JP6761006B2 - 高輝度用光変換器 - Google Patents
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Description
FOMopt=QE*Remission
として定義された変換器性能指数または光学的フィギュアオブメリットFOMoptは、0.6超、好ましくは0.7超、特に好ましくは0.8超である。これに関し量子効率は0.8超であるべきである。現況技術に基づいて予測され得るFOMoptは、これに対しこれより明らかに低い。
FOMtherm=熱伝導係数*(熱容量/体積)*min(Tfail、T0.8 quench)
にまとめることができる。熱的FOMは、変換材料の熱伝導度および最大限許容される温度負荷を考慮の対象とする。
Pmax opt≒4(Tmax Konv−TRT)/Rth
この場合、下式が適用され、
Tmax Konv=TRT+Q/A*d/λ
さらに変換器の熱抵抗Rth=d/(Aλ)および熱伝導度λで、Rth=d/(Aλ)である。
オプトセラミックスの熱伝導度λOC=10W/mK
接着剤の熱伝導度λKleb=0.3W/mK
Claims (17)
- 光線束として存在しており変換器上に小さな輝点を生成する(青色)励起光(4)から、高輝度の有色光または白色光を生成するための変換器であって、該変換器が、
− 前記励起光に対向する励起面と前記励起光から背けられた面とを備えた、変換材料から成る変換体(1)を含んでおり、前記面の互いの間隔が前記変換体(1)の厚さを規定しており、
− 前記変換材料が、ドープされたYAGセラミックスまたはLuAGセラミックスから成るオプトセラミックスであり、前記オプトセラミックスが、前記励起光(4)の光線束断面と同等な空間的に小さな放射点を生成するために、前記励起面に入射する前記励起光(4)が前記変換体(1)の内部で強く散乱されて光閉じ込めにおいて比較的長波の光(5)に変換する粒状構造を備えており、拡散反射された前記励起光(4)および拡散反射された前記比較的長波の光(5)の割合を精密適合させるために前記変換体(1)の前記厚さを利用可能であり、
前記変換器は拡散反射型で動作し、
前記変換器は励起光(4)を前記オプトセラミックス中に反射するミラー(3)を更に備えることを特徴とする変換器。 - YAGセラミックスとして、セリウムがドープされたY3Al5O12が用いられる、請求項1に記載の変換器。
- LuAGセラミックスとして、セリウムがドープされたLu3(Ga、Al)5O12が用いられる、請求項1に記載の変換器。
- 前記変換材料がマグネシウム・アルミニウム・セラミックスを含み、前記マグネシウム・アルミニウム・セラミックスとして、セリウムがドープされたMg3Al8[SiO]3が用いられる、請求項1に記載の変換器。
- 前記変換材料が、セリウムでドーピングされており、該ドーピングの量が0.01〜2%、好ましくは0.3〜1%、特に好ましくは0.1〜0.5%の範囲内である、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の変換器。
- 1mm厚の変換器での強い散乱が、波長600nmの長波光の拡散反射係数、拡散反射Remission>0.6を生じさせる、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の変換器。
- 量子効率QEが0.80よりも大きい、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の変換器。
- 光学的な変換器性能指数QE・Remission>0.6が達成され、同時に量子効率が0.80超である、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の変換器。
- セラミックスの前記変換材料が、熱的性能指数(FOMtherm、stat)>1000(W/m)を有しており、前記熱的性能指数が、FOMtherm=熱伝導係数*min(Tfail、T0.8 quench)から算出される、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の変換器。
- 前記変換材料の前記熱伝導度が、少なくとも5W/m*K、好ましくは少なくとも10W/m*K、特に好ましくは少なくとも12W/m*Kである、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の変換器。
- 静的動作における前記変換器が>>100cd/mm2の輝度を示す、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の変換器。
- 前記変換体(1)の反対側の面にミラーが固定されており、前記ミラーが光収率を上昇させる、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の変換器。
- 前記変換材料が、前記励起面でダイクロイックフィルターによりコーティングされている、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の変換器。
- 前記励起光の10%〜30%の間を拡散反射するための散乱特性を有する前記変換器が形成されており、前記励起光および変換光の混合による光放射の精密適合が観察者に白色の色感覚をもたらす、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の変換器。
- 前記励起光の10%〜30%の間を拡散反射するための散乱特性を有する前記変換器が形成されており、白色光付近の領域を達成するための励起光放射の精密適合が、前記変換器の前記励起側での散乱層または粗面化によって行われる、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の変換器。
- 変換器上で小さな輝点を生成する青色の出力密度の高い励起光から、高輝度の有色光または白色光を生成するための変換器であって、
励起面および反対側の面を有する変換体を含んでおり、前記面の間隔が前記変換体の厚さを規定しており、ドープされたYAGセラミックスまたはLuAGセラミックスとしての前記変換材料が、包摂された粒状構造を有するオプトセラミックスであり、前記オプトセラミックスが、前記励起光の光線束断面とほぼ同じ大きさの放射点を達成するために強散乱性であり、
前記変換器は拡散反射型で動作し、
前記変換器は励起光(4)を前記オプトセラミックス中に反射するミラー(3)を更に備えることを特徴とする変換器。 - セラミックスの変換材料(1)を含む変換器であって、前記変換材料がドープされたYAGセラミックスまたはLuAGセラミックスを含み、前記セラミックスの変換材料(1)の光学的フィギュアオブメリットFOMopt=QE*Remissionが、0.5超、好ましくは0.7よりも大きく、特に好ましくは0.8よりも大きいことを特徴とする、前記セラミックスの変換材料(1)を備えた変換器。
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