RU202047U1

RU202047U1 - Комбинированный источник излучения

Info

Publication number: RU202047U1
Application number: RU2020137423U
Authority: RU
Inventors: Сергей Григорьевич Никифоров; Александр Леонидович Архипов; Владимир Семенович Абрамов; Алексей Алексеевич Иванов
Original assignee: Сергей Григорьевич Никифоров; Александр Леонидович Архипов; Владимир Семенович Абрамов; Алексей Алексеевич Иванов
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2021-01-28

Abstract

Полезная модель относится к области светотехники и может быть использована при создании разнообразных светотехнических устройств, таких как прожекторы, автомобильные фары, средства внутреннего и внешнего освещения пространств и т.п. Комбинированный источник излучения содержит держатель с полупроводниковым излучателем оптического диапазона и лазерным излучателем, объединенными электрической цепью, а также люминофор, расположенный из условия одновременного попадания на него излучения полупроводникового излучателя и фокусирования на нем излучения лазерного излучателя, при этом упомянутые излучатели и люминофор имеют оптическую систему. Технический результат - повышение эффективности путем увеличения светового потока на единицу затраченной энергии.

Description

Полезная модель относится к области светотехники и может быть использована при создании разнообразных светотехнических устройств, таких как прожекторы, автомобильные фары, средства внутреннего и внешнего освещения пространств и т.п.

Существующие на сегодняшний день технологии получения оттенков белого света на основе полупроводниковых излучающих структур предполагают прямое нанесение люминофора непосредственно на поверхность кристалла синего цвета свечения, либо использование так называемого метода удаленного люминофора (см., например, https://втораяиндустриализация.рф/texnologiya-udalennogo-lyuminofora/#Opisanie), предполагающего взаимодействие излучения синего светодиода или кристалла с удаленным на некоторое расстояние от p-n перехода слоем люминофора. Однако в случае прямого нанесения, для кристалла размером 1 х 1 мм и потребляемой мощности 1 Вт, мощность светового излучения окажется всего лишь в пределах 300 ÷ 400 мВт, т.е. фактически составит не более 40 % от затраченной мощности, в то время как остальные 600 ÷ 700 мВт будут потрачены на нагрев источника излучения. Применение метода удаленного люминофора повышает эффективность системы, однако, по прежнему, не снимает проблемы высокого нагрева элементов источника излучения, основанного на таком методе, и, как следствие, требует применения эффективных систем отвода тепла, что автоматически ставит задачу совершенствования конструкций светодиодных источников излучения (СИД).

В свете такой задачи, технический результат, достигаемый при создании заявленного комбинированного источника излучения, состоит в повышении его эффективности путем увеличения светового потока на единицу затраченной энергии.

Для достижения указанного результата, предлагается источник излучения (комбинированный), содержащий держатель с полупроводниковым излучателем света оптического диапазона и лазерным излучателем, объединенными электрической цепью, а также люминофор, расположенный из условия одновременного попадания на него излучения полупроводникового излучателя и сфокусированного на нём излучения лазерного излучателя, при этом упомянутые излучатели и люминофор имеют оптическую систему.

Полупроводниковый излучатель света может быть расположен на держателе, а люминофор выполнен в виде пленки (в диапазоне толщин от 10 до 90 мкм), нанесенной на такой полупроводниковый излучатель света.

Полупроводниковый излучатель света может быть расположен на держателе, люминофор расположен на одном уровне с полупроводниковым излучателем света, а лазерный излучатель расположен внутри держателя позади люминофора относительно направления своего излучения.

Люминофор может быть нанесен на внутреннюю поверхность оптической системы, выполненной, в свою очередь, в виде покровного стекла.

Дополнительно, элементы полупроводникового излучателя света - светодиодные чипы могут быть соединены последовательно, параллельно или последовательно-параллельно для получения нужной величины напряжения питания, определяемой характеристиками источника энергии.

Возможность достижения поставленного результата в заявленной конструкции обусловлена сочетанием лазерного источника излучения, имеющего прямую зависимость оптической мощности от тока, с полупроводниковым излучателем света, позволяющим сгенерировать выходной световой поток с намного более высоким значением плотности мощности. Другими словами, взаимодействие лазерного источника излучения с люминофором позволяет получить излучение в видимом диапазоне при меньшем потреблении энергии с одной стороны, а излучение, полученное в результате взаимодействия полупроводникового излучателя с тем же люминофором с другой стороны, происходит при меньшей температуре p-n перехода.

Сущность заявленного технического решения поясняется фиг. 1 а) ÷ в), на которых показаны принципиальные конструктивные схемы реализации источника излучения, а также фиг.2 со схемой, отображающей эффективность использования заявленного источника в зависимости от конфигурации и назначения.

Со ссылкой на фиг.1 а) ÷ в), заявленное решение относится к светоизлучающим комбинированным устройствам, содержащим держатель 1 с присоединительными выводами и радиатором отвода тепла, отражатель (покровную линзу) 2, полупроводниковый излучатель оптического диапазона 3 на основе светодиодов соответствующего спектрального и требуемого цветового излучений, люминофор 4, соответствующего требуемым характеристиками химического состава, а также лазерный излучатель 5, излучение которого сфокусировано на люминофоре. В качестве люминофора может выступать пленка, нанесенная на полупроводниковый излучатель света - фиг.1 а), внутреннюю поверхность излучателя – фиг. 1 б), либо плёнка, контейнер или т.п. объемный элемент с люминофором, расположенным на одном уровне с полупроводниковым излучателем – фиг.1 в).

Для специалиста очевидно, что показанное на фиг.1 а) ÷ в) взаиморасположение излучателей не является единственно возможным – например, лазерный излучатель 5, в зависимости от конфигурации источника излучения и его требуемых выходных характеристик, может быть расположен и вне держателя, из условия направленности фокуса его излучения на люминофор под различными (требуемыми) углами. Так, изменяя конфигурацию (в том числе - количество излучателей), в том числе, в совокупности с применением различных собирающих/рассеивающих отражателей (покровных линз), можно получать источники света для автомобильной промышленности, лампы для освещения улиц, домов, офисов и технологических помещений, а также формировать прожекторы и источники остронаправленного акцентного освещения и т.д. - фиг.2.

Claims

1. Источник излучения, содержащий держатель с полупроводниковым излучателем оптического диапазона и лазерным излучателем, объединенными электрической цепью, а также люминофор, расположенный из условия одновременного попадания на него излучения полупроводникового излучателя и фокусирования на нем излучения лазерного излучателя, при этом упомянутые излучатели и люминофор имеют оптическую систему.

2. Источник по п.1, в котором полупроводниковый излучатель света расположен на держателе, а люминофор выполнен в виде пленки, непосредственно нанесенной на поверхность такого полупроводникового излучателя света.

3. Источник по п.1, в котором полупроводниковый излучатель света расположен на держателе, люминофор расположен на одном уровне с полупроводниковым излучателем света, а лазерный излучатель расположен внутри держателя позади люминофора относительно направления своего излучения.

4. Источник по п.1, в котором люминофор нанесен на внутреннюю поверхность оптической системы, выполненной в виде покровного стекла.