CN214198291U - 一种白激光路灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种白激光路灯，包括散热器和分别设于散热器同一侧的受激辐射源和激光源，其中每个激光源的中轴线与受激辐射源的中轴线平行；本白激光路灯还包括反射镜和透镜，激光源的出射光线经反射镜反射到受激辐射源，发出受激发光，受激发光经透镜射出；本实用新型的白激光路灯使得激光源与受激辐射源可在同一散热器上的不同区域进行独立散热，利于散热器的散热性能得到充分利用，激光源对受激辐射源进行集中照射，提升了本白激光路灯的输出功率和输出白光光色的品质。

Description

一种白激光路灯

技术领域

本实用新型涉及道路照明技术领域，尤其涉及一种白激光路灯。

背景技术

固态照明光源具有环保、光效高、寿命长、体积小等优点，目前应用于道路照明领域的固态光源主要是白光LED，一般是利用蓝光LED芯片激发荧光粉形成白光。然而蓝光LED存在“效率骤降”的问题，即随着驱动芯片的功率密度增大，LED的发光效率会出现明显的衰减。

由于蓝色激光二极管(Laser Diode,LD)的发光原理是受激辐射，因此在可见光范围内没有“效率骤降”的问题，在大的功率密度驱动时，通过单个蓝光LD芯片相比蓝光LED可以获得更多的光通量，因而蓝光LD更为节能。

通过蓝色激光激发荧光粉形成白光路灯的关键问题之一是散热，其中包括蓝光LD和荧光材料的散热，蓝光LD温度过高会导致光效降低甚至烧坏芯片，而由于激光光束角小，因而照射到荧光材料的蓝光的单位功率密度较高，在散热不理想的情况下容易引起荧光材料温度的快速提升，温度过高则会引起荧光材料的发光淬灭，从而大大降低白光的出光效率和光色品质。按照LD与荧光材料的距离分类，目前主要白激光路灯主要有两种形成白光的方式，一种是激光近距离激发荧光材料，优点是可以使得白激光的结构简单紧凑，缺点是荧光材料往往难以得到良好的散热，因此难以做到大功率；第二种是激光远程激发荧光材料，优点是荧光材料和LD可以分别得到良好的散热，缺点是荧光材料的散热结构和LD的散热结构会占用很大的空间，使结构变得复杂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种结构简单的白激光路灯。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种白激光路灯，包括

散热器；

受激辐射源，设于所述散热器的一侧；

激光源，所述激光源与所述受激辐射源设于所述散热器的同一侧；

反射镜，所述激光源的出射光线经所述反射镜反射到所述受激辐射源，发出受激发光；

透镜，所述受激发光经透镜射出。

进一步的，所述激光源的中轴线与所述受激辐射源的中轴线平行。

进一步的，所述反射镜设于所述激光源的中轴线上，所述激光源的出射光线经所述反射镜反射到所述受激辐射源中心。

进一步的，所述激光源的数量至少为2个，所述激光源相对于所述受激辐射源中心对称分布。

进一步的，所述散热器设有凹槽，所述受激辐射源设于所述凹槽内。

进一步的，所述凹槽表面涂覆有反光层。

进一步的，所述凹槽表面与所述反光层之间还涂覆有导热层。

进一步的，所述散热器设有连接件，所述连接件远离所述散热器的一端开设有所述凹槽。

进一步的，所述连接件为导热连接件。

进一步的，还包括外壳，所述外壳连接于所述散热器的一侧并将所述受激辐射源和所述激光源笼罩，所述反射镜设于所述外壳内侧。

本实用新型的有益效果在于：

(1)利用反射镜将激光源投射出的激光反射到受激辐射源处，使得激光源与受激辐射源可在同一散热器上的不同区域进行独立散热，简化了结构，并且提升了散热器的集成度，利于散热器的散热性能得到充分利用；

(2)在散热性能良好的基础上，通过控制反射镜的角度使得激光源对受激辐射源进行集中照射，提升了本白激光路灯的输出功率和输出白光光色的品质。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的白激光路灯的剖面结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的白激光路灯的剖面角度示意图；

图3为本实用新型实施例一的荧光材料与LD的分布图；

图4为本实用新型实施例一的荧光材料与LD的另一形式的分布图；

图5为本实用新型实施例一的白激光路灯的模拟接收面辐照度图；

图6为本实用新型实施例一的白激光路灯的模拟接收面光强分布曲线图。

标号说明：

1、散热器；2、外壳；3、LD；4、准直透镜；5、反射镜；6、荧光材料；7、连接件；8、凹槽；9、透镜。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

实施例一

请参照图1至图6，本实用新型的实施例一为：一种白激光路灯，包括散热器1以及设于所述散热器1同一侧的受激辐射源和激光源，可选的，激光源的数量可以是一个也可以是多个，在本实施例中，激光源的数量为多个，所述激光源相对于所述受激辐射源中心对称分布；其中每个所述激光源的中轴线与所述受激辐射源的中轴线平行；本白激光路灯还包括连接于所述散热器1的一侧并将所述受激辐射源和所述激光源笼罩的外壳2，所述外壳2内正对所述受激辐射源的内侧壁设有透镜9，所述透镜9位于所述受激辐射源的中心轴线处；所述外壳2正对所述散热器1的内侧壁设有多个反射镜5，所述反射镜5分别设于所述激光源的中轴线位置并与所述激光源一一对应，所述激光源的出射光线经所述反射镜5反射到所述受激辐射源处并发出受激发光，受激发光再经透镜9射出。

具体的，本实施例中的激光源为中心波长为450nm、半峰宽为10nm、功率为3.5W的蓝光LD3(即蓝色激光二极管)，更具体的，所述多个激光源均匀环绕所述受激辐射源设置，所述蓝光LD3远离所述散热器1的一端还设有准直透镜4，作为可选的，所述蓝光LD3的中心波长和功率可根据实际的应用需求进行设置，另外，在其他一些实施例中，还可选用紫外LD(即紫色激光二极管)作为激光源。进一步的，所述激光源的具体数量可根据实际的应用需求进行设置，在此不过多赘述。

优选的，本白激光路灯的受激辐射源为荧光材料6，具体在本实施例中为陶瓷荧光粉，容易理解的，陶瓷荧光粉相比与普通荧光粉具有更好的耐热性。

优选的，所述散热器1设有凹槽8，所述受激辐射源设于所述凹槽8内，容易理解的，所述凹槽8便于所述受激辐射源更好地安装于所述散热器1上，同时还能防止所述受激辐射源受激发光后向四周散射；具体的，所述凹槽8表面涂覆有反光层，所述反光层能够将透射过荧光材料6的激光光线反射回荧光材料6，因而荧光材料6可以得到更充分的激发，形成光色更加均匀的白光，同时避免了激光直接透射过荧光材料6给人眼带来的安全隐患。更具体的，所述凹槽8表面与所述反光层之间还涂覆有导热层，容易理解的，所述导热层能够将所述荧光材料6产生的热量传递给散热器1，利于散热性能的提升。

可选的，所述散热器1还可设置连接件7，所述连接件7远离所述散热器1的一端开设有所述凹槽8；也就是说，本白激光路灯的所述凹槽8的设置方式有两种形式，一是直接在所述散热器1上开设所述凹槽8；二是在所述散热器1上设置一连接件7，将所述凹槽8开设于所述连接件7上(如本实施例)，具体可根据实际的应用需求进行设置，丰富了结构的多样性，在本实施例中，连接件7为导热连接件；进一步的，在所述散热器1上设置所述连接件7时，所述连接件7可直接紧贴于所述散热器1表面，也可内嵌于所述散热器1设置，具体可根据实际的应用需求进行设置，进一步丰富了结构的多样性；更进一步的，所述凹槽8的形状可以是柱体状、不完全球体状或锥体状，相应的，所述荧光材料6的形状需与所述凹槽8适配。

可选的，所述荧光材料6远离所述散热器1的端面为平面、球冠面或凹型面，具体根据实际的应用需求进行设置。

本白激光路灯的工作/结构原理为：蓝光LD3发射出蓝色激光，经过准直透镜4将蓝色激光转化为平行光，准直后的蓝色激光光线作用在反射镜5的中心，蓝色激光光线经过反射镜5反射后激发荧光材料6，荧光材料6被激发产生的受激发光与激发光混合后形成白光出射，再经过透镜9出射，即可获得所需的配光。通过控制对应的反射镜5具有相同的角度可以使得相对称的蓝光LD3的出射光均投射到荧光材料6中心。如图2所示为该路灯的纵向剖面示意图，全反射镜5与路灯外壳2底部夹角为α，蓝光LD3的出射光线经过反射镜5后的光线方向与外壳2底部的夹角为θ，根据角度的对应关系可知：

θ＝90°-2α (1-1)

其中，外壳2厚度为h，凹槽8的厚度为h1，反射镜5中心距离外壳2底部的高度为h2,LD3到荧光材料6中心的距离为d1，LD3与外壳2的距离为d2外壳2的宽度为d。根据三角函数可知：

d1＝d2×tanα (1-2)

将(1-1)和(1-2)代入(1-3)整理后可得：

求解式(1-4)可得：当d1＝2d2时，

当d1≠2d2时，

式(1-5)和(1-6)定义了反射镜5倾角与路灯结构尺寸之间的关系，由此可见，根据尺寸的大小调整反射镜5的角度可以将从LD3出射的准直光线反射到荧光材料6的中心，因而可以获得大功率，小发光点的白激光路灯光源。

具体在本实施例中，所述外壳2的形状为长方体，外壳2厚度为h＝6cm，反光凹槽8与散热器1之间的相对厚度为h1＝2cm，蓝光LD3与外壳2之间距离为d2＝2cm，蓝光LD3与荧光材料6中心的距离d1＝10cm，根据公式1-6可以计算得到反射镜5与外壳2底部的夹角α＝38°，荧光材料6为直径1.2cm，厚度0.1cm的圆柱体，外壳2带有固定结构件，可以将反射镜5按需要固定在特定的角度，蓝光LD3出射的蓝色激光光束经过反射镜5反射后入射到荧光材料6的中心，采用陶瓷荧光粉作为荧光材料6相比于普通的荧光粉有更好的耐热性，荧光材料6和凹槽8的形状均为圆柱体，蓝光LD3和荧光材料6的俯视图如图3所示，为了获得朗伯型的白激光，蓝光LD3以荧光材料6为中心对称分布。蓝光LD3的引脚可以直接插入到散热器1，所述连接件7紧贴散热器1，凹槽8的导热层的材质为导热性优良的铜，所述反光层为反射率较高的银膜，模拟的结果如图5和图6所示，所得的光型近似为朗伯型配光。

综上所述，本实用新型提供的白激光路灯结构简单、散热性能好且光学性能优越。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种白激光路灯，其特征在于，包括

散热器；

受激辐射源，设于所述散热器的一侧；

激光源，所述激光源与所述受激辐射源设于所述散热器的同一侧；

反射镜，所述激光源的出射光线经所述反射镜反射到所述受激辐射源，发出受激发光；

透镜，所述受激发光经透镜射出。

2.根据权利要求1所述的白激光路灯，其特征在于，所述激光源的中轴线与所述受激辐射源的中轴线平行。

3.根据权利要求1或2所述的白激光路灯，其特征在于，所述反射镜设于所述激光源的中轴线上，所述激光源的出射光线经所述反射镜反射到所述受激辐射源中心。

4.根据权利要求1所述的白激光路灯，其特征在于，所述激光源的数量至少为2个，所述激光源相对于所述受激辐射源中心对称分布。

5.根据权利要求1所述的白激光路灯，其特征在于，所述散热器设有凹槽，所述受激辐射源设于所述凹槽内。

6.根据权利要求5所述的白激光路灯，其特征在于，所述凹槽表面涂覆有反光层。

7.根据权利要求6所述的白激光路灯，其特征在于，所述凹槽表面与所述反光层之间还涂覆有导热层。

8.根据权利要求5所述的白激光路灯，其特征在于，所述散热器设有连接件，所述连接件远离所述散热器的一端开设有所述凹槽。

9.根据权利要求8所述的白激光路灯，其特征在于，所述连接件为导热连接件。

10.根据权利要求1所述的白激光路灯，其特征在于，还包括外壳，所述外壳连接于所述散热器的一侧并将所述受激辐射源和所述激光源笼罩，所述反射镜设于所述外壳内侧。

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