CN211698453U - 一种激光照明结构 - Google Patents
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Abstract
一种激光照明结构，该结构包括：荧光单元，固定于一透明材料上，透明材料固定于一支撑架上；光源，出射光束经过光学整形元件组后聚焦到荧光单元上激发出荧光，荧光通过另一光学整形元件组后聚焦耦合入光纤中。荧光单元为荧光陶瓷片，光源为激光光源，被激发的荧光经过光学元件组整形聚焦后耦合入一多合一光纤的一个分支中，通过多路荧光的光纤合束，实现出射光的高亮度输出。本实用新型可以解决目前激光探照灯照射距离不足，和激光投影技术中荧光激发模块体积庞大、技术复杂的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于光学技术领域，特别涉及一种激光照明结构。
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，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。然而荧光陶瓷片可以承受的蓝光的功率密度有限，过高的功率密度将导致荧光陶瓷片出现烧毁的现象，所以目前基于荧光激发的白光激光探照灯还存在照射距离不足的问题。另外，在现存的激光投影技术中采用色轮转动的方案来解决荧光陶瓷片烧毁的问题，然而色轮转动的方案存在体积庞大、技术复杂的问题，会增加激光投影装置的体积以及结构的复杂程度。
发明内容
本发明实施例提供了一种激光照明结构，用以解决目前激光探照灯照射距离不足，和激光投影技术中荧光激发模块体积庞大、技术复杂的问题。
本发明实用新型例之一，一种激光照明结构，该结构包括：
荧光单元，固定于一透明材料上，透明材料固定于一支撑架上；
光源，出射光束经过光学整形元件组后聚焦到荧光单元上激发出荧光，荧光通过另一光学整形元件组后聚焦耦合入光纤中。
本实用新型实施例通过低功率激光光源激发荧光陶瓷片，被激发出的荧光通过光束整形元件组后耦合入多合一光纤的一个光纤分支中，避免了因激光光源功率过高而导致荧光陶瓷片被烧毁的问题，同时通过多路荧光的光纤合束，实现出射光的高亮度输出。
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激发单元结构示意图。
图3是根据本实用新型实施例之一的多合一光纤合束示意图。
图4是根据本实用新型实施例之一的黄光与蓝光合束示意图。
图5是根据本实用新型实施例之一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和2所示，一种激光照明结构。该结构包括：荧光单元1001，固定于一透明材料1002上，透明材料1002固定于一支撑架1003上；光源101，出射光束经过光学整形元件组102后聚焦到荧光单元 1001上激发出荧光，荧光通过另一光学整形元件组103后聚焦耦合入光纤1041 中。进一步地，荧光单元1001、透明材料1002和支撑架1003共同组成激发组件100，荧光单元1001通过透明胶水粘合在透明材料1002上，激发组件100 的支撑架1003上有通孔1004和凹槽1005，透明材料1002使用胶水固定于凹槽1005中，光束通过通孔1004入射到荧光单元1001上。荧光单元1001为荧光陶瓷片，可以是YAG:Ce荧光陶瓷，YAG:Ce荧光玻璃，YAG:Ce单晶等材料，在荧光粉本体中可以掺杂其他物质以调节发射光谱，例如Cr3+离子、Pr3+离子、 Gd3+离子等。荧光层厚度≥0.05mm。透明材料1002为玻璃材料，可以是石英玻璃或者蓝宝石玻璃。支撑架1003为金属，可以是铝、铜或者钢，在起到支撑作用的同时起到散热作用。光源101为半导体激光光源，波长位于250nm-500nm 之间。光源101发射的光束经过光学整形元件组102整形后聚焦入射到激发组件100的荧光单元1001上激发出荧光。光学整形元件组102由柱透镜1021、柱透镜1022和聚焦透镜1023组成，其中柱透镜1021对光源101快轴方向的光进行整形压缩，柱透镜1022对光源101慢轴方向的光进行整形压缩，经两者对快轴和慢轴的光整形压缩后形成截面为准圆形光斑的光束，再经过聚焦透镜 1023聚焦入射到激发组件100的荧光单元1001上，聚焦透镜1023可以是球面透镜、非球面透镜、菲涅尔透镜或者衍射光学元件。在激发组件100的荧光单元1001上被激发出的荧光经过光学整形元件组103整形形成聚焦光束耦合入多合一光纤的分支1041中。其中光学整形元件组103由透镜1031和透镜1032组成，透镜1031和透镜1032可以为球面透镜、非球面透镜、菲涅尔透镜或者衍射光学元件。
根据一个或者多个实施例，如图3所示，一种多合一光纤合束结构。该结构包括：多合一光纤104，光纤分支1041、1042......1043和1044，光纤分支1041、 1042......1043和1044最终合并成一根汇总光纤分支1045，每个光纤分支都被耦合入荧光，相应的多束荧光也被合并为一束，由汇总光纤1045分支出射。多合一光纤104至少包含一个光纤分支。光纤分支1041、1042......1043和1044的纤芯直径大于1微米，汇总光纤分支1045的纤芯直径大于光纤分支的纤芯直径。多合一光纤104的纤芯可以是多模光纤，也可以是单模光纤。
根据一个或者多个实施例，如图4所示，一种黄光与蓝光合束结构。该结构包括：光束出射的汇总光纤分支1045、光学整形元件组105、二向色镜106、光学整形元件组107和光源108。其中，光学整形元件组105由透镜1051和透镜1052组成，透镜1051和透镜1052可以是球面透镜、非球面透镜、菲涅尔透镜或者衍射光学元件，实现对汇总光纤分支1045发射光束的整形，形成准直度较高的光束。荧光陶瓷片1001被激发的荧光为黄色荧光，光源108发射蓝色激光的半导体激光器，光学整形元件组107由扩散片1071、柱透镜1072和柱透镜1073组成，实现对光源108发射光束的整形，其中扩散片1071对光源108 发射的高斯型能量分布的光束进行匀化，柱透镜1071对光源108的快轴方向的光进行压缩整形，柱透镜1072对光源108的慢轴方向的光进行压缩整形，光源 108的发射光束经过柱透镜1071和柱透镜1072的整形后形成准直性较高的截面为准圆形光斑的光束。二向色镜106对黄光高透，对蓝光高反，与汇总光纤分支1045和光源108的轴心呈45°角方向放置，二向色镜106对汇总光纤分支1045出射的光束透射，对光源108的发射光束反射，两者混合形成白光。其中，光源108的波长位于400nm-480nm之间，扩散片1071的厚度大于0.5mm，雾度大于70％。
根据一个或者多个实施例，如图5所示，一种激光照明结构。该结构包括：荧光单元1001，固定于一透明材料1002上，透明材料1002固定于一支撑架1003 上；光源101，出射光束经过光学整形元件组102后聚焦到荧光单元1001上激发出荧光，荧光通过另一光学整形元件组103后聚焦耦合入光纤1041中。进一步地，荧光单元1001、透明材料1002和支撑架1003共同组成激发组件100，荧光单元1001通过透明胶水粘合在透明材料1002上，激发组件100的支撑架 1003上有通孔1004和凹槽1005，透明材料1002使用胶水固定于凹槽1005中，光束通过通孔1004入射到荧光单元1001上。荧光单元1001为荧光陶瓷片，可以是YAG:Ce荧光陶瓷，YAG:Ce荧光玻璃，YAG:Ce单晶等材料，在荧光粉本体中可以掺杂其他物质以调节发射光谱，例如Cr3+离子、Pr3+离子、Gd3+离子等。荧光层厚度≥0.05mm。光源101为半导体激光光源，波长位于250nm-500nm之间。透明材料1002为玻璃材料，可以是石英玻璃或者蓝宝石玻璃。支撑架1003 的材料为金属，可以是铝、铜或者钢，在起到支撑作用的同时起到散热作用。光源101发射的光束经过光学整形元件组102整形后聚焦入射到激发组件100 的荧光单元1001上激发出荧光。光学整形元件组102由柱透镜1021、柱透镜 1022和聚焦透镜1023组成，其中柱透镜1021对光源101的快轴方向的光进行整形压缩，柱透镜1022对光源101的慢轴方向的光进行整形压缩，经两者对快轴和慢轴的光整形压缩后形成截面为准圆形光斑的光束，再经过聚焦透镜1023 聚焦入射到激发组件100的荧光单元1001上，聚焦透镜1023可以是球面透镜、非球面透镜、菲涅尔透镜或者衍射光学元件。在激发组件100的荧光单元1001 上被激发出的荧光经过光学整形元件组103整形形成聚焦光束耦合入多合一光纤的分支1041中。其中光学整形元件组103由TIR透镜1033和透镜1032组成，透镜1032可以为球面透镜、非球面透镜、菲涅尔透镜或者衍射光学元件。
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 (8)
1.一种激光照明结构，其特征在于，包括：
荧光单元，固定于一透明材料上，透明材料固定于一支撑架上；
光源，出射光束经过光学整形元件组后聚焦到荧光单元上激发出荧光，荧光通过另一光学整形元件组后聚焦耦合入光纤中。
2.根据权利要求1所述的激光照明结构，其特征在于，所述荧光单元为荧光陶瓷片。
3.根据权利要求1所述的激光照明结构，其特征在于，所述光源为激光光源，波长位于250nm-500nm之间。
4.根据权利要求1所述的激光照明结构，其特征在于，所述透明材料为玻璃材料。
5.根据权利要求1所述的激光照明结构，其特征在于，所述支撑架为金属。
6.根据权利要求1所述的激光照明结构，其特征在于，所述光学整形元件组包含球面透镜、非球面透镜、TIR透镜、菲涅尔透镜或者衍射光学元件的至少一种元件。
7.根据权利要求1所述的激光照明结构，其特征在于，所述光纤为多合一光纤的一个分支。
8.根据权利要求7所述的激光照明结构，其特征在于，所述多合一光纤的多个分支都被耦合入荧光，多路荧光通过多合一光纤实现合束。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020232432.6U CN211698453U (zh) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 一种激光照明结构 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202020232432.6U CN211698453U (zh) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 一种激光照明结构 |
Publications (1)
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| CN211698453U true CN211698453U (zh) | 2020-10-16 |
Family
ID=72777236
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| CN202020232432.6U Active CN211698453U (zh) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 一种激光照明结构 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN211698453U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023029718A1 (zh) * | 2021-09-06 | 2023-03-09 | 青岛海信激光显示股份有限公司 | 光源及激光投影设备 |
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2020
- 2020-02-28 CN CN202020232432.6U patent/CN211698453U/zh active Active
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