CN209133830U - 一种激光泵浦荧光光源装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种激光泵浦荧光光源装置，包括金属热沉，还包括：激光二极管光源组件；聚光透镜，包括设置于所述激光二极管光源组件沿发射光线方向的第一聚光透镜和第二聚光透镜，所述第一聚光透镜和第二聚光透镜位于同一水平线，还包括位于所述第一聚光透镜和第二聚光透镜的中垂线方向的第三聚光透镜；分色镜，设置于所述第一聚光透镜和第二聚光透镜之间，所述分色镜和所述水平线的角度为45°且位于所述第三聚光透镜的正上方；荧光材料，蒸镀于所述金属热沉的表面，接收所述第二聚光透镜整形后的光线。可以有效的降低热淬灭和饱和吸收风险的同时，展现出了优异的黄绿光光谱性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学装置领域，尤其涉及一种激光泵浦荧光光源装置。
背景技术
激光的泵浦目前发展的较快，但是传统的激光的泵浦都是利用荧光粉轮技术，由于光源的功率大，热量高，因此，传统的激光泵浦中都存在热淬灭和饱和吸收现象的发生，使得激光泵浦后的光线发生的改变，造成的泵浦光谱无法满足使用者的要求。
实用新型内容
为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供一种激光泵浦荧光光源装置，能够展现出了优异的黄绿光光谱性能。
为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：一种激光泵浦荧光光源装置，包括金属热沉，还包括：
激光二极管光源组件；
聚光透镜，包括设置于所述激光二极管光源组件沿发射光线方向的第一聚光透镜和第二聚光透镜，所述第一聚光透镜和第二聚光透镜位于同一水平线，还包括位于所述第一聚光透镜和第二聚光透镜的中垂线方向的第三聚光透镜；
分色镜，设置于所述第一聚光透镜和第二聚光透镜之间，所述分色镜和所述水平线的角度为45°且位于所述第三聚光透镜的正上方；
荧光材料，蒸镀于所述金属热沉的表面，接收所述第二聚光透镜整形后的光线。
进一步的，所述激光二极管光源组件内部设置有4排6列共计24个蓝光激光二极管，每个所述蓝光激光二极管沿其光线方向对应设置有一个倾斜角度为45°的第一反射镜片；
所述激光二极管光源组件内部还设置有第二反射镜片，所述第二反射镜片将所有第一反射镜片反射的光线再次反射后射出。
进一步的，所述蓝光激光二极管辐射波长为450nm的蓝色激光，每个所述蓝光激光二极管的功率为1W。
进一步的，所述第一聚光透镜和第二聚光透镜之间还设置有匀光透镜，发射光线先后通过所述第一聚光透镜和所述分色镜。
进一步的，所述荧光材料是掺杂有銫离子的荧光粉或者荧光晶体。
进一步的，所述荧光材料表面镀有高反射膜层，所述高反射膜层位于所述金属热沉和所述荧光材料之间。
进一步的，所述激光二极管光源组件发射光线为蓝色的紫外激光，所述紫外激光经过整合和匀化并聚焦于所述荧光材料后泵浦的光功率密度小于10W/mm2。
进一步的，所述荧光材料的工作温度不超过250℃。
进一步的，所述第一聚光透镜的焦距为25mm，所述第二聚光透镜的焦距为3.8mm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型公开了一种激光泵浦荧光光源装置，通过优化激光光路结构和热管理，可以有效的降低热淬灭和饱和吸收的风险。由于无需多余的部机械结构支持，且在热耐受性方面表现较好，因此具有更高的可靠性。在荧光材料在被蓝色激光泵浦时，展现出了优异的黄绿光光谱性能，且与传统的色轮技术相比，有更强的导热能力，不容易发生热淬灭，因此该激光泵浦的效率更高。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1是本实用新型实施例公开的激光泵浦荧光光源装置的一种结构及其光线示意图；
图2是本实用新型实施例公开的激光二极管光源组件的结构以其光线示意图；
图3是本实用新型实施例公开的光电探测器处接收到的光输出光强分布图。
图中：
101-激光二极管光源组件；1011-蓝光激光二极管；1012-第一反射镜片；1013-第二反射镜片；1014-蓝色激光束；102-发射光线；103-第一聚光透镜；104-匀光透镜；105-中途光线；106-分色镜；107-第二聚光透镜；108-荧光材料；109-金属热沉；110-黄绿色光线；111-第三聚光透镜；112-光电探测器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型公开了一种激光泵浦荧光光源装置，包括金属热沉109，还包括：激光二极管光源组件101；聚光透镜，包括设置于激光二极管光源组件101沿发射光线102方向的第一聚光透镜103和第二聚光透镜107，第一聚光透镜103和第二聚光透镜107位于同一水平线，还包括位于第一聚光透镜103和第二聚光透镜107的中垂线方向的第三聚光透镜111；分色镜106，设置于第一聚光透镜103和第二聚光透镜107之间，分色镜106和所述水平线的角度为45°且位于第三聚光透镜111的正上方；荧光材料108，蒸镀于金属热沉109的表面，接收第二聚光透镜107整形后的光线。
优选地，激光二极管光源组件101射出的发射光线102首先通过第一聚光透镜103，由于此时的光线具有很高的相干性，光线会产生干涉图样状的激光散斑，形成不均匀的光线现象，为了消除这一种分布不均匀的现象，第一聚光透镜103和第二聚光透镜107之间还设置有匀光透镜104，发射光线102先后通过第一聚光透镜103和分色镜106，其中分色镜106可以透射蓝色激光，并且反射其他特定波长，匀光透镜104可以是一块表面磨砂处理的石英玻璃板，其能有效消除激光散斑，经过匀光透镜104的匀化作用，激光二极管光源组件101射出的光束由方形干涉条纹转变成了高斯分布的均匀光束，也即是本实施例中的中途光线105，在本实施例中，这道高斯光束的束腰为1.5mm(1/e2rad)。
优选地，如图2所示，激光二极管光源组件101内部设置有4排6列共计24个蓝光激光二极管1011，每个蓝光激光二极管1011沿其光线方向对应设置有一个倾斜角度为45°的第一反射镜片1012；激光二极管光源组件101内部还设置有第二反射镜片1013，第二反射镜片1013将所有第一反射镜片1012反射的光线再次反射后以蓝色激光束1014射出。在本实施例中，蓝光激光二极管1011辐射波长为450nm的蓝色激光，每个蓝光激光二极管1011的功率为1W。这些蓝光激光二极管1011经过准直后以4X6阵列的方式组合在一起，并且被24个第一反射镜片1012分别空间反射和耦合成一束光束到45度第二反射镜片1013。每个蓝光激光二极管1011以1W的功率辐射450nm波长的蓝色激光。
优选地，荧光材料108是掺杂有銫离子的荧光粉或者荧光晶体。，荧光材料108的工作温度不超过250℃。在本实施例中，当泵浦功率为17W时，荧光材料108为荧光陶瓷，其表面的激光光斑中心最高温度仅为65摄氏度，并不会产生热淬灭，这说明金属热沉109的冷却系统的工作非常有效。
优选地，荧光材料108表面涂抹有高反射膜层。进一步的，激光二极管光源组件101发射光线102为蓝色的紫外激光，所述紫外激光经过整合和匀化并聚焦于荧光材料108后泵浦的光功率密度小于10W/mm2。光线经过镀有高反射膜层的荧光材料108后，蓝色光波会被荧光材料108又经过高反射膜层的反射，形成了最大光功率密度不超过10W/mm2的新的黄绿色光线110的混合波长。
优选地，第一聚光透镜103的焦距为25mm，第二聚光透镜107的焦距为3.8mm。经过所有聚光透镜后形成输出光束进入最终进入到光电探测器112，图3是光电探测器112处接收到的光输出光强分布图，在本实施例中，输出光束宽为4.0mm(1/e2rad)，本实施例中的最终输出光源为中心对称地光源，它的光学拓展量(集光率)可以通过半孔径角来测算：G＝n2πAsin2α。其中，G是集光率，n是介质(即空气)的反射率，α是孔径角。经测算，我们这套系统的集光率为6.1mm2，而商业化的LED黄绿光源集光率一般在26.4mm2以上。
本实施例所述激光泵浦荧光光源装置的其它结构参见现有技术，在此不再赘述。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种激光泵浦荧光光源装置，包括金属热沉，其特征在于，还包括：
激光二极管光源组件；
聚光透镜，包括设置于所述激光二极管光源组件沿发射光线方向的第一聚光透镜和第二聚光透镜，所述第一聚光透镜和第二聚光透镜位于同一水平线，还包括位于所述第一聚光透镜和第二聚光透镜的中垂线方向的第三聚光透镜；
分色镜，设置于所述第一聚光透镜和第二聚光透镜之间，所述分色镜和所述水平线的角度为45°且位于所述第三聚光透镜的正上方；
荧光材料，蒸镀于所述金属热沉的表面，接收所述第二聚光透镜整形后的光线。
2.根据权利要求1所述的激光泵浦荧光光源装置，其特征在于，所述激光二极管光源组件内部设置有4排6列共计24个蓝光激光二极管，每个所述蓝光激光二极管沿其光线方向对应设置有一个倾斜角度为45°的第一反射镜片；
所述激光二极管光源组件内部还设置有第二反射镜片，所述第二反射镜片将所有第一反射镜片反射的光线再次反射后射出。
3.根据权利要求2所述的激光泵浦荧光光源装置，其特征在于，所述蓝光激光二极管辐射波长为450nm的蓝色激光，每个所述蓝光激光二极管的功率为1W。
4.根据权利要求1所述的激光泵浦荧光光源装置，其特征在于，所述第一聚光透镜和第二聚光透镜之间还设置有匀光透镜，发射光线先后通过所述第一聚光透镜和所述分色镜。
5.根据权利要求1所述的激光泵浦荧光光源装置，其特征在于，所述荧光材料表面镀有高反射膜层，所述高反射膜层位于所述金属热沉和所述荧光材料之间。
6.根据权利要求1所述的激光泵浦荧光光源装置，其特征在于，所述激光二极管光源组件发射光线为蓝色的紫外激光，所述紫外激光经过整合和匀化并聚焦于所述荧光材料后泵浦的光功率密度小于10W/mm2。
7.根据权利要求1所述的激光泵浦荧光光源装置，其特征在于，所述荧光材料的工作温度不超过250℃。
8.根据权利要求1所述的激光泵浦荧光光源装置，其特征在于，所述第一聚光透镜的焦距为25mm，所述第二聚光透镜的焦距为3.8mm。
Priority Applications (1)
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| CN201821403603.6U CN209133830U (zh) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | 一种激光泵浦荧光光源装置 |
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| CN201821403603.6U Active CN209133830U (zh) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | 一种激光泵浦荧光光源装置 |
Country Status (1)
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2018
- 2018-08-29 CN CN201821403603.6U patent/CN209133830U/zh active Active
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