CN215579532U - 一种大功率白光激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种大功率白光激光器，包括：柱体，耐高温绝缘层导线，PCB板，白光激光光源，聚光透镜，配光透镜，金属帽盖；柱体内部设置相应的凹槽，白光激光光源通过高温锡膏焊接于PCB与其形成一体式的模组结构，PCB板的底部与柱体通过锡膏焊接固定或导热硅脂连接，PCB板和柱体均设有通孔，柱体和PCB板通过两种不同颜色耐高温绝缘层导线分别穿过柱体内部以及PCB板正负极进行连接；聚光透镜设置于模组结构上方，聚光透镜通过高温胶水与柱体内部设置的台阶进行固定；配光透镜通过高温胶水单独固定于柱体的凹槽，金属帽盖柱体上部螺纹连接。本实用新型能够解决陶瓷荧光片制作工艺难，报废率高及成本高的问题。

Description

一种大功率白光激光器

技术领域

本实用新型属于激光照明技术领域，具体涉及一种大功率白光激光器。

背景技术

目前白光激光光源在激光户外照明、激光投影、舞台灯及手电筒等应用上，通常以激光作为光源时需要由多种激光复合成复合光源，目前，最常见的激光复合光源是白光激光源。以白光激光源为例，目前使用激光产生白光的主要方法是将蓝色激光照射陶瓷荧光片，陶瓷荧光片受蓝色激光激发，自发辐射出更长波长的光，这些新产生的光与原有蓝光混合产生白光。针对目前市场上白光激光光源在应用端存在以下几方面不足：

（1）现有市场上普通的白光激光光源光转换效率低。

（2）市场上普通的白光激光光源大多由蓝光激光芯片照射到陶瓷荧光片上激发产生白光，目前陶瓷荧光片制作工艺复杂，报废率高，成本较高且荧光粉的匹配不均匀影响白光色温的一致性。

（3）市场上普通的白光激光光源大多采用的芯片为侧发光蓝光激光芯片，光源的封装难度大，组装复杂，生产效率低。

（4）市场上大功率白光激光器因为导热及散热截面过小，热量累积到芯片，严重影响产品的光效及荧光层衰减严重而影响产品的寿命。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种大功率白光激光器，包括：柱体，耐高温绝缘层导线，PCB板，白光激光光源，聚光透镜，配光透镜，金属帽盖；柱体内部设置相应的凹槽，白光激光光源通过高温锡膏焊接于PCB与其形成一体式的模组结构，PCB板的底部与柱体通过锡膏焊接固定或导热硅脂连接，PCB板和柱体均设有通孔，柱体和PCB板通过两种不同颜色耐高温绝缘层导线分别穿过柱体内部以及PCB板正负极进行连接；聚光透镜设置于模组结构上方，聚光透镜通过高温胶水与柱体内部设置的台阶进行固定；配光透镜通过高温胶水单独固定于柱体的凹槽，金属帽盖柱体上部螺纹连接。

优选地，柱体为铜、铝或陶瓷材质中任意一种，柱体与PCB板底部连接处连接位置为电镀金、银或锡其中之一。

优选地，柱体上部设置有螺纹段及圆柱台阶，正中间设置正多边柱体定位端，下部设置相应的螺纹段。

优选地，柱体上部设置两圆柱形的台阶，中部设置为圆柱体且其直径大于上部的圆柱形台阶直径，柱体的下部设置圆柱形的定位段且定位段的直径小于中部的圆柱体直径。

优选地，白光激光光源包括：基板、通过共晶焊接或高温锡膏焊接贴于基板上的激光芯片以及透明罩体；激光芯片为垂直结构蓝光激光芯片或倒装结构蓝光激光芯片，基板设有第一极性和第二极性，第一极性设于基板上部，第二极性设于基板底部；激光芯片通过键合线分别连接一极性与第二极性且基板结构为热电分离设计，激光芯片发光区域覆盖有荧光胶，透明罩体通过胶水固化粘贴于基板中。

优选地，PCB板为铜基板，铝基板，超导铝，陶瓷基板或石墨烯基板任意一种，板材上部布有电路，其中心位置设置有对应与激光光源底部焊接匹配的正负极焊盘，其焊盘边缘设置有相应的正极孔和负极孔，其中正极孔和负极孔通过PCB板边缘所设置的缺口与柱体内部凹槽中设置的定位匹配。

优选地，耐高温绝缘层导线外层绝缘层为铁氟龙材质，线芯为铜线或铝材质；两种耐高温绝缘层导线为不同颜色，其中一端分别穿过柱体所设定的穿线孔和PCB板正负极通孔并且与PCB板上所设的正极与负极通过锡膏或锡线焊接相连，另一端裸露线芯金属部位浸有高温锡且其绝缘层漏出柱体底部2mm以上；

优选地，聚光透镜通过高温胶水固定设置于柱体的凹槽中。

优选地，所述金属帽盖内部设置有相应的内螺牙与所述柱体的上部的螺纹匹配组装，并且所述金属帽盖通过所述柱体设置的圆柱体台阶组装定位，金属帽盖顶部设定有相应的中心孔，中心孔与配光透镜直径吻合并固定。

本申请提供的一种大功率白光激光器具有如下有益效果：

（1）此种蓝光激光芯片发光区域通过喷涂或贴膜涂覆荧光胶工艺能够替代市场上普通白光激光光源通过蓝光激光芯片照射至陶瓷荧光片激发形成白光激光，能够有效解决市场上陶瓷荧光片制作工艺难，报废率高及成本高的问题。

（2）此种蓝光激光芯片发光区域通过喷涂或贴膜涂覆荧光胶工艺能够更好控制色温的一致性，不仅提升白光光源产出色区分布的一致性以提升产品的良品率，而且工艺简单且更适合批量制作，有效降低成本。

（3）此种白光激光光源所用基板为热电分离结构，能够有效提升激光光源散热效率，不仅能够提升产品的发光效率，同时也提升了产品的使用寿命。

（4）此种白光激光模组柱体采用T2紫铜、铝或陶瓷材质，其柱体凹槽内外部均通过电镀金或银导热系数较高金属表层，白光激光光源与PCB焊接于一体后再通过焊接于柱体凹槽内确保光源的导热截面更大，导热更稳定，不仅有效提升产品的光效及降低荧光胶体因温度聚集过高产生光衰的风险，同时提升产品的使用寿命。

（5）此种大功率白光激光器组装简单，通过耐高温结缘层导线将其正极和负极分别引出，有效替代市场上金属棒作为连接线通过玻璃烧结或注塑工艺成型作为引线存在耐高压，短路风险，提升产品的应用性能稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的一种大功率白光激光器爆炸结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种大功率白光激光器所用白光激光光源整体结构示意图；

图3是本实用新型提供的一种大功率白光激光器所用PCB板整体结构示意图；

图4是本实用新型提供的一种大功率白光激光器截面结构示意图；

图5是本实用新型提供的一种大功率白光激光器整体结构示意图；

图6是本实用新型提供的一种大功率白光激光器另一种结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1-6，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种大功率白光激光器，其包括：柱体1，第一耐高温绝缘层导线2和第二耐高温绝缘层导线3，PCB板4，白光激光光源5，聚光透镜6，配光透镜7，金属帽盖8。的柱体1内部设置相应的凹槽，白光激光光源5通过高温锡膏焊接于对应的PCB焊盘41，令其和PCB板4形成一体式的模组。PCB板4设定缺口46与柱体1内部凹槽一端定位，PCB板4的底部47与柱体1内部凹槽放置PCB板4对应的平台通过锡膏焊接固定或导热硅脂9连接，PCB板4上设置对应的分别连接白光激光器的正极焊盘44和负极焊盘45且焊盘中心设定通孔与柱体1内部设定的通孔对应，通过两种不同颜色第一耐高温绝缘层导线2和第二耐高温绝缘层导线3分别穿过柱体1内部设定的通孔和PCB板正极焊盘44和负极焊盘45中心通孔并焊接及连接，模组上方设置对应的聚光透镜6，聚光透镜6通过高温胶水与柱体1内部设置的台阶固定确保透镜6的中心与白光激光光源5模组发光中心点一致，配光透镜7通过高温胶水固定设置于单独的柱体凹槽，柱体凹槽边缘通过高温胶水固定于柱体1设置对应的凹槽中，通过金属帽盖8内部设定螺纹与柱体上部所设置的螺牙10匹配组装固定。

如图1-4，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种大功率白光激光器，柱体1为铜、铝或陶瓷材质中任意一种，其裸露表面及与PCB板底部连接处平面凹槽部分电镀金、银或锡其中之一。

如图1-6，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种大功率白光激光器，柱体1上部设置有螺纹段10及圆柱台阶11，正中间设置正多边柱体12定位端，下部设置相应的螺纹段13；柱体1其另一种结构上部设置有螺纹段10及圆柱台阶11，中部设置为圆柱体12且其直径大于上部圆柱体11直径上，其下部设置圆柱体定位段14且其直径小于中部圆柱体13直径。

如图2，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种大功率白光激光器，包括白光激光光源5包括：基板51、通过共晶焊接或高温锡膏焊接贴于基板上的激光芯片52以及透明罩体55，透明罩体可以为光学透镜或石英玻璃罩；激光芯片52为垂直结构蓝光激光芯片或倒装结构蓝光激光芯片，基板51设有第一极性510和第二极性512，第一极性510和第二极性512分别连接设于基板底部；激光芯片52通过键合线53分别连接基板的第一极性510与基板的第二极性512且第三焊接面511作为独立散热面为热电分离设计，激光芯片52发光区域覆盖有荧光胶54，透明罩体55通过胶水固化粘贴于基板51中。

如图3，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种大功率白光激光器，PCB板4为铜基板，铝基板，超导铝，陶瓷基板或石墨烯基板任意一种，板材上部布有相应的电路，其中心位置设置有对应与激光光源5底部焊接匹配的正极焊盘41、负极焊盘42及独立导热焊盘43，其焊盘边缘设置有相应的正极孔44和负极孔45，其中正极孔44和负极孔45通过PCB板边缘所设置的缺口46与柱体内部凹槽中设置的定位匹配，确保正极孔44和负极孔45与柱体1所设置的穿线通孔一一对应。

如图1、4，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种大功率白光激光器，第一耐高温绝缘层导线2的第一外层绝缘层22和第二耐高温绝缘层导线3的第二外层绝缘层32为铁氟龙材质，第一耐高温绝缘层导线2的第一线芯23和第二耐高温绝缘层导线3的第二线芯33为铜线或铝材质；两种耐高温绝缘层导线为不同颜色，其中第一耐高温绝缘层导线2的一端21和第二耐高温绝缘层导线3的一端31分别穿过柱体1所设定的穿线孔和PCB板4的正极通孔44和负极通孔45并且与PCB板4上所设的正极44与负极45通过锡膏或锡线焊接相连，另一端裸露线芯金属部位23和33浸有高温锡且其绝缘层漏出柱体底部13至少2mm。

如图1、4，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种大功率白光激光器，聚光透镜6通过高温胶水固定设置于柱体1所设定的特定凹槽中，确保聚光透镜6中心与激光光源5的发光中心对应。

如图1、4，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种大功率白光激光器，配光透镜7通过高温胶水固定设置于特定凹槽中，柱体凹槽边缘通过高温胶水固定于柱体1所设定的特定凹槽中，确保配光透镜7，聚光透镜6及光源5的发光中心点呈一条直线对称。

如图1-6，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种大功率白光激光器，金属帽盖8内部设置有相应的内螺牙与柱体1上部的螺纹10匹配组装，并通过柱体1所设定的圆柱体台阶11组装定位，金属帽盖8顶部设定有相应的中心孔，金属帽盖1组装完毕后其中心孔与配光透镜7直径吻合并固定。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种大功率白光激光器，其特征在于，包括：柱体，耐高温绝缘层导线，PCB板，白光激光光源，聚光透镜，配光透镜，金属帽盖；柱体内部设置相应的凹槽，白光激光光源通过高温锡膏焊接于PCB与其形成一体式的模组结构，PCB板的底部与柱体通过锡膏焊接固定或导热硅脂连接，PCB板和柱体均设有通孔，柱体和PCB板通过两种不同颜色耐高温绝缘层导线分别穿过柱体内部以及PCB板正负极进行连接；聚光透镜设置于模组结构上方，聚光透镜通过高温胶水与柱体内部设置的台阶进行固定；配光透镜通过高温胶水单独固定于柱体的凹槽，金属帽盖柱体上部螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的大功率白光激光器，其特征在于，柱体为铜、铝或陶瓷材质中任意一种，柱体与PCB板底部连接处连接位置为电镀金、银或锡其中之一。

3.根据权利要求2所述的大功率白光激光器，其特征在于，柱体上部设置有螺纹段及圆柱台阶，正中间设置正多边柱体定位端，下部设置相应的螺纹段。

4.根据权利要求2所述的大功率白光激光器，其特征在于，柱体上部设置两圆柱形的台阶，中部设置为圆柱体且其直径大于上部的圆柱形台阶直径，柱体的下部设置圆柱形的定位段且定位段的直径小于中部的圆柱体直径。

5.根据权利要求1所述的大功率白光激光器，其特征在于，白光激光光源包括：基板、通过共晶焊接或高温锡膏焊接贴于基板上的激光芯片以及透明罩体；激光芯片为垂直结构蓝光激光芯片或倒装结构蓝光激光芯片，基板设有第一极性和第二极性，第一极性设于基板上部，第二极性设于基板底部；激光芯片通过键合线分别连接一极性与第二极性且基板结构为热电分离设计，激光芯片发光区域覆盖有荧光胶，透明罩体通过胶水固化粘贴于基板中。

6.根据权利要求1所述的大功率白光激光器，其特征在于，PCB板为铜基板，铝基板，超导铝，陶瓷基板或石墨烯基板任意一种，板材上部布有电路，其中心位置设置有对应与激光光源底部焊接匹配的正负极焊盘，其焊盘边缘设置有相应的正极孔和负极孔，其中正极孔和负极孔通过PCB板边缘所设置的缺口与柱体内部凹槽中设置的定位匹配。

7.根据权利要求1所述的大功率白光激光器，其特征在于，耐高温绝缘层导线外层绝缘层为铁氟龙材质，线芯为铜线或铝材质；两种耐高温绝缘层导线为不同颜色，其中一端分别穿过柱体所设定的穿线孔和PCB板正负极通孔并且与PCB板上所设的正极与负极通过锡膏或锡线焊接相连，另一端裸露线芯金属部位浸有高温锡且其绝缘层漏出柱体底部2mm以上。

8.根据权利要求1所述的大功率白光激光器，其特征在于，聚光透镜通过高温胶水固定设置于柱体的凹槽中。

9.根据权利要求3或4任一项所述的大功率白光激光器，其特征在于，所述金属帽盖内部设置有相应的内螺牙与所述柱体的上部的螺纹匹配组装，并且所述金属帽盖通过所述柱体设置的圆柱体台阶组装定位，金属帽盖顶部设定有相应的中心孔，中心孔与配光透镜直径吻合并固定。

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