CN211574811U - 一种光色均匀的激光照明结构 - Google Patents
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Abstract
一种光色均匀的激光照明结构，该结构包括激光发射装置，发射光束由一个或多个分束镜分光形成多条光束，多条光束分别从不同方向聚焦到荧光材料的相同或相邻区域上，形成光色均匀的出射光。激光发射装置的出射光波长在250nm～500nm之间，为单管激光二极管或激光阵列模块，分束镜透射反射的分光比在10～0.1之间，荧光陶瓷片通过胶水固定在透明玻璃或者金属上，荧光陶瓷片的出射光由反光碗或者透镜进行准直。本实用新型可以改善目前激光照明的光斑光色不均的情况。
Description
技术领域
本实用新型属于光学技术领域，特别涉及一种具有均匀光色光斑的激光照明结构。
背景技术
激光光源具有能量集中、准直性好等优点，通过光束整形，可以形成能量密度极高的点光源，利用该点光源激发荧光陶瓷片形成的白光光源，可以设计出光束发散角非常小的激光探照灯，在相同的功率下，其照射距离远远大于氙灯和LED灯。然而由于激光为高斯光束，光束中间能量高，两边能量低，导致中间的激光未被荧光陶瓷片充分吸收而出现光斑中间部分色温高，两边色温低的情况；另外，激光入射到荧光陶瓷片上后，激光的发散角小于激发荧光的发散角，同样会导致光斑中间部分色温高，四周色温低的情况。
发明内容
本实用新型实施例提供了一种光色均匀的激光照明结构，用以改善目前激光照明的光斑光色不均的情况。
本实用新型实施例之一，一种光色均匀的激光照明结构，该结构包括：
激光发射装置，发射光束被一个或多个分束镜分光形成多条光束，多条光束分别从不同方向聚焦到荧光材料的相同或相邻区域，形成光色均匀的出射光。
本实用新型实施例通过分束镜对单管激光二极管或激光阵列模块出射光束的分束，形成的多条光束以0°～90°之间的角度入射到荧光陶瓷片上，其中分束镜透射反射的分光比在10～0.1之间，荧光陶瓷片通过胶水固定在透明玻璃或者金属上。荧光陶瓷片的出射光由反光碗或者透镜进行准直，其中反光碗的面型可以是二次曲面、高阶曲面或者自由曲面，透镜的面型可以是球面、二次曲面、高阶曲面或者自由曲面。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，其中：
图1是根据本实用新型实施例之一的光色均匀的激光照明结构示意图。
图2是根据本实用新型实施例之一的混光原理示意图。
图3是根据本实用新型实施例之一的光色均匀的激光照明结构示意图。
图4是根据本实用新型实施例之一的光色均匀的激光照明结构示意图。
具体实施方式
根据一个或者多个实施例，如图1所示，一种光色均匀的激光照明结构。该结构包括：激光发射装置1，发射光束15被分束镜2和分束镜3分光形成光束16、光束18和光束19，三条光束分别从不同方向聚焦到荧光陶瓷片4的相同或相邻区域，形成光色均匀的出射光。其中，所述激光发射装置1为单管激光二极管，发射中心波长为450nm的蓝光激光，以空间光形式出射，发射光束15入射到分束镜2上，分束镜2对光束15进行分光形成反射光束16和透射光束17，透射光束17和反射光束16的光能比例为2：1，反射光束16经反射镜5、反射镜6的反射，以及透镜7的聚焦，以一定角度入射到荧光陶瓷片4上，其入射角度在10°～60°之间。透射过分束镜2的光束17入射到分束镜3上，分束镜3对光束17的透射光和反射光的光能比例为1：1，反射光束18经反射镜9、反射镜10的反射，以及透镜11的聚焦，以一定角度入射到荧光陶瓷片4上，入射角度在10°～60°之间，透射光束19通过透镜12聚焦以垂直角度入射到荧光陶瓷片4上，光束16、光束18和光束19在荧光陶瓷片4上的光点位置重合、部分重合或相邻。所述荧光陶瓷片4通过胶水粘在蓝宝石透明玻璃8上，蓝宝石透明玻璃8起到固定和散热的作用。荧光陶瓷片4的出射光经过透镜13和透镜14进行准直，所述透镜13和透镜14为球面透镜。
如图2所示为混光原理图，经过聚焦后的光束在荧光陶瓷片4上的光点位置重合、部分重合或相邻，激光被荧光陶瓷片吸收激发出黄光，与未被吸收的蓝光合成白光。光束16、光束18和光束19经过陶瓷荧光片4吸收后分别形成光束21、光束22和光束20，光束21和光束20的重叠部分为区域23和区域25，光束20和光束22的重叠部分为区域24和区域25，光束21和光束22的重叠部分为区域25，区域26和区域27没有光束重叠。由于激光为高斯光束，光束中间能量高，两边能量低，导致中间的激光未被荧光陶瓷片充分吸收而出现光斑中间部分色温高，两边色温低的情况；另外，激光入射到荧光陶瓷片上后，激光的发散角小于激发荧光的发散角，同样会导致光斑中间部分色温高，四周色温低的情况。区域25为光束20的中心区域，光束20在此区域含蓝光比例较高，同时区域25也属于光束21和光束22的边缘区域，光束21和光束22在此区域含黄光比例较高，因此三个部分的光束混合可以中和光束20中心区域较多的蓝光；区域23和区域24分别属于光束21和22的中心区域，但是属于光束20的边缘区域，光束21和22在此区域的蓝光比例较高，而光束20在此区域的黄光比例较高，因此相互混合可以中和光束21和光束22中心区域较多的蓝光；此外，区域26和区域27属于光束21和光束22的边缘区域，黄光比例较高，此区域无其他光束进行混光。因此，经过光束20、光束21和光束22重叠部分的混光，可以在区域23、24和25形成光色较均匀的光束。
根据一个或者多个实施例，如图3所示，一种光色均匀的激光照明结构。该结构包括：激光发射装置28，发射光束29被分束镜30、分束镜33、分束镜36和分束镜42分光形成光束31、光束34、光束37、光束43和光束47，五条光束分别从不同方向聚焦到荧光陶瓷片4的相同或相邻区域，形成光色均匀的出射光。其中，所述激光发射装置28为激光阵列模块，发射中心波长为450nm的蓝光激光，以空间光形式出射，发射光束29入射到分束镜30上，分束镜30对光束29进行分光形成反射光束31和透射光束32，透射光束32和反射光束31的比例为4：1，反射光束31经反射镜5、反射镜6的反射，以及透镜7的聚焦，以一定角度入射到荧光陶瓷片4上，其入射角度在10°～60°之间；透射过分束镜30的光束32入射到分束镜33上，分束镜33对光束32进行分光形成反射光束34和透射光束35，分束镜33对光束32的透射光和反射光的光能比例为3：1，反射光束34经反射镜9、反射镜10的反射，以及透镜11的聚焦，以一定角度入射到荧光陶瓷片4上，入射角度在10°～60°之间；透射过分束镜33的光束35入射到分束镜36上，分束镜36对光束35进行分光形成反射光束37和透射光束41，分束镜36对光束35的透射光和反射光的光能比例为2：1，反射光束37经反射镜38、反射镜39的反射，以及透镜40的聚焦，以一定角度入射到荧光陶瓷片4上，入射角度在10°～60°之间；透射过分束镜36的光束41入射到分束镜42上，分束镜42对光束41进行分光形成反射光束43和透射光束47，分束镜42对光束41的透射光和反射光的光能比例为1：1，反射光束43经反射镜44、反射镜45的反射，以及透镜46的聚焦，以一定角度入射到荧光陶瓷片4上，入射角度在10°～60°之间，透射光束47通过透镜12聚焦以垂直角度入射到荧光陶瓷片4上。所述荧光陶瓷片4通过胶水粘在蓝宝石透明玻璃8上，蓝宝石透明玻璃8起到固定和散热的作用。荧光陶瓷片4的出射光经过透镜48和透镜49进行准直，所述透镜48和透镜49为非球面透镜。
根据一个或者多个实施例，如图4所示，一种光色均匀的激光照明结构。该结构包括：激光发射装置28，发射光束51由分束镜2和分束镜3分光形成光束54、光束56和光束57，三条光束分别从不同方向聚焦到荧光陶瓷片4的相同或相邻区域，形成光色均匀的出射光。其中，所述激光发射装置28为激光阵列模块，发射中心波长为450nm的蓝光激光，耦合入光纤50中，从光纤出射的光束51由透镜52和53进行准直入射到分束镜2上，分束镜2对光束51进行分光形成反射光束54和透射光束55，透射光束55和反射光束54的光能比例为2：1，反射光束54经反射镜5、反射镜6的反射，以及透镜7的聚焦，以一定角度入射到荧光陶瓷片4上，其入射角度在10°～60°之间；透射过分束镜2的光束55入射到分束镜3上，分束镜3对光束55进行分光形成反射光束56和透射光束57，分束镜3对光束57的透射光和反射光56的光能比例为1：1，反射光束56经反射镜9、反射镜10的反射，以及透镜11的聚焦，以一定角度入射到荧光陶瓷片4上，入射角度在10°～60°之间，透射光束57通过透镜12聚焦以垂直入射到荧光陶瓷片4上。其中，光束54、光束56和光束57在荧光陶瓷片4上的光点位置重合、部分重合或相邻。所述荧光陶瓷片4通过胶水粘在平面反射器58上，平面反射器58为表面抛光的金属片，既可以起到反射作用，又可以起到散热作用。荧光陶瓷片4的出射光经一个反光碗59进行准直，所述反光碗59的面型可以是二次曲面、高阶曲面或者自由曲面。
值得说明的是，虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本实用新型创造的精神和原理，但是应该理解，本实用新型并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合，这种划分仅是为了表述的方便。本实用新型旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。
Claims (10)
1.一种光色均匀的激光照明结构，其特征在于，包括：
激光发射装置，发射光束被一个或多个分束镜分光形成多条光束，多条光束分别从不同方向聚焦到荧光材料的相同或相邻区域，形成光色均匀的出射光。
2.根据权利要求1所述的光色均匀的激光照明结构，其特征在于，所述激光发射装置的出射光波长在250nm～500nm之间。
3.根据权利要求1所述的光色均匀的激光照明结构，其特征在于，所述激光发射装置为单管激光二极管或激光阵列模块。
4.根据权利要求3所述的光色均匀的激光照明结构，其特征在于，所述激光阵列模块通过多个激光器合束形成合束光，可以以空间光形式出射，也可以耦合入光纤。
5.根据权利要求1所述的光色均匀的激光照明结构，其特征在于，所述分束镜透射反射的分光比在10～0.1之间。
6.根据权利要求1所述的光色均匀的激光照明结构，其特征在于，所述荧光材料为荧光陶瓷片，通过胶水固定在透明玻璃或者金属上。
7.根据权利要求1所述的光色均匀的激光照明结构，其特征在于，所述激光发射装置的出射光束与荧光材料入光面之间的夹角在0°～90°之间。
8.根据权利要求1所述的光色均匀的激光照明结构，其特征在于，所述激光发射装置的出射光束入射到荧光材料上后，其出射光由反光碗或者透镜进行准直。
9.根据权利要求8所述的光色均匀的激光照明结构，其特征在于，所述反光碗数量为一个，透镜数量为一个或多个。
10.根据权利要求8所述的光色均匀的激光照明结构，其特征在于，所述反光碗的面型可以是二次曲面、高阶曲面或者自由曲面，透镜的面型可以是球面、二次曲面、高阶曲面或者自由曲面。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114216100A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-03-22 | 广州旭福光电科技有限公司 | 一种透过式激光照明模组及匀光方法和应用 |
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2020
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