从而改进光发射效率。
在实施例1和2中，发射具有在紫外区域中的波长的光线的半导体激光元件和发射白光的荧光材料组合以获得白光。本发明并不限于此。发射具有不同颜色的光线的荧光材料可以包括在光扩散部件中。在实施例1和3中，SHG元件作为波长转换元件包含在光扩散部件中。本发明并不限于此。可以将激光的波长转换为所需不同的波长的任意材料可以用作光扩散部件中的波长转换元件。在实施例4(图2)中提供六个外部谐振腔。本发明并不限于此。外部谐振腔的数量可以是三(奇数)或四(偶数)或任意复数。在实施例6(图4)中，将封装光扩散部件的光发射表面的树脂制成透镜的形状。本发明并不限于此，其它实施例的光扩散部件的光发射表面可以被制成透镜的形状。在实施例7(图5)中，在允许以来自光扩散部件的光线照射镜子的位置提供用作反射会聚部件(外部反射部件)的凹透镜。本发明并不限于此，镜子可以是平面镜或凸透镜。作为选择的，可以提供外部部件，比如会聚装置(例如，凸透镜、凹透镜等)。在实施例8(图6)中，驱动电路的电源端子是基座的形状。本发明并不限于此。可以使用能够提供电源电压的任意电源端子。
另外，可以获得照明装置，其包括权利要求1到10中任意的半导体激光器件，可以有效的重新使用光线以改进光线发射效率。
根据本发明，可以在例如光源装置、照明装置等中使用的半导体激光器件领域中实现能够将激光有效地转换为散射光的半导体激光器件。该半导体激光器件可以广泛用于光源装置和照明装置，比如用于汽车的灯，荧光管和电灯泡，手电筒和用于液晶显示的背光灯。另外，可以实现全彩色照明装置。
虽然在这里描述了某些优选实施例，除了在所附权利要求中提出的，这些实施例不意在构成对本发明的范围的限制。在阅读这里的说明之后，本领域的普通技术人员可以在不脱离本发明的范围的精神的情况下做出多种其它修改和等效。这里引用的所有发明、公开的发明申请和公开都在这里完全包括并引入作为参考。

Claims (25)

1.一种半导体激光器件，其包括：
半导体激光元件，其具有光发射表面；
反射部件，其具有反射表面；以及
光扩散部件，其在光发射表面和反射表面之间，
其中，该光发射表面和反射表面彼此相对，使得在其间提供外部谐振腔，并且
从光扩散部件发射散射光。
2.如权利要求1所述的半导体激光器件，其中，
所述光发射表面被放在所述半导体激光元件和所述光扩散部件之间，并且
该光扩散部件包含光散射材料。
3.如权利要求1所述的半导体激光器件，其中，所述光扩散部件包含光散射材料、荧光材料和波长转换材料的至少其中之一。
4.如权利要求3所述的半导体激光器件，其中，所述荧光材料能够吸收来自所述半导体激光元件的光线并且发射波长与来自该半导体激光元件的光线波长不同的光线。
5.如权利要求3所述的半导体激光器件，其中，所述荧光材料包含能够发射具有不同波长的光线的多个物质。
6.如权利要求3所述的半导体激光器件，其中，所述波长转换材料能够吸收来自所述半导体激光元件的光线，并且将来自该半导体激光元件的光线转换为波长是来自半导体激光元件的光线的波长的1/a的光线，其中a为自然数。
7.如权利要求3所述的半导体激光器件，其中，所述波长转换材料是第二谐波产生元件。
8.如权利要求3所述的半导体激光器件，其中，所述半导体激光元件的振荡波长是在蓝色区域中，所述荧光材料的光发射颜色是黄色，并且将通过使用所述光扩散部件扩散来自该半导体激光元件的光线而获得的光线和从所述荧光材料发射的光线混合以获得白光。
9.如权利要求3所述的半导体激光器件，其中，所述半导体激光元件的振荡波长是在红色区域中，从所述波长转换材料发射的激光的波长是在紫外区域，并且将通过使用所述光扩散部件扩散来自该半导体激光元件的光线而获得的光线和从该波长转换材料发射的光线混合。
10.如权利要求3所述的半导体激光器件，其中，所述半导体激光元件的振荡波长是在红外区域中，从所述波长转换材料发射的激光的波长是在蓝色区域，并且将通过使用所述光扩散部件扩散从该波长转换材料发射的光线而获得的光线和从所述荧光材料发射的光线混合。
11.如权利要求1所述的半导体激光器件，其中
所述半导体激光元件进一步具有至少一个光发射表面，
进一步提供至少一个反射部件，每一反射部件的反射表面面对该半导体激光元件的相应光发射表面设置，并且
在该半导体激光元件的光发射表面和该反射部件的反射表面之间提供多个外部谐振腔。
12.如权利要求11所述的半导体激光器件，其中
当从上面观看时所述半导体激光元件是六边形形状，
该光发射表面放置在该六边形的六个外部周界侧上，
每一反射部件具有在其上提供的反射表面，该反射表面面对相应的光发射表面，并且
在光发射表面和反射表面之间提供外部谐振腔。
13.如权利要求12所述的半导体激光器件，其中
所述六个外部谐振腔配对并且每一对外部谐振腔彼此相对，并且
对应于该三对外部谐振腔的光扩散部件分别发射三原色，即红色、蓝色和绿色。
14.如权利要求1所述的半导体激光器件，进一步包括和所述光扩散部件关于所述反射部件相对放置的第二半导体激光元件，其中
该反射部件还用作用于第二半导体激光元件的光发射表面，并且
该第一半导体激光元件的光发射表面还用作反射表面。
15.如权利要求1所述的半导体激光器件，其中
所述光扩散部件由包含光散射材料的树脂制成，并且
该树脂密封所述半导体激光元件和反射部件。
16.如权利要求1所述的半导体激光器件，其中，所述光扩散部件具有以透镜形状的光发射表面。
17.如权利要求1所述的半导体激光器件，进一步包括外部反射部件，用于以预定方向反射从所述光扩散部件发射的光线。
18.如权利要求17所述的半导体激光器件，其中，所述外部反射部件是用于反射和会聚从光扩散部件发射的光线的反射会聚部件。
19.如权利要求1所述的半导体激光器件，进一步包括用于驱动所述半导体激光元件的驱动电路。
20.如权利要求19所述的半导体激光器件，其中，用于所述驱动电路的电源电压是DC 12V、DC 24V和AC 100V的任意其中之一。
21.如权利要求19所述的半导体激光器件，其中，所述驱动电路的电源终端是基座的形状。
22.如权利要求1所述的半导体激光器件，其中，所述光扩散部件由包含光散射材料的树脂制成，并且通过将树脂涂敷在所述半导体激光元件的光发射表面上形成该光扩散部件。
23.如权利要求1所述的半导体激光器件，其中，所述光扩散部件由包含光散射材料的树脂制成，并且通过将树脂涂敷在所述反射部件的反射表面上形成该光扩散部件。
24.如权利要求19所述的半导体激光器件，进一步包括用于接收从所述光扩散部件发射的光线的光线接收元件，其中
关于由该光线接收元件接收的光线的信息被反馈回到所述驱动电路，以控制从光扩散部件发射的光线的强度。
25.一种用于照明的装置，其包括根据权利要求1的半导体激光器件，其中使用从半导体激光器件发射的光线执行照明。
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