CZ2014302A3 - Světelný zdroj - Google Patents

Světelný zdroj Download PDF

Info

Publication number
CZ2014302A3
CZ2014302A3 CZ2014-302A CZ2014302A CZ2014302A3 CZ 2014302 A3 CZ2014302 A3 CZ 2014302A3 CZ 2014302 A CZ2014302 A CZ 2014302A CZ 2014302 A3 CZ2014302 A3 CZ 2014302A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
phosphor
monocrystalline
light source
light
monocrystalline phosphor
Prior art date
Application number
CZ2014-302A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ307024B6 (cs
Inventor
Tomáš Fidler
Jan Kubát
Štěpán Novotný
Jindřich Houžvička
Original Assignee
Crytur, Spol.S R.O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Crytur, Spol.S R.O. filed Critical Crytur, Spol.S R.O.
Priority to CZ2014-302A priority Critical patent/CZ307024B6/cs
Priority to PCT/CZ2015/000040 priority patent/WO2015169270A2/en
Priority to CN201580036249.0A priority patent/CN106471098B/zh
Priority to US15/318,418 priority patent/US10584852B2/en
Priority to CA2951719A priority patent/CA2951719C/en
Priority to EP15727868.0A priority patent/EP3140368B1/en
Priority to RU2016147403A priority patent/RU2686192C2/ru
Priority to KR1020167033866A priority patent/KR20170016350A/ko
Publication of CZ2014302A3 publication Critical patent/CZ2014302A3/cs
Publication of CZ307024B6 publication Critical patent/CZ307024B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S15/00—Non-electric lighting devices or systems employing light sources not covered by main groups F21S11/00, F21S13/00 or F21S19/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/57—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing manganese or rhenium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/67—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing refractory metals
    • C09K11/68—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing refractory metals containing chromium, molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7706—Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7715—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing cerium
    • C09K11/7721—Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7774—Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7792—Aluminates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/12—Combinations of only three kinds of elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/12—Combinations of only three kinds of elements
    • F21V13/14—Combinations of only three kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements, reflectors and refractors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V15/00—Protecting lighting devices from damage
    • F21V15/01—Housings, e.g. material or assembling of housing parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/08—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing coloured light, e.g. monochromatic; for reducing intensity of light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/32—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/38—Combination of two or more photoluminescent elements of different materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0008—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted at the end of the fibre
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/61—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2101/00—Point-like light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0087—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for illuminating phosphorescent or fluorescent materials, e.g. using optical arrangements specifically adapted for guiding or shaping laser beams illuminating these materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02212—Can-type, e.g. TO-CAN housings with emission along or parallel to symmetry axis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)

Abstract

Světelný zdroj (1) je založený na vysoce výkonném pevnolátkovém laserovém zdroji (2) excitačního koherentního záření (3) a na monokrystalickém luminoforu (4), který je obroben do formy optického členu pro parametrizaci výstupního světla. Monokrystalický luminofor (4) je vyroben z monokrystalického materiálu na bázi granátů obecného vzorce (A.sub.x.n., Lu.sub.1-x.n.).sub.a.n.Al.sub.b.n.O.sub.12.n.:Ce.sub..alfa..n., nebo z monokrystalického materiálu na bázi perovskitické struktury obecného vzorce B.sub.1-q .n.AlO.sub.3.n.:D.sub.q.n.. Výkonný světelný zdroj (1) nalezne uplatnění např. v automobilovém průmyslu.

Description

Světelný zdroj
Oblast techniky
Vynález se týká výkonných světelných zdrojů pro všeobecně rozšířené využití zahrnujících luminiscenční materiál emitující výstupní světlo v závislosti na excitaci luminiscenčního materiálu excitačním koherentním zářením.
Dosavadní stav techniky
Osvětlovací technika v nynější době využívá širokého spektra světelných zdrojů. Světelné zdroje se žhaveným vláknem, halogenové světelné zdroje, vysoko intenzivní výbojky (HID, high-intensity discharge lamp), zářivky a v poslední době stále častěji polovodičové světelné zdroje např. světlo emitující diody (LED - light emitting diode). Jako alternativa v současnosti nastupujících zdrojů světla v podobě LED se jeví laserová dioda (LD - laser diode). Laserová dioda je, stejně jako LED, polovodičové zařízení, které převádí elektrickou energii přímo na světlo.
V současné době výkon modrých laserových diod, jakožto jednoho druhu pevnolátkových zdrojů koherentního světla, dosáhl značných pokroků, a proto je možné uvažovat o využití laseru v osvětlovací technice. Polovodičový laser dosahuje velmi vysokého jasu, kterého v současnosti nelze docílit jiným známým zdrojem světla, s hodnotami více než 1000x většími v porovnání s konvenčními povrchově svítícími LED. Vysoko výkonové LED světelné zdroje mají jas v rozmezí 60 až 100 cd/mm2, naproti tomu modré lasery jsou schopné generovat jas přes 500 cd/mm2. Na trhu jsou v současnosti dostupné modré laserové diody založené na technologii InGaN.
Při vysokých proudových hustotách (~kA/cm2), nutných pro dosažení vysoké intenzity záření, jsou lasery nejúčinnějšími převodníky elektrické energie na energii optickou. Laserová dioda produkuje monochromatické, koherentní záření s vysokým jasem (velkou hustotou energie), úzkou spektrální šíří a úzkou vyzařovací charakteristikou, které tak lze snadno a excelentně fokusovat. Laserová dioda tak představuje výkonný zdroj dávající slibný předpoklad pro světelný zdroj s vysokou hustotou výkonu.
Díky vyššímu jasu produkovanému laserovou diodou na menší vyzařovací ploše lze docílit zmenšení rozměrů, snížení hmotnosti a následně tak i větší variability designu světelných zdrojů. Laserové diody se tak jeví logickým následovníkem světlo emitujících diod.
K získání bílého světla s využitím laserové diody je možné využít aditivního skládání svazků laserového světla modrého, zeleného a červeného. Nevýhody takového přístupu spočívají v tom, že při svícení je vyšší spotřeba elektrické energie, a to třemi laserovými diodami současně, a dále je pro světelný zdroj nutná velmi přesná optika pro smíchání laserových svazků do jednoho svazku bílého světla. V důsledku rozdílného tepelného stárnutí jednotlivých diod dochází ke změně výsledného barevného spektra.
V dnešní době se rovněž začíná kombinovat laserová dioda a luminofor, což je druh luminiscenčního materiálu. Luminofor je kterýkoliv materiál, který absorbuje excitační záření o určité vlnové délce a emituje jej na jiné vlnové délce ve viditelném spektru světelných vlnových délek. Tento jev nejčastěji nastává při přeměně záření s krátkou vlnovou délkou na záření s delší vlnovou délkou a tento převod bývá nazýván „downkonverzí“.
Luminofor přeměňuje excitující záření na záření požadované vlnové délky. Přitom v luminoforu dochází ke ztrátám energie jak samotnou konverzí (Stokesův posun), tak ke ztrátám způsobených rozptylem či odrazem záření. Při použití laserové diody se očekává, že bude nutné zajistit disipaci tepla z luminoforu o výkonu ~1 W. Podle požadavků dané aplikace lze pro excitaci luminoforu použít i více laserových diod, avšak se zvýšenými nároky na chlazení luminoforu a sestavy diod.
Svazek světla produkovaný laserovou diodou je charakteristický vysokou hustotou energie, úzkým profilem a velkou směrovostí a proto jsou na luminofor vznášeny nové nároky. Luminofor je proto nutné použít v takové formě, která vydrží vysoké zatížení bez poškození či degradace. Jedním řešením je použití rotujícího luminoforu pro rozprostření dopadajícího výkonu na větší plochu, jako je tomu například u zdrojů RTG záření, nebo jako je uvedeno v patentové přihlášce WO2012172672A. Rotující díly jsou však obecně náročnější na konstrukci, údržbu a především na provoz a jsou potenciálním zdrojem závad. Takové řešení není pro obecnou aplikaci vhodné, a proto musí být nalezeno statické řešení.
Při ozařování luminoforů uspořádaných v různých matricích laserovým světelným svazkem o výkonu 1 W dochází i u matric na bázi polykarbonátů, skla či hliníku po 5 minutách k jejich poškození vlivem uvolňovaného tepla. Keramická matrice tepelné podmínky vydrží, ovšem její teplota může přesáhnout i 300°C. Konečná teplota, na kterou se luminofor při konverzi zahřeje, závisí také na objemu použitého luminoforu, kdy s jeho klesajícím objemem dochází k nezanedbatelnému nárůstu teploty. Při vysokých teplotách rovněž dochází k negativním jevům, jako je například tepelné zhášení luminiscence, a může též docházet k přehřívání celého světelného zdroje, které dále zvyšuje nároky na chlazení.
Jedna z nevýhod použití laserových diod spočívá v tom, že je u laserových diod výrazná teplotní závislost, kdy s nárůstem teploty na laserové diodě dochází k výraznému poklesu její účinnosti a zkracování životnosti. Je proto nutné eliminovat přísun dalšího tepla generovaného v luminoforu zpět do čipu laserové diody. Jedním z dostupných řešení je použití takzvaného „remote luminoforu“ Qak je popsáno v patentových spisech W02010/143086A1; EP2202444; WO2012/092175A1; WO2009/134433A3), který je používán v mnoha konstrukčních uspořádáních. Díky fyzickému oddělení excitačního zdroje a luminoforu lze dobře zvládat tepelný management. Řešení disipace tepla z luminoforu je popsáno např. v patentové přihlášce US20110280033. Při fyzickém oddělení zdroje excitačního světla a luminoforu lze excitující záření z laserové diody na luminofor přivést pomocí optických vláken, přičemž lze s výhodou využít malé vyzařovací oblasti a vysoké směrovosti svazku generovaného laserovou diodou pro jeho jednoduché navázání svazku do optického vlákna.
Další alternativou je použit luminofor ve formě monokrystalu. Monokrystal představuje vysoce uspořádaný, perfektní materiál, kde jsou atomy umístěny v mřížkových polohách. Díky tomu dochází v monokrystalickém luminoforu k minimálnímu rozptylu záření. V monokrystalickém materiálu jsou dotující atomy chemického prvku Ce vždy distribuovány v pozicích, v nichž působí jako účinná luminiscenční centra.
Množství modrého záření absorbovaného a následně konvertovaného luminoforem je přímo úměrné koncentraci dotujícího iontu Ce3+. Z tohoto důvodu je v konvenčních práškových luminoforech záměrně zvyšována koncentrace iontů Ce3+. Následkem toho dochází k větší generaci tepla v luminoforu, které, pokud není účinně odvedeno, může ohřát luminofor i na teploty vyšší než 200°C. Přitom může docházet k teplotnímu zhášení, které označuje teplotně závislé nezářivé procesy snižující luminiscenční účinnost. Nicméně, k teplotnímu zhášení luminiscence u monokrystalického luminoforu na bázi YAG:Ce dochází až od teploty ~350°C.
V důsledku perfektní uspořádanosti atomů v krystalové mřížce dosahuje monokrystalický luminofor vysoké tepelné vodivosti. Odvod tepla vznikajícího při luminiscenci proto bude efektivnější než u současných práškových luminoforů rozptýlených v silikonovém gelu, skelné (PiG — phosphor-in-glass) či matrici ve formě polykrystalické struktury.
Díky absenci hranic zrn a minimu poruch obsažených v monokrystalu, dochází pouze k malému rozptylu generovaného záření. Lze tak použít nižší koncentraci dopantu či dopantů, která následně omezí jev zvaný koncentrační zhášení luminiscence, zodpovědný za snížení luminiscenční účinnosti. Nižší koncentrace dopantu Ce3+ v monokrystalickém luminoforu má také za následek menší množství tepla vznikajícího při luminiscenci Stokesovým posunem a snížení tepelného zatížení. Současně pokud je do krystalové mříže luminoforu záměrně zanesen další prvek, který má rozdílný atomový poloměr než atom původní, dojde k expanzi či distorzi krystalové mříže a následně k posunu emisního spektra luminoforu.
Při použití laserové diody jako excitačního zdroje je důležité zajistit její bezpečné použití („eye safety“). Toho lze dosáhnout buď použitím dostatečného objemu monokrystalu tak, aby došlo k dostatečné konverzi laserového svazku, nebo použitím reflexní clonky umístěné za luminoforem ve směru záření laserové diody tak, aby záření prošlé luminoforem odrazila zpět do luminoforu, kde dojde kjeho plné absorpci a konverzi.
Přihláška vynálezu číslo WO 2012/170266 využívá luminoforu na bázi YAG:Ce, kde může být část atomů Al nahrazena atomy chemického prvku Ga a část atomů Y nahrazena atomy Ce. Jako excitační zdroj je použit pevnolátkový zdroj záření („solid state lighting device“), což může být LED i laserová dioda. Nevýhody výše popsaného řešení spočívají vtom, že jejich absorpční a emisní spektrum nelze posouvat tak, aby výsledné světlo splňovalo podmínky pro neobtěžující dlouhotrvající osvětlení, např. domácností.
Přihláška vynálezu PV 2013-301 se zabývá aplikací monokrystalických luminoforů YAG, LuYAG a GGAG do světelných zdrojů, které jsou dotované Ce, Ti, Cr, Eu, Sm, B, C, Gd, Ga, a které jsou ve světelném zdroji excitovány modrou LED. Excitační zdroj ze světlo emitujících diod nedosahuje výše uvedených kvalit světelného svazku laserových diod, tudíž jsou takto vyrobené světelné zdroje málo výkonné.
V přihlášce vynálezu WO 2009/126272 je obdobně použit monokrystalický luminofor na bázi YAG, který emituje v žluté, zelené, oranžové nebo červené oblasti spektra v kombinaci se světlo emitujícími diodami. Nevýhody řešení opět spočívají v tom, že jsou použity LED zdroje excitačního světla.
V předmětu vynálezu v patentové přihlášce číslo US20080283864A je v pevnolátkovém světlo emitujícím zařízení použit jako luminofor monokrystalický materiál o složení Y3AI5O12 dopovaný Ce či Eu, nebo CaxSryMg1.x.yAISiN3 dopovaný Ce, nebo SrxGaySz dopovaný Ce, nebo Sr2.xBaxSiO4 dopovaný Eu2+ (BOSE), nebo Eu2+ dopovaný monokrystal ze skupiny CaxSri_xAISiN3, SrxGaySz, α-SiAION, křemičitý granát, Y2O2S a La2O2S. Přičemž obsah Ce je v rozmezích 0,1 až 20% a Eu v mezích 0,5 a 20%. Nevýhody uvedeného řešení spočívají v tom, že podle chemického složení monokrystalického luminoforu nelze posouvat hranici absorpčního a emisního spektra tohoto monokrystalického materiálu. Výstupní světlo má neměnné parametry a musí se případně kombinovat se světlem z jiného světelného zdroje.
V přihlášce vynálezu US20040200964A1 jsou prezentovány monokrystalické materiály CexLu(1-x-Z)AzAI(1-y)ByO3, kde x = 0,00005 - 0,2, y = 0,00005 -1, z = 0 - (1-x) a A je jeden nebo vice z kationtů Y, Sc, La, Pr, Nd, Srn, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, In, Ga; B je jeden nebo oba kationty Sc a Ga; a materiál CexLu(i-x-Z)Az AI(1-y)B yO3, kde x = 0,00005 do 0,2, y = 0,0 do 1,0, z = 0,0005 do (1-x) a A je jeden nebo vice z kationtů Sc, La, Pr, Nd, Srn, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, In a B je nebo oba kationty Sc a Ga, A dále obsahuje jeden nebo 2 kationty Y a Ga, v aplikaci scintilátoru, což znamená využití jeho scintilace po excitaci vysokoenergetickým zářením např. RTG, gama nebo beta. Nevýhody uvedeného monokrystalického materiálu spočívají v tom, že není vhodný pro světelné zdroje do obecného využití, např. do domácností. Použité excitační záření je zdraví ohrožující a není vhodné pro běžné osvětlovací aplikace.
Polykrystalické luminofory použitelné pro světelné zdroje podle dosavadního stavu techniky mají následující nevýhody, které spočívají v použití nevhodného excitačního záření, v jejich polykrystalické struktuře, která vede k energetickým ztrátám, v komplikovaném provedení rotačních luminoforů a ve špatném tepelném hospodaření způsobujícím zhášení a poškozování zdrojů excitačního záření. Dále zdroj excitačního záření je buď zdraví ohrožující, to jest zdroj gama, RTG, UV excitačního záření, nebo je zdroj excitačního záření nedostatečně efektivní, jako jsou to např. LED excitační zdroje záření, jejichž jas světelného svazku je nízký a světelný svazek je rozbíhavý.
Známé monokrystalické luminofory kombinované s laserovými zdroji excitačního záření mají takovou stavbu, že neumožňují posun emisního a absorpčního spektra, tudíž se výstupní světlo musí dále kombinovat a takové světelné zdroje jsou ve výsledku rozměrnější a nákladnější.
Úkolem vynálezu je odstranění výše uvedených nedostatků stávajících řešení a vytvoření světelného zdroje, který by využíval pevnolátkový laserový zdroj excitačního záření, který by byl efektivnější při převodu elektrické energie na excitační světelné záření, který by zahrnoval opracovaný monokrystalický luminofor, který by vyzařoval výstupní světlo příjemné barvy pro dlouhodobé využití např. v domácnostech, a který by se dal dobře aplikovat v různých oblastech lidské činnosti vyžadující různá technická provedení světelných zdrojů. Světelný zdroj by bylo možno miniaturizovat, měl by nízké náklady na výrobu, výstupní světlo by bylo dostatečně jasné a světelný zdroj by neměl problémy s tepelným hospodařením.
Podstata vynálezu
Vytčený úkol je vyřešen vytvořením světelného zdroje podle tohoto vynálezu, kde světelný zdroj zahrnuje alespoň jeden zdroj excitačního koherentního záření, zejména pevnolátkový laserový zdroj. Zpravidla tvořený laserovou diodou. Dále zahrnuje alespoň jeden monokrystalický luminofor pro alespoň částečnou konverzi excitačního koherentního záření na výstupní světlo složené zejména z viditelného spektra vlnových délek.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že monokrystalický luminofor je tvořen sloučeninou obecného vzorce:
(Αχ, l_Ui-x)aAlbO-|2:Cec kde:
A je alespoň jeden chemický prvek ze skupiny Y, Gd, Tb, a je číslo z intervalu hodnot od 0,5 do 20, b je číslo z intervalu hodnot od 0,5 do 20, c je kladné číslo z intervalu hodnot od 0,0005 do 0,2, x je kladné číslo z intervalu hodnot od 0 do 1, přičemž hodnota stechiometrického poměru a:b leží v rozmezí od 0,5 do 0,7.
Výhody monokrystalického luminoforu lze nalézt ve vysoké efektivitě převodu světla jedné vlnové délky na světlo odlišné vlnové délky, v dobré odolnosti vůči působení vysoké teploty, ve výborné tepelné vodivosti monokrystalu, v relativně nízké spotřebě kovů vzácných zemin, zejména Ce3+. Monokrystalický luminofor vyrobený dle výše uvedeného vzorce je granát, který je sám o sobě robustní a nevyžaduje přidaný nosný substrát jako mechanickou podporu při použití ve světelném zdroji. Záměnami atomů v krystalové mřížce se mění parametry vyzařovaného výstupního světla, jako je zvýšení hodnoty indexu barevnosti a snížení barevné teploty.
Ve výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu jsou hodnoty čísel c a x jsou vymezeny intervaly:
0,0005 < c < 0,03
0,0005 < x < 0,9999
Předmětem vynálezu je i další provedení, ve kterém je monokrystalický luminofor tvořen sloučeninou obecného vzorce:
BvqAIOsOq kde:
B je alespoň jeden chemický prvek ze skupiny Y, Lu a Gd,
D je alespoň jeden chemický prvek ze skupiny Eu, Srn, Ti, Mn, Pr, Dy, Cr a Ce, q je číslo z intervalu hodnot od 0,0001 do 0,2, přičemž obsah chemických prvků substituovaných písmenem D je v rozmezí od 0,04 mol.% do 10 mol.%.
Výhody monokrystalického luminoforu vyrobeného dle uvedeného vzorce jsou obdobné, jako u předcházejícího výše popsaného monokrystalického luminoforu. Další výhodou je, že se jedná o keramický materiál perovskitické struktury, tudíž působí na dopující iont jiné krystalové pole, které má za následek posun emisních spekter luminoforu do příjemnější barvy výstupního světla.
Oba materiály podle vynálezu (granát i keramika) mají velice podobné optické vlastnosti (index lomu, optická transparentnost, specifické vlastnosti z hlediska adsorpce a emise) a jsou obrobitelné stávajícími technologiemi výroby optických prostředků, takže monokrystalický luminofor nejenom přeměňuje světlo jedné vlnové délky na jinou, ale rovněž se světlem pracuje. Světlo může např. fokusovat do jednoho bodu, jako optická čočka, např. spojka. Na rozdíl od polykrystalických luminoforů, které pouze světlo přeměňují, a musejí být dodatečně opatřeny např. skleněnými optickými prostředky, tak materiál monokrystalického luminoforu podle tohoto vynálezu je možno do optického členu přímo zpracovat. Tudíž lze světelný zdroj konstrukčně zjednodušit odebráním doplňujících skleněných optických prostředků a to vede ke zlevnění a k možné miniaturizaci světelných zdrojů
V dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu obsahuje monokrystalický luminofor indukovaná barevná centra spojená s kyslíkovými vakancemi. Indukovaná barevná centra ovlivňují průchod světla krystalickou strukturou luminoforu, generují světlo s novou vlnovou délkou, což vede k vyzařování výstupního světla požadované barevné teploty.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu je monokrystalický luminofor vyroben z monokrystalického ingotu. Výroba z ingotu zajišťuje robustnost pro použití ve světelných zdrojích bez nutnosti použití pomocného nosného substrátu, čímž je umožněna lepší disipace tepla a jednodušší konstrukce světelných zdrojů.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu má pevnolátkový laserový zdroj excitačního koherentního záření maximum emise vlnových délek světla v oblasti od 340 nm do 480 nm, a že výstupní světlo z monokrystalického luminoforu je v podstatě bílé barvy o barevné teplotě v rozmezí od 2700 Kdo 10000 K. Laserové diody emitující modré světlo jsou už všeobecně rozšířeny a mají nízké výrobní náklady. Vystupující světlo z luminoforu má barevnou teplotu odpovídající denním světelným podmínkám, kterou lidské oko dobře snáší, aniž by se přehnaně unavovalo.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu je monokrystalický luminofor opatřen alespoň jednou úpravou povrchu ze skupiny úprav zahrnující broušený povrch, leštěný povrch, povrch opatřený antireflexní vrstvou, strukturovaný povrch, povrch opatřený vrstvou drceného materiálu monokrystalického luminoforu. Úpravy povrchu v kombinaci s indexem lomu monokrystalického luminoforu s výhodou mění podmínky pro výskyt totálního odrazu. Buď lze v případě potřeby totální odraz minimalizovat, nebo lze totální odraz maximalizovat následkem čehož světlo opouští luminofor pouze emisním povrchem, který jasně definujeme. Nanesením drceného materiálu monokrystalického luminoforu na povrch zapříčiníme zvýšení drsnosti povrchu, který má následně za následek efektivní výstup emitovaného výstupního světla a jeho vynikající homogenitu.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu je deponovaná vrstva složena z alespoň dvou materiálu monokrystalických luminoforu odlišných parametrů. Smícháním materiálů odlišných parametrů, ze kterých se monokrystalické luminofory vyrábějí, je možné míchat různá složení, která se liší indexem podání barev a rozložením barevné teploty.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu má monokrystalický luminofor podobu optického členu o tvaru ze skupiny tvarů zahrnující kvádr, polovinu koule, kulový vrchlík, rotační kužel, jehlan, mnohostěn, nebo symetrický tvar pro emisi výstupního světla v kýženém směru. Vytvarování monokrystalického luminoforu do optického členu umožňuje rozložení excitačních a emisních ploch podle aktuální aplikace použití světelného zdroje. Tím, že optický člen usměrňuje sám o sobě vystupující světlo, lze odbourat potřebu dalších optických prostředků, čímž se světelný zdroj podstatně zjednoduší. Dále je výhodné, že dobře zvolený tvar optického členu ovlivňuje disipaci tepla.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu je alespoň část objemu optického členu strukturována pro vytvoření barevně homogenizovaného rozptýleného výstupního světla a/nebo pro maximalizaci emise výstupního světla v kýženém směru. Strukturováním objemu monokrystalického luminoforu dojde k efektivnímu rozložení svazku excitačního záření, který luminofor opustí ve formě homogenizovaného rozptýleného světla. Rovněž je možné strukturovat alespoň část objemu monokrystalického luminoforu pro soustředění a usnadnění extrakce výstupního světla v právě kýženém směru.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu je k monokrystalickému luminoforu připojen sekundární luminofor, jehož výstupní světlo má maximum emise vlnových délek v rozmezí od 560 nm do 680 nm, pro změnu výsledné barevné teploty z kombinace výstupních světel. Pokud nedosahuje barevná teplota světla světelného zdroje získaná smícháním vystupujícího světla z monokrystalického luminoforu s excitačním světlem požadovaných parametrů, je vhodné použít několik druhů luminoforu současně, čímž dojde k podstatné a žádané změně barevné teploty světla světelného zdroje.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu je monokrystalický luminofor spojen s chladičem. Chladič odvádí přebytečné teplo, udržuje nižší provozní teplotu luminoforu a tím pozitivně ovlivňuje životnost světelného zdroje.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu jsou zdroj excitačního koherentního záření a monokrystalický luminofor světlo vodivě propojeny optickým vláknem, nebo jsou světlo vodivě propojeny planárním optickým vlnovodem, přičemž optický vlnovod je na monokrystalický luminofor připojen optickým spojem. Pro omezení přenosu tepla z luminoforu na laserovou diodu excitačního zdroje je dobré oba členy od sebe vzdálit, přičemž pro zajištění dopadání excitačního záření na excitační povrch luminoforu lze světelný svazek vést optickým vláknem, nebo optickým vlnovodem.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu je mezi zdrojem excitačního koherentního záření a monokrystalickým luminoforem je uspořádána optická čočka pro rozptýlení excitačního koherentního záření na excitační povrch monokrystalického luminoforu. Optická čočka rozprostře bodový svazek excitačního záření na celý excitační povrch luminoforu, který se zahřívá rovnoměrně, oproti bodovému nasvícení, a tím se prodlouží jeho životnost.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu zahrnuje světelný zdroj alespoň jeden nosič monokrystalického luminoforu a alespoň jeden prostředek pro usměrnění výstupního světla z monokrystalického luminoforu. Nosič monokrystalického luminoforu drží luminofor pevně na místě a prostředek usměrňuje výstupní světlo do kýženého směru.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu má monokrystalický luminofor tvar prodlouženého kvádru nebo válce, plášť monokrystalického luminoforu je leštěný, přičemž podstava monokrystalického luminoforu, ze které je emitováno výstupní světlo, je broušená, nebo je opatřena antireflexní vrstvou, nebo je opatřena strukturováním pro usnadnění extrakce výstupního světla. Prodloužený charakter monokrystalického luminoforu a úprava excitačního povrchu umožňují, aby luminofor současně vedl světlo až k emisní podstavě, odkud je světlo extrahováno v kýženém směru.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu je excitační povrch monokrystalického luminoforu současně i emisní povrch. Díky tomu lze luminofor upravit tak, aby excitační záření vnikalo do luminoforu pouze povrchem, který rovněž emituje výstupní světlo, což lze využít ve složitějších aplikacích, kde nelze např. kvůli nedostatku prostoru, zachovat po sobě jdoucí uspořádání excitační zdroj, excitační povrch, monokrystalický luminofor, emisní povrch.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu je monokrystalický luminofor složen z alespoň dvou tenkých destiček uspořádaných do sendvičové struktury. To je výhodné zejména při zpracování menších objemů monokrystalického luminoforu, které nejsou vhodné pro vytvoření optického členu. Rozdělení luminoforu do destiček rovněž lépe rozkládá paralelně uspořádaný svazek excitačního záření.
V jiném dalším výhodném provedení světelného zdroje podle vynálezu je každá tenká destička vytvořena z monokrystalického luminoforu odlišných parametrů. To je vhodné pro míchání výsledné barevné teploty světla světelného zdroje.
Mezi výhody světelného zdroje podle vynálezu patří efektivní disipace tepla ze světelného zdroje, vysoká efektivita přeměny vlnových délek světla, robustnost materiálu a monokrystalická stavba luminoforu, obrobitelnost monokrystalického luminoforu pomocí existujících technologií pro výrobu optických členů a efektivnější zužitkování prvků vzácných zemin. Dále mezi výhody patří široká variabilita opracování povrchu monokrystalického luminoforu pro změnu parametrů totálního odrazu záření a vypracování optického členu z monokrystalického luminoforu pro snadnější nasměrování emise světla do kýženého směru. V neposlední řadě náleží mezi výhody vysoký jas díky použitému laserovému excitačnímu světlu a variabilita maxima vlnové délky vystupujícího záření, která má velice pozitivní vliv na celkovou barevnou teplotu světla opouštějící světelný zdroj, která imituje světelné podmínky denního světla, které jsou pro lidské oči nejpřirozenější.
Objasnění výkresů
Uvedený vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde:
obr. 1 ilustruje světelný zdroj, ve kterém je umístění monokrystalického luminoforu uskutečněno těsně u zdroje excitačního záření, a dále světelný zdroj, kde je umístění monokrystalického luminoforu vzdáleno od zdroje excitačního záření, obr. 2 vyobrazuje světelný zdroj, kde je excitační koherentní záření přivedeno na monokrystalický luminofor optickým vláknem, obr. 3 ilustruje světelný zdroj s několika laserovými diodami, obr. 4 ilustruje světelný zdroj se dvěma odlišnými luminofory, obr. 5 vyobrazuje světelný zdroj, jehož monokrystalický luminofor je usazen na nosiči v chladiči, obr. 6 představuje světelný zdroj s optickou čočkou pro modifikaci světleného svazku excitačního záření, obr. 7 představuje světelný zdroj s monokrystalickým luminoforem, jenž má zakulacený tvar emisní plochy, obr. 8 představuje další možné uskutečnění světelných zdrojů, které mají monokrystalický luminofor pevně upevněný k optickému vláknu, obr. 9 vyobrazuje světelný zdroj, ve kterém slouží monokrystalický luminofor rovněž k vedení záření, obr. 10 vyobrazuje světelný zdroj s reflexním monokrystalického luminoforu, obr. 11 představuje světelný zdroj s luminoforem tvořeným sendvičovou strukturou, obr. 12 představuje světelný zdroj s monokrystalickým luminoforem opatřeným vrstvou z nadrceného materiálu monokrystalického luminoforu.
Příklad uskutečnění vynálezu
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení příkladů vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.
Světelný zdroj 1 je zjednodušeně vyobrazen na obr. 1, kde jej vidíme v řezu. Základními součástmi světleného zdroje 1 je pevnolátkový laserový zdroj 2 excitačního koherentního záření 3, ke kterému je připevněn monokrystalický luminofor 4, případně je monokrystalický luminofor 4 oddálen od zdroje excitačního koherentního záření 3. Z monokrystalického luminoforu 4 je emitováno výstupní světlo 5, které je usměrněno prostředkem 13 tvořeným hliníkovým kuželem s reflexně upravenou vnitřní stěnou. Monokrystalický luminofor 4 se nachází u vrcholu kuželu prostředku 13. Vnitřní prostor prostředku 13 tvořeného kuželem je ochráněn před okolními vlivy ochranným prostředkem 16 tvořeným průhlednou vrstvou. Ochranná průhledná vrstva ztělesňující prostředek 16 může být vyrobena ze skla, či čiré teplu odolné umělé hmoty. Prostředek 13 pro usměrnění výstupního světla 5 a ochranný prostředek 16 jsou variabilně tvarovatelné pro různé aplikace světelného zdroje 1.
Zdroj excitačního koherentního záření 3 je pevnolátkový laserový zdroj 2 tvořený laserovou diodou s vyzařováním z hrany. Laserová dioda emituje koherentní světelný svazek o vlnové délce v oblasti 450 nm. Světelný svazek tvořící excitační záření 3 dopadá na excitační povrch 17 monokrystalického luminoforu 4, do jehož objemu proniká. Lze například použít laserovou diodu založenou na technologii InGaN, která vyzařuje z hrany.
Monokrystalický luminofor 4 je luminiscentní materiál s monokrystalickou maticí (Y.LujsYAIsOs, která je dopovaná Ce nebo obsahuje indukovaná barevná centra spojená s kyslíkovými vakancemi.
Indukovaná barevná centra jsou spojena s kyslíkovými vakancemi, které se v materiálu vyskytují z nedostatku kyslíku při růstu monokrystalického ingotu. Úprava podmínek při rustu monokrystalu je řízená. Indukovaná barevná centra jsou spojena určitými anomáliemi v krystalické mřížce, které při dopadu excitačního záření generují světlo jiné vlnové délky.
Výsledný tvar monokrystalického luminoforu 4 odpovídá aplikaci použití. Ve světelných zdrojích 1 vyobrazených na výkresech je pro jednoduchost vytvořen jako nízký válec s širokými podstavami, který se v řezu jeví jako obdélník. Laserový světelný svazek je z větší části konvertován a monokrystalický luminofor 4 začne vyzařovat výstupní světlo 5 do všech směrů z emisního povrchu 18. Část excitačního záření 3 ve formě laserového světelného svazku projde monokrystalickým luminoforem 4 skrz, přičemž díky průchodu monokrystalickým luminoforem 4 ztrácí svůj uspořádaný charakter a mísí se s výstupním světlem 5 do výsledné barvy světla, která je vhodná svojí barevnou teplotou a intenzitou i pro použití v domácích aplikacích.
Povrch monokrystalického luminoforu 4 lze upravovat tak, aby se měnily parametry pro vznik, či eliminaci, totálního odrazu. Povrch lze vyleštit, opatřit antireflexní vrstvou 7, nebo strukturováním 8, které usnadňuje extrakci světla.
Monokrystalický luminofor 4 vytvarovaný do optického členu svým tvarem definuje směr emise vyzařovaného světla. V některých případech je objem optického členu strukturován tak, aby došlo ke snadné extrakci světla z monokrystalického luminoforu
4.
Na obr. 2 je vyobrazen příklad uskutečnění světelného zdroje 1 upraveného pro snížený přenos tepla z monokrystalického luminoforu 4 zpět na laserovou diodu zdroje 2 excitačního záření 3. Laserová dioda je vzdálena od luminoforu 4 a excitační záření 3 je k luminoforu 4 přivedeno optickým vláknem 10. Pro snížení ztrát světelné energie je excitační světelný svazek kolimován kolimační čočkou 19 do optického vlákna 10. Střed světelného svazku, střed kolimační čočky 19 a střed vstupu do optického vlákna 10 leží v jedné společné ose. Svazek světla vystupující z optického vlákna 10 je rozptýlen na excitační povrch 17 monokrystalického luminoforu 4 projektorovou optickou čočkou 11. Místo optického vlákna 10 lze použít optický vlnovod.
Na obr. 3 je vyobrazen příklad uskutečnění světelného zdroje 1, jenž je konstrukčně sestavený obdobně, jako z příkladu obr. 2. Odlišnost se nachází v znásobení počtu pevnolátkových laserových zdrojů 2 excitačního záření 3 pro zvýšení jasu světelného zdroje 1. Laserové diody lze od sebe prostorově vzdálit, takže opět dochází ke snížení ohřevu laserových diod od tepla z monokrystalického luminoforu 4.
Na obr. 4 je vyobrazen příklad světelného zdroje 1, který je opatřen monokrystalickým luminoforem 4 a sekundárním luminoforem 6. Sekundární luminofor 6 je tvořen například monokrystalickým materiálem popsaným vzorcem (Gd, Lu, Eu)3AI5O12, nebo monokrystalickým materiálem popsaným (Y, Ti)AIO3. Sekundární luminofor 6 vyzařuje výstupní světlo 5 odlišné barvy, zde např. oranžově červené, takže jeho smíšení s výstupním světlem 5 monokrystalického luminoforu 4 mění výslednou barvu světla světleného zdroje 1. Pro výrobu sekundárního luminoforu 6 může být použit i již známý libovolný luminiscenční materiál.
Na obr. 5 je vyobrazen příklad uskutečnění světelného zdroje 1, který je opatřen chladičem 9 pro odvod vyzařovaného tepla. Chladič 9 vystupuje ven z vnitřního prostoru prostředku 13 pro usměrnění výstupního světla 5, přičemž uvnitř prostředku 13 je zformován do podoby nosiče 12, na který se upevňuje monokrystalický luminofor 4. Přivedení excitačního záření 3 je obdobné jako u příkladu obr. 3.
Na obr. 6 je vyobrazen příklad uskutečnění světelného zdroje 1, který jako zdroj excitačního záření 3, využívá pouze jednu laserovou diodu. Laserová dioda má dostatečný výkon, takže není nutné excitační světelný svazek na monokrystalický luminofor 4 ze vzdálenosti přivádět například optickým vláknem 10. Pro rozptýlení excitačního světelného svazku na co největší část excitačního povrchu 17 je využito optické čočky 11.
Na obr. 7 je vyobrazen příklad uskutečnění světelného zdroje 1, který využívá monokrystalický luminofor 4 se zakulaceným emisním povrchem 18. Excitační povrch 17 je zvětšený a excitační záření 3 je na něj rovnoměrně rozptylováno optickou čočkou 11. Zakulacení emisního povrchu 18 snižuje výskyt totálního odrazu světelných paprsků.
Na obr. 8 je vyobrazen příklad uskutečnění světelného zdroje 1, který zahrnuje monokrystalický luminofor 4 s připojeným optickým vláknem 10. Luminofor 4 má tvar válce, nebo kuličky a vyzařuje do celého prostoru rovnoměrně.
Na obr. 9 je vyobrazen další příklad uskutečnění světelného zdroje 1. Laserová dioda produkuje excitační záření 3, které je pomocí optické čočky 11 navedeno na monokrystalický luminofor 4, který je opracován do tvaru prodlouženého kvádru či válce. Stěny luminoforu 4 jsou leštěné, vyjma emisního povrchu 18 umístěného v čele kvádru či podstavy válce. Díky vysokému indexu lomu materiálu luminoforu 4 dochází na rozhraní leštěných ploch s okolním prostředím k totálnímu odrazu záření a projevuje se vlnovodný charakter materiálu monokrystalického luminoforu 4. Emisní povrch 18 může být broušený nebo opatřený antireflexní vrstvou, čímž je umožněn výstup světla 5 z monokrystalického luminoforu 4 právě v místě emisního povrchu
18. K přivedení excitačního záření 3 je možné také použít kolimačních čoček 19, optických vláken 10, optických čoček 11 obdobně jako v předchozích provedeních tohoto vynálezu.
Také je možné k excitaci monokrystalického luminoforu 4 použít více laserových diod, které jsou umístěny podél jeho delší leštěné strany a lze tak pro excitaci monokrystalického luminoforu 4 využít maximální plochu. Při emisi z aktivního centra je výstupní světlo_5 emitované ve všech směrech, a díky leštěným plochám dochází k totálnímu odrazu, dokud výstupní světlo nedosáhne emisního povrchu 18 podstavy 14, kde dojde k jeho vyvázání z monokrystalického luminoforu 4.
Na obr. 10 je vyobrazen příklad uskutečnění světelného zdroje 1, jehož monokrystalický luminofor 4 má excitační a emisní povrch 17 a 18 současně na jedné ze stěn tělesa monokrystalického luminoforu 4. Zbylé stěny tělesa monokrystalického luminoforu 4 mají povrch upravený pro navození úplného odrazu světla zpět do nitra luminoforu 4.
Na obr. 11 je vyobrazen příklad uskutečnění světelného zdroje 1, ve kterém je luminofor vytvořen z tenkých destiček 15 vyřezaných z monokrystalického luminoforu 4 a 6. Pro výrobu destiček 15 byly použity dva druhy materiálu, které se liší maximální délkou vlnění emitovaného světla. Tím pádem je výsledné světlo světelného zdroje smícháno a ve výsledku příjemněji zabarveno. Jednotlivé destičky 15 jsou naskládány na nosič 12 střídavě nad sebe. Tato sendvičová struktura účinněji pohlcuje excitační záření 3, které prochází s úbytkem intenzity do destiček 15 luminoforu výše postavených ve struktuře, až je zcela vstřebáno.
Na obr. 12 je vyobrazen příklad uskutečnění světelného zdroje 1, ve kterém je excitační povrch 17 a emisní povrch 18 monokrystalického luminoforu 4 totožný. Na tento společný povrch je nanesena vrstva 20 nadrceného materiálu pro výrobu monokrystalických luminoforu 4. Vrstva 20 je nanesena metodou plazmové depozice. Ve vrstvě 20 jsou smíchány dva odlišné materiály monokrystalických luminoforů 4 odlišných parametrů pro namíchání požadované barevné teploty výstupního světla 5.
Průmyslová využitelnost
Světelný zdroj podle vynálezu lze využít v optickcých projekčních zařízeních, pro účely veřejného osvětlení, v osvětlovacích systémech pro obranu a ve zbraňových systémech, v továrních a výrobních objektech, halách, skladech, v automobilovém průmyslu, a všude tam, kde je požadováno výkonné osvětlení.
Průmyslová využitelnost světelný zdroj pevnolátkový laserový zdroj excitační koherentní záření monokrystalický luminofor výstupní světlo sekundární luminofor antireflexní vrstva struktura na povrchu luminoforu chladič optické vlákno optická čočka nosič prostředek pro usměrnění výstupního světla emisní podstava monokrystalického luminoforu tenká destička ochranný prostředek excitační povrch emisní povrch kolimační čočka vrstva nadrceného materiálu monokrystalického luminoforu

Claims (19)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Světelný zdroj (1) zahrnující alespoň jeden zdroj excitačního koherentního záření (3), zejména pevnolátkový laserový zdroj (2), a alespoň jeden monokrystalický luminofor (4) pro alespoň částečnou konverzi excitačního koherentního záření (3) na výstupní světlo (5) složené zejména z viditelného spektra vlnových délek, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (4) je tvořen sloučeninou obecného vzorce:
    (Αχ, Lui-x)aAlbOi2:Cec kde:
    A je alespoň jeden chemický prvek ze skupiny Y, Gd, Tb, a je číslo z intervalu hodnot od 0,5 do 20, b je číslo z intervalu hodnot od 0,5 do 20, c je číslo z intervalu hodnot od 0,0005 do 0,2, x je číslo z intervalu hodnot od 0 do 1, přičemž hodnota stechiometrického poměru a:b leží v rozmezí od 0,5 do 0,7.
  2. 2. Světelný zdroj podle nároku 1,vyznačující se tím, že hodnoty čísel c a x jsou vymezeny intervaly:
    0,0005 < c < 0,03
    0,0005 < x < 0,9999
  3. 3. Světelný zdroj (1) zahrnující alespoň jeden zdroj excitačního koherentního záření (3), zejména pevnolátkový laserový zdroj (2), a alespoň jeden monokrystalický luminofor (4) pro alespoň částečnou konverzi excitačního koherentního záření (3) na výstupní světlo (5) složené zejména z viditelného spektra vlnových délek, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (4) je tvořen sloučeninou obecného vzorce:
    Bi-qAIOaOq kde:
    B je alespoň jeden chemický prvek ze skupiny Y, Lu a Gd,
    D je alespoň jeden chemický prvek ze skupiny Eu, Srn, Ti, Mn, Pr, Dy, Cr a Ce, q je číslo z intervalu hodnot od 0,0001 do 0,2, přičemž obsah chemických prvků substituovaných písmenem D je v rozmezí od 0,04 mol.% do 10 mol.%.
  4. 4. Světelný zdroj podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (4) obsahuje indukovaná barevná centra spojená s kyslíkovými vakancemi.
  5. 5. Světelný zdroj podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (4) je vyroben z monokrystalického ingotu.
  6. 6. Světelný zdroj podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že pevnolátkový laserový zdroj (2) excitačního koherentního záření (3) má maximum emise vlnových délek světla v oblasti od 340 nm do 480 nm, a že výstupní světlo (5) z monokrystalického luminoforu (4) je v podstatě bílé barvy o barevné teplotě v rozmezí od 2700 K do 10000 K.
  7. 7. Světelný zdroj podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (4) je opatřen alespoň jednou úpravou povrchu ze skupiny úprav broušený povrch, leštěný povrch, povrch opatřený antireflexní vrstvou (7), strukturovaný povrch, povrch opatřený vrstvou (20) nadrceného materiálu monokrystalického luminoforu (4).
  8. 8. Světelný zdroj podle nároku 7, vyznačující se tím, že deponovaná vrstva (20) nadrceného materiálu je složena z alespoň dvou materiálu monokrystalických luminoforů (4) odlišných parametrů.
  9. 9. Světelný zdroj podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (4) má podobu optického členu o tvaru ze skupiny tvarů zahrnující kvádr, polovina koule, kulový vrchlík, rotační kužel, jehlan, mnohostěn, nebo symetrický tvar pro emisi výstupního světla (5) v kýženém směru.
  10. 10. Světelný zdroj podle alespoň jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že alespoň část objemu monokrystalického luminoforu (4) je strukturována pro vytvoření barevně homogenizovaného rozptýleného výstupního světla (5) a/nebo pro maximalizaci emise výstupního světla (5) v kýženém směru.
  11. 11. Světelný zdroj podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že k monokrystalickému luminoforu (4) je připojen sekundární luminofor (6), jehož výstupní světlo (5) má maximum emise vlnových délek v rozmezí od 560 nm do 680 nm, pro změnu výsledné barevné teploty z kombinace výstupních světel (5).
  12. 12. Světelný zdroj podle některého z nároků 1 až 11,vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (4) je spojen s chladičem (9).
  13. 13. Světelný zdroj podle některého z nároků 1 až 12, v y z n a č u j í c í se tím, že zdroj (2) excitačního koherentního záření (3) a monokrystalický luminofor (4) jsou světlovodivě propojeny optickým vláknem (10), nebo jsou světlovodivě propojeny planárním optickým vlnovodem, přičemž optický vlnovod je na monokrystalický luminofor (4) připojen optickým spojem.
  14. 14. Světelný zdroj podle některého z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že mezi zdrojem (2) excitačního koherentního záření (3) a monokrystalickým luminoforem (4) je uspořádána optická čočka (11) pro nasměrování excitačního koherentního záření (3) na excitační povrch (17) monokrystalického luminoforu (4).
  15. 15. Světelný zdroj podle některého z nároků 1 až 14, v y z n a č u j í c í se tím, že zahrnuje alespoň jeden nosič (12) monokrystalického luminoforu (4) a alespoň jeden prostředek (13) pro usměrnění výstupního světla (5) z monokrystalického luminoforu (4).
  16. 16. Světelný zdroj podle některého z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (4) má tvar prodlouženého kvádru nebo válce, plášť monokrystalického luminoforu je leštěný, přičemž podstava (14) monokrystalického luminoforu (4), ze které je emitováno výstupní světlo (5), je broušená, nebo je opatřena antireflexní vrstvou (7), nebo je opatřena strukturováním (8) pro usnadnění extrakce výstupního světla (5).
  17. 17. Světelný zdroj podle některého z nároků 1 až 16, vyznačující se tím, že excitační povrch (17) monokrystalického luminoforu (4) je současně i emisní povrch (18).
  18. 18. Světelný zdroj podle některého z nároků 1 až 17, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (4) je složen z alespoň dvou tenkých destiček (15) uspořádaných do sendvičové struktury.
  19. 19. Světelný zdroj podle nároku 18, vyznačující se tím, že každá tenká destička (15) je vytvořena z monokrystalického luminoforu (4) odlišných parametrů.
CZ2014-302A 2014-05-05 2014-05-05 Světelný zdroj CZ307024B6 (cs)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-302A CZ307024B6 (cs) 2014-05-05 2014-05-05 Světelný zdroj
PCT/CZ2015/000040 WO2015169270A2 (en) 2014-05-05 2015-05-05 Light source
CN201580036249.0A CN106471098B (zh) 2014-05-05 2015-05-05 光源
US15/318,418 US10584852B2 (en) 2014-05-05 2015-05-05 Light source having solid-state laser irradiating single-crystal phosphor with specific composition
CA2951719A CA2951719C (en) 2014-05-05 2015-05-05 White-light emitting diodes comprising laser source and metal oxide crystal phosphor
EP15727868.0A EP3140368B1 (en) 2014-05-05 2015-05-05 Light source
RU2016147403A RU2686192C2 (ru) 2014-05-05 2015-05-05 Источник света
KR1020167033866A KR20170016350A (ko) 2014-05-05 2015-05-05 광원

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-302A CZ307024B6 (cs) 2014-05-05 2014-05-05 Světelný zdroj

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2014302A3 true CZ2014302A3 (cs) 2015-11-18
CZ307024B6 CZ307024B6 (cs) 2017-11-22

Family

ID=53373224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2014-302A CZ307024B6 (cs) 2014-05-05 2014-05-05 Světelný zdroj

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10584852B2 (cs)
EP (1) EP3140368B1 (cs)
KR (1) KR20170016350A (cs)
CN (1) CN106471098B (cs)
CA (1) CA2951719C (cs)
CZ (1) CZ307024B6 (cs)
RU (1) RU2686192C2 (cs)
WO (1) WO2015169270A2 (cs)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ308384B6 (cs) * 2017-11-29 2020-07-15 Crytur, Spol. S R.O. Zdroj nekoherentního záření
CZ308769B6 (cs) * 2020-03-17 2021-05-05 Crytur, Spol. S.R.O. Kompaktní světelný modul

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI513938B (zh) * 2014-10-01 2015-12-21 錼創科技股份有限公司 光學模組
WO2017038164A1 (ja) * 2015-09-03 2017-03-09 シャープ株式会社 発光装置
TWI598540B (zh) * 2015-09-07 2017-09-11 台達電子工業股份有限公司 波長轉換模組與應用其的光源模組
CN108292823A (zh) * 2016-01-07 2018-07-17 松下知识产权经营株式会社 发光装置
JP6288575B2 (ja) * 2016-03-10 2018-03-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置
EP3432370B1 (en) * 2016-03-18 2021-08-04 Koito Manufacturing Co., Ltd. Fluorescent member and light emitting module
DE102016218139A1 (de) * 2016-09-21 2018-04-05 Osram Gmbh Beleuchtungsvorrichtung
JP6868842B2 (ja) * 2016-10-25 2021-05-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換デバイス、光源装置、照明装置、及び、投写型映像表示装置
JP2018142414A (ja) * 2017-02-27 2018-09-13 株式会社小糸製作所 光源装置
CN109798489B (zh) * 2017-11-17 2021-11-12 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 一种照明装置和汽车照明灯具
US11371675B2 (en) * 2018-04-19 2022-06-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light emitting device
CN109581799A (zh) * 2019-01-15 2019-04-05 广东省半导体产业技术研究院 光源设备及电子设备
DE102019121896A1 (de) * 2019-08-14 2021-02-18 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches bauelement
WO2021085164A1 (ja) * 2019-10-31 2021-05-06 ソニー株式会社 光源装置および照明装置
CZ309096B6 (cs) * 2020-12-10 2022-01-26 Crytur, Spol. S.R.O. Zdroj světla
CZ309891B6 (cs) * 2023-03-01 2024-01-10 Crytur, Spol. S.R.O. Světelný zdroj

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2596709B2 (ja) * 1994-04-06 1997-04-02 都築 省吾 半導体レーザ素子を用いた照明用光源装置
DE19638667C2 (de) * 1996-09-20 2001-05-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Mischfarbiges Licht abstrahlendes Halbleiterbauelement mit Lumineszenzkonversionselement
US6630691B1 (en) * 1999-09-27 2003-10-07 Lumileds Lighting U.S., Llc Light emitting diode device comprising a luminescent substrate that performs phosphor conversion
US7189340B2 (en) * 2004-02-12 2007-03-13 Mitsubishi Chemical Corporation Phosphor, light emitting device using phosphor, and display and lighting system using light emitting device
KR100961324B1 (ko) * 2002-03-22 2010-06-04 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 질화물 형광체와 그 제조 방법 및 발광 장치
US6995374B2 (en) 2003-04-09 2006-02-07 Photonic Materials Limited Single crystal scintillators
US7268370B2 (en) * 2003-06-05 2007-09-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Phosphor, semiconductor light emitting device, and fabrication method thereof
JP4389689B2 (ja) * 2004-06-18 2009-12-24 日立化成工業株式会社 無機シンチレータ及びその製造方法
JP4379474B2 (ja) * 2004-10-01 2009-12-09 日亜化学工業株式会社 発光装置
US7356054B2 (en) * 2004-12-17 2008-04-08 Nichia Corporation Light emitting device
KR101203672B1 (ko) * 2005-07-01 2012-11-23 라미나 라이팅, 인크. 백색 발광 다이오드 및 다이오드 어레이를 포함하는 조명 디바이스 및 이를 만들기 위한 방법 및 장치
CZ300631B6 (cs) * 2006-01-09 2009-07-01 Crytur S. R. O. Monokrystaly LuAG: Pr s dotací prvku vzácných zemin pro výrobu scintilacních detektoru a pevnolátkových laseru a jejich výroba
US20080283864A1 (en) * 2007-05-16 2008-11-20 Letoquin Ronan P Single Crystal Phosphor Light Conversion Structures for Light Emitting Devices
EP2175007A4 (en) * 2007-06-29 2011-10-19 Mitsubishi Chem Corp LUMINOPHORE, METHOD FOR PRODUCING LUMINOPHORE, COMPOSITION CONTAINING LUMINOPHORE, AND LIGHT EMITTING DEVICE
WO2009012484A1 (en) 2007-07-19 2009-01-22 University Of Cincinnati Nearly index-matched luminescent glass-phosphor composites for photonic applications
DE102007041439A1 (de) * 2007-08-28 2009-03-05 Carl Zeiss Surgical Gmbh Sekundäre Lichtquelle
US7859000B2 (en) 2008-04-10 2010-12-28 Cree, Inc. LEDs using single crystalline phosphor and methods of fabricating same
US8016443B2 (en) 2008-05-02 2011-09-13 Light Prescriptions Innovators, Llc Remote-phosphor LED downlight
WO2010017148A1 (en) * 2008-08-04 2010-02-11 Soraa, Inc. White light devices using non-polar or semipolar gallium containing materials and phosphors
JP4869317B2 (ja) * 2008-10-29 2012-02-08 株式会社東芝 赤色蛍光体およびそれを用いた発光装置
US8083364B2 (en) 2008-12-29 2011-12-27 Osram Sylvania Inc. Remote phosphor LED illumination system
US8168998B2 (en) 2009-06-09 2012-05-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. LED with remote phosphor layer and reflective submount
WO2011068433A1 (ru) * 2009-12-04 2011-06-09 Vishnyakov Anatoly Vasilyevich Композиционный люминесцирующий материал для твердотельных источников белого света
US20110280033A1 (en) 2010-05-17 2011-11-17 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting device, illumination device, and vehicle headlamp
EP2596284A4 (en) 2010-07-19 2015-04-29 Rensselaer Polytech Inst SOLIDS FULL-SUBSTANCE WHITE LIGHT SOURCE, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND APPLICATIONS THEREOF
RU2456327C2 (ru) * 2010-10-22 2012-07-20 Анатолий Васильевич Вишняков Люминесцирующий материал для твердотельных источников белого света (варианты)
CN201845993U (zh) * 2010-11-02 2011-05-25 暨南大学 一种用于冷轧辊毛化的脉冲激光系统
US9617469B2 (en) * 2011-01-06 2017-04-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Phosphor particles, making method, and light-emitting diode
CZ303673B6 (cs) 2011-02-17 2013-02-20 Crytur Spol. S R. O. Príprava monokrystalu granátové struktury s dotací o prumeru az 500 mm
US8747697B2 (en) * 2011-06-07 2014-06-10 Cree, Inc. Gallium-substituted yttrium aluminum garnet phosphor and light emitting devices including the same
JP5737769B2 (ja) 2011-06-16 2015-06-17 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 蛍光体カラーホイル、それを内蔵する投写型表示装置及び投写型表示方法
CN104011456A (zh) * 2011-12-19 2014-08-27 皇家飞利浦有限公司 利用远程荧光体和粉光led的光源
CN103367611B (zh) * 2012-03-28 2017-08-08 日亚化学工业株式会社 波长变换用无机成型体及其制造方法以及发光装置
JP5649202B2 (ja) 2012-04-24 2015-01-07 株式会社光波 蛍光体及びその製造方法、並びに発光装置
CN103059860B (zh) * 2012-09-17 2015-01-07 温州大学 一种锰掺杂钇铝石榴石单晶材料及其应用
CZ304579B6 (cs) * 2013-04-22 2014-07-16 Crytur Spol. S R. O. Dioda emitující bílé světlo s monokrystalickým luminoforem a způsob výroby
KR20170095409A (ko) * 2013-10-08 2017-08-22 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 발광 재료, 발광 재료의 제조 방법, 및 발광 재료의 용도
US10611961B2 (en) * 2014-03-13 2020-04-07 Lumileds Llc Supertetrahedron phosphor for solid-state lighting

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ308384B6 (cs) * 2017-11-29 2020-07-15 Crytur, Spol. S R.O. Zdroj nekoherentního záření
CZ308769B6 (cs) * 2020-03-17 2021-05-05 Crytur, Spol. S.R.O. Kompaktní světelný modul

Also Published As

Publication number Publication date
RU2686192C2 (ru) 2019-04-24
US20170241619A1 (en) 2017-08-24
CN106471098B (zh) 2019-06-07
EP3140368B1 (en) 2019-11-13
EP3140368A2 (en) 2017-03-15
CN106471098A (zh) 2017-03-01
CA2951719A1 (en) 2015-11-12
KR20170016350A (ko) 2017-02-13
RU2016147403A3 (cs) 2018-06-05
CA2951719C (en) 2020-10-13
WO2015169270A2 (en) 2015-11-12
WO2015169270A3 (en) 2015-12-30
US10584852B2 (en) 2020-03-10
CZ307024B6 (cs) 2017-11-22
RU2016147403A (ru) 2018-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2014302A3 (cs) Světelný zdroj
Fujita et al. Luminescence characteristics of YAG glass–ceramic phosphor for white LED
US8067884B2 (en) LED lighting arrangement including a substantially spherical optical component having a surface partially coated with a light emitting phosphor
CN108235720B (zh) 用于产生高亮度光的光学设备
EP3078898B1 (en) High brightness light emitting apparatus
US20130258637A1 (en) Wavelength-converting structure for a light source
US9194558B2 (en) Lighting device having laser-excited luminescent material
CN114364912A (zh) 具有高cri的高强度光源
EP2940746B1 (en) Adjustment component and light-emitting device
WO2021219442A1 (en) High intensity light source with high cri for low ctt using green laser pumped phosphor
US20230408802A1 (en) Laser smd package with phosphor and light incoupler
RU2525166C2 (ru) Способ управления цветностью светового потока белого светодиода и устройство для осуществления способа
CN116324265A (zh) 具有改善的亮度和热管理的激光磷光体光源
CN114270093A (zh) 通过红色磷光体的间接泵浦的高质量白色的基于激光的光源
Van Liem Bui The impacts of green Cs2ZnSi5O12: Eu2+ phosphor for white light emitting diode
WO2022253725A1 (en) Laser-based light engine with improved thermal management using tapered fiber
CZ308769B6 (cs) Kompaktní světelný modul
CN117597545A (zh) 集成固态光源和磷光体模块