TW201740048A - 以雷射為基礎之光源 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種以雷射為基礎之光源(100)，其包括一雷射(110)、一光纖(120)、一轉換裝置(130)及一偵測器(140)，該雷射(110)用於發射具有一雷射峰值發射波長之雷射光(10)，該光纖(120)用於導引供接收於該轉換裝置(130)之一第一表面處之該雷射光(10)，該轉換裝置(130)用於將該雷射光(10)之至少一部分轉換成具有比該雷射峰值發射波長為長之一峰值發射波長之經轉換之光(20)，該光纖(120)進一步用於在該雷射(110)之方向上向後導引該經轉換之光(20)之一部分且該偵測器(140)用於偵測該經向後導引之經轉換之光(20)之至少一部分。一載具頭燈包括此一以雷射為基礎之光源(100)，且一照明系統包括此一載具頭燈。

Description

以雷射為基礎之光源
本發明係關於一種以雷射為基礎之光源、一種包括此一以雷射為基礎之光源之載具頭燈及一種包括至少一此載具頭燈之一照明系統。
在高照度光源中，通常，一磷光體用作為由一雷射發射之藍光激發之一轉換器。為了量測及控制經發射之光，轉換器頭部可配備感測器或偵測器。偵測器或感測器之回饋信號用以控制雷射。即使在一故障之情況下，必須確保此等以雷射為基礎之光源之眼睛安全。此外，以雷射為基礎之光源之實體形式因數應係可撓性以增加(例如)包括此以雷射為基礎之光源的一載具頭燈之設計之自由。 US20090296018A1、DE102013207841A1及DE102013207841A1提出用於監視轉換器及用於將激發輻射傳送至轉換器之一光導之功能。特定言之，提出瞭解光導作為一束光纖或作為分支光路徑之一結構，其中一光纖或光路徑接著可用於將經轉換之光之部分向後導引至一監視偵測器而其他光纖或光路徑接著用於將激發輻射順向導引至轉換器。歸因於使用若干光纖或分支結構，不幸地是，此等系統係複雜且昂貴的。
本發明之一目的係提供一種具有改良式眼睛安全及可撓性實體形式因數之以雷射為基礎之光源，尤其係一種以雷射為基礎之頭燈。 根據一第一態樣，提供一種以雷射為基礎之雷射。該以雷射為基礎之雷射包括至少一雷射、至少一光纖、至少一轉換裝置及至少一偵測器。該至少一雷射經調適以發射具有一雷射峰值發射波長之雷射光。該至少一光纖經調適以導引該雷射光使得該雷射光接收於該至少一轉換裝置之一第一表面處。該轉換裝置經調適以將該雷射光之至少一部分轉換成經轉換之光。經轉換之光之一峰值發射波長在比經發射之雷射光之該雷射峰值發射波長之波長範圍長之一波長範圍中。該至少一光纖經進一步調適以在該至少一雷射之方向上向後導引經轉換之光之一部分。該偵測器經配置以偵測經向後導引之經轉換之光之至少一部分。 藉由該光纖去耦合該雷射及該轉換裝置可增加關於該以雷射為基礎之光源且尤其係諸如載具頭燈之光源之設計的靈活性。具有電驅動器之該雷射(該雷射可被一控制器包括或與一控制器組合)可放置於不同於該轉換裝置之一位置處。藉由該控制器或電驅動器控制該雷射至少部分地由該偵測器達成。偵測器信號可回應於經向後導引之經轉換之光之經偵測之部分而產生，其可用於藉由該控制器及/或電驅動器封閉迴路控制該以雷射為基礎之光源。 經導引之雷射光及經向後導引之經轉換之光經由相同光纖傳輸。該雷射與該轉換裝置之間不需要額外光學或電連接以將經轉換之光之一部分傳送至該偵測器或將由配置成緊鄰該轉換裝置之一替代偵測器產生之一偵測器信號傳送至配置成緊鄰該雷射之該控制器及/或電驅動器。減少數目個信號線進一步增加該以雷射為基礎之光源之靈活性。該偵測器可進一步用以偵測該光纖或該轉換裝置之故障。一旦所偵測之經向後導引之經轉換之光之一強度較低(其可被視為該光纖之一破裂或該轉換裝置之一位移或移除之一指示)該雷射可關閉。 該以雷射為基礎之光源可經配置使得該雷射峰值發射波長周圍之一所定義之波長範圍中基本上無光由緊鄰該轉換裝置或該轉換模組之該光纖之該側接收。若基本上無雷射光由該光纖向後導引，則經轉換之光之該偵測可簡化。 該轉換裝置可經配置以轉換接收於該轉換裝置之該第一表面處之基本上整個雷射光。在無需轉換器之情況下如同一額外雷射之一額外藍光源及對應光學裝置(例如光導、透鏡、散射裝置及其類似者)在此情況中可用以發射足夠藍光以獲取混合光，其包括經轉換之光及具有一預定義色點(例如一預定義白點)之額外藍光。 該轉換裝置或者可經配置使得該雷射光之至少一部分不轉換但(例如)反射。在此情況中，未經轉換之經轉換之光及該雷射光之一混合物可用以產生具有一預定義色點之白光。 該偵測器可經配置使得經向後導引之雷射光(尤其係經向後導引之反射雷射光)之偵測減少或甚至避免。該偵測器可(例如)依相對於該光纖之該光學軸之一角度配置使得偵測到較少或幾乎無經向後導引之雷射光。經向後導引之雷射光之強度及角分佈可(例如)受反射該雷射光之該轉換裝置之一反射特性影響。替代地或另外，一濾波器可配置於該偵測器前面使得依及接近該雷射峰值發射波長之光被濾波且較佳地僅經轉換之光被傳輸。此外，光學裝置(如透鏡、孔徑及其類似者)可用以影響經向後導引之經轉換之光之一角分佈及經向後導引之雷射光之一角分佈。 該以雷射為基礎之光源可包括兩個、三個、四個或四個以上偵測器。該以雷射為基礎之光源可進一步包括一額外偵測器以偵測經向後導引之雷射光且視情況使用一濾波器或其類似者來抑制經向後導引之經轉換之光之偵測。 該以雷射為基礎之光源可包括兩個、三個、四個或四個以上雷射，如同發射由一光纖導引之雷射光之一陣列之雷射。替代地，該以雷射為基礎之光源可包括兩個、三個、四個或四個以上雷射，如同一陣列之雷射及用於各雷射之一光纖及視情況用於各光纖之一偵測器。 該轉換裝置可包括一轉換元件、一安裝結構、一散熱器及視情況一反射結構。該轉換元件可包括用於將(例如)藍雷射光之至少一部分轉換成經轉換之黃光之一磷光體。該磷光體可為(例如)摻雜鈰之釔鋁石榴石(YAG)。陶瓷塊之表面之一者可為該轉換裝置之該第一表面。 該至少一光纖可包括具有一第一數值孔徑之至少一第一導引結構及具有相對於該至少一光纖之一光學軸之一第二數值孔徑之至少一第二導引結構。該偵測器可經配置以接收由該至少一光纖依相對於該光學軸之一角度自該轉換裝置接收之經向後導引之經轉換之光之該部分，該角度比由該第一數值孔徑及該第二數值孔徑之較小者定義之相對於該光學軸之一第一邊界角大。 該偵測器可(例如)經放置使得經轉換之光接收於該第一邊界角與由該第一數值孔徑及該第二數值孔徑之較大者定義之一第二邊界角之間的角度之一範圍中。具有不同數值孔徑之該光纖之不同區域之形狀決定該轉換裝置上之該雷射束之形狀但亦自偵測經向後導引之經轉換之光的該轉換裝置之區域且亦決定經向後導引之反射雷射光之該角分佈。因此，可使用該偵測器之該偵測位置之選擇以增加待偵測及(例如)干擾經向後導引之雷射光之經向後導引之經轉換之光之間的對比度。 該偵測器可經配置以接收由該至少一光纖依相對於該光學軸之一角度自該轉換裝置接收之經向後導引之經轉換之光之該部分，該角度比相對於該光學軸之由該第一數值孔徑及該第二數值孔徑之較大者定義之該第二邊界角大。 在此情況中，該光纖可經配置使得依相對於該光纖之該光學軸之一角度接收之經轉換之光向後導引至該偵測器，該角度比由該較大數值孔徑定義之該第二邊界角大。 該光纖可為(例如)除一核心之外包括具有不同折射率之兩個、三個、四個或四個以上覆層之一光纖，覆層經配置使得經向後導引之經轉換之光可在由該較小數值孔徑定義之該第一邊界角與由該較大數值孔徑定義之該第二邊界角之間的角度之一範圍及甚至在相對於比由該較大數值孔徑定義之該第二邊界角大之該光纖之一光學軸的角度之一範圍中偵測。覆層之數目決定可使用之不同數值孔徑之最大數目。 該至少一光纖可為(例如)一雙包層光纖。該第一導引結構係該雙包層光纖之一核心。該第二導引結構係該雙包層光纖之一內覆層。該雙包層光纖進一步包括一外覆層。 該等不同數值孔徑可(例如)由石英玻璃之一不同摻雜製造。該雙包層光纖可允許至少部分地去耦合該雷射光及經向後導引之經轉換之光。 該核心之該第一折射率可比該內覆層之一第二折射率大。該內覆層之該第二折射率可比該外覆層之一第三折射率大。 該核心之該第一數值孔徑可比該內覆層之該第二數值孔徑小。 在此情況中，該核心之該折射率之平方與該內覆層之該折射率之平方之間的一差異可比該內覆層之該折射率之平方與該外覆層之該折射率之平方之間的一差異小。 在此情況中，該以雷射為基礎之光源可較佳地配置使得該雷射光由比由該第一數值孔徑定義之該第一邊界角小之角度之一第一範圍內之該核心接收使得經轉換之光向後導引至該核心及該內覆層內之該偵測器。角度之該第二範圍比由該第二數值孔徑定義之該第二邊界角大。該偵測器經配置以依相對於該光學軸之一角度接收經向後導引之經轉換之光之該部分，該角度比該第二邊界角大且比由該核心之該第一折射率及該外覆層之該第三折射率定義之一最大角小。 該核心與內覆層之組合定義與該核心之該第一數值孔徑之平方與該外覆層之該第三數值孔徑之平方之間的該差異之平方根成比例之一最大數值孔徑。該最大角由該最大數值孔徑定義。僅由角度之該第二範圍中之該核心接收之光係由該雙包層光纖導引。經配置以依相對於該光學軸之一角度接收經向後導引之經轉換之光之該部分的該偵測器在該轉換裝置之方向上偵測該核心表面之一影像，該角度比該第二邊界角大且比該最大角小。 該以雷射為基礎之光源可包括一第一光學裝置及一第二光學裝置。該第一光學裝置可經配置以使該雷射光聚焦於該核心使得該雷射光由角度之該第一範圍內之該核心接收。該第二光學裝置可經配置使得經轉換之光之至少一部分聚焦於該核心或該內覆層使得經轉換之光之該部分由該核心或該內覆層依比該第二邊界角大之一角度接收。 該第一光學裝置及該第二光學裝置可各包括一個、兩個、三個或三個以上光學元件(如透鏡、孔徑或其類似者)。該第一光學裝置及該第二光學裝置可用以改良該雷射光、經轉換之光及視情況自該轉換裝置之回來之雷射光之一角分離度。該雷射及該第一光學裝置可較佳地經配置使得基本上所有通過該第一光學裝置之雷射光僅由該核心接收。該第一光學裝置可(例如)包括一透鏡以使得該雷射光聚焦於該核心或一孔徑及一透鏡之一組合。該第二光學裝置可(例如)經調適使得經轉換之光之一預定義部分在一預定義角度下聚焦於該核心或該內覆層上。 根據一替代實施例，該核心之該第一數值孔徑可比該內覆層之該第二數值孔徑大。 在此情況中，該核心之該折射率之平方與該內覆層之該折射率之平方之間的差異可比該內覆層之該折射率之平方與該外覆層之該折射率之平方之間的一差異大。經轉換之光可由該核心在比由該核心之該較大數值孔徑定義之該邊界角小之一角度下接收。在此情況中，該核心用以傳送經向後導引之經轉換之光。在此情況中，由該偵測器藉由經向後導引之經轉換之光偵測之該轉換裝置之一區域係該轉換裝置之一激發區域之一小部分。一第一光學裝置及一第二光學裝置可用以支持由經向後導引之經轉換之光偵測之該轉換裝置之該區域的定義。此外，該核心、該內覆層及該外覆層之形狀可經調適以改良如上文所描述之經向後導引之經轉換之光之偵測。另外，相對於於該光纖之該光學軸之該角度(其中該偵測器接收經向後導引之經轉換之光)可在比由該核心之該較大數值孔徑定義之該邊界角大之角度之一範圍中，只要該偵測角度比由該核心之該折射率及該外覆層之該折射率定義之該最大角小。 該以雷射為基礎之光源可包括經配置以自該偵測器接收偵測器信號之至少一控制器(150)。該至少一控制器可經配置以提供控制信號以基於所接收之偵測器信號控制該至少一雷射。 該以雷射為基礎之光源之該控制之至少一部分可由一整合式控制器執行，該整合式控制器可包括用於驅動該雷射之一電驅動器。該控制器可進一步經配置以接收外部控制信號以基於所接收之偵測器信號且另外基於可由進一步外部感測器產生之外部控制信號調適該以雷射為基礎之光源之光發射。 該控制器或甚至該電驅動器可依一替代方法配置於該以雷射為基礎之光源外部。該電驅動器及該控制器可(例如)經配置以控制及驅動2個、3個、4個或4個以上以雷射為基礎之光源。 替代地或另外，若由該偵測器量測之經向後導引之經轉換之光之一強度低於一預定臨限值，則該至少一控制器可經配置以關閉該至少一雷射。 該或該等雷射可由如上文所描述之一內部或外部控制器關閉。 該至少一控制器可經進一步配置以自一第一偵測器接收第一偵測器信號，其中該第一偵測器與一第一雷射相關聯。該至少一控制器可經配置以提供第一控制信號以基於所接收之第一偵測器信號控制該第一雷射。 包括兩個、三個、四個或四個以上雷射之該以雷射為基礎之光源之總光輸出可藉由自用於調適其他雷射之光輸出之一雷射考量偵測器信號以控制。 根據一進一步態樣，提供一種載具頭燈。該載具頭燈包括如上文所描述之至少一以雷射為基礎之光源。該載具頭燈可包括如上文所描述之兩個、三個、四個或四個以上以雷射為基礎之光源。 根據一進一步態樣，提供一種照明系統。該照明系統在(例如)一機車之情況下包括如上文所描述之至少一載具頭燈且在(例如)一汽車之情況下包括至少兩個載具頭燈及至少一光發射控制裝置。該光發射控制裝置可經調適以將控制信號提供至該或該等以雷射為基礎之光源。 應理解本發明之一較佳實施例亦可為附屬請求項與各自獨立請求項之任何組合。 下文定義進一步有利實施例。
現將藉由圖式描述本發明之各種實施例。 圖1展示一以雷射為基礎之光源100之一第一實施例之一主要簡圖。以雷射為基礎之光源100包括經配置以發射雷射光10之一雷射110。雷射110由包括用於驅動雷射110之一電驅動器之一控制器150控制。控制器150自經配置以偵測由光纖120向後導引之光之偵測器140接收偵測器信號。雷射光10由一第一光學裝置151 (其在此情況中係一透鏡)聚焦於光纖120之一入射小面。光纖120之該入射小面可經配置以避免雷射光10之反射。雷射110、第一光學裝置151、控制器150及偵測器140配置於光纖120之相同側上且可使光纖120永久或可拆卸地耦合至雷射模組。光纖120係經配置以將雷射光10導引至一轉換裝置130之一單包層光纖。光纖120經進一步配置以將光自轉換裝置130之側向後導引至雷射110之側或更一般而言雷射模組之側使得一回饋信號可由由偵測器140接收之經向後導引之光產生。 由光纖120導引之雷射光10由一第二光學裝置152 (例如一透鏡)聚焦於轉換裝置130之一第一表面。轉換裝置130包括經配置以將雷射光10轉換成具有一不同波長或具有一不同波長範圍(尤其係比雷射光10之波長為長之一波長範圍)內之一波長之經轉換之光20的光轉換材料(如一磷光體)。雷射光10之峰值波長較佳地在藍色波長範圍內且經轉換之光20之一峰值波長較佳地在可見光譜之黃色波長範圍內。轉換裝置130經進一步配置使得基本上所有由轉換裝置130接收之雷射光10由光轉換材料轉換成經轉換之光20。經轉換之光20之角分佈可受轉換裝置130之一光發射表面之一表面結構影響。該光發射表面可與雷射光10聚焦於此之該第一表面相同。轉換裝置130及第二光學裝置152可被視為可由一經相應調適之介面(圖中未展示)永久或可拆卸地耦合至光纖120之一轉換模組。經轉換之光20之一部分由第二光學裝置152聚焦於光纖120之一出射小面(相對於雷射光10)。經轉換之光20之一部分由光纖120向後導引。雷射模組中之偵測器140經配置使得經向後導引之經轉換之光20之一部分被偵測。 圖2展示一以雷射為基礎之光源100之一第二實施例之一主要簡圖。組態非常類似於相對於圖1討論之第一實施例。單包層光纖120被包括具有一第一折射率n1之一核心121、具有一第二折射率n2＜n1之一內覆層122及具有一第三折射率n3＜n2之一外覆層123之一雙包層光纖替代。主要差異係雷射光10之一部分在轉換裝置130之第一表面處反射。此反射雷射光11亦由光纖120之出射小面接收使得反射雷射光11之一部分亦由光纖120向後導引。經向後導引之經轉換之光20與經向後導引之反射光11之間的一比可受經轉換之光20及反射光11之角分佈或受(例如)藉由(例如)在經配置以反射經轉換之光20且在磷光體之一不同表面處提取經轉換之光20之此第一表面處提供一反射塗佈而分離反射雷射光10之一部分之第一表面及光發射表面影響。在此情況中，經轉換之光20及反射雷射光11可由一經相應調適之光學混頻器混合，該光學混頻器可被以雷射為基礎之光源100包括或可配置於外部。雙包層光纖達成經轉換之光20與反射雷射光11之間的一至少部分去耦合。 圖3展示平行於一第一光纖120 (其組態為如圖2中所展示之一雙包層光纖)之一光學軸125之一橫截面的一主要簡圖。雙包層光纖經配置使得核心之數值孔徑NAc (其定義為)比內覆層之數值孔徑NAic (其定義為)小。使用由NAc定義之介於光學軸125與第一邊界角161之間的一入射角接收於核心121之光入射表面處之光導引於核心121內。使用由雙包層光纖之最大數值孔徑NAmax (其定義為)決定之介於光學軸125與最大角163之間的一入射角接收於核心121a之入射表面處之光(相對於來自轉換裝置130之光)導引於內覆層122內。由內覆層122a之一光入射表面依比由NAic定義之第二邊界角162小之一入射角接收之光(相對於來自轉換裝置130之光)導引於內覆層122內。依比最大角163大之一角度接收於核心121a之光入射表面處之光或相對於平行於光學軸125之一內覆層之軸126依比第二邊界角162大之一角度接收於內覆層122a之光入射表面處之光將在進入外覆層123之後被吸收。 雙包層光纖可用以針對比第一邊界角161大之角度至少部分地去耦合經轉換之光20及反射雷射光11之向後導引。內覆層122可經進一步配置使得反射雷射光11 (如(例如)藍色雷射光，(但並非經轉換之光20))被吸收以減小依比第一邊界角161大之角度接收之經向後導引之反射雷射光11之強度。替代地或另外，藍色雷射光之濾波器或吸收器可配置於轉換裝置之側上且尤其係雷射之側上之雙包層光纖之小面之一部分上以避免或減少依比第一邊界角161大之角度之反射雷射光11之向後導引。 圖4展示垂直於相對於圖3所討論之第一光纖120之光學軸125之一橫截面的一主要簡圖。在此情況中，具有較小數值孔徑NAc之核心121a之光入射表面具有一矩形形狀，其中包圍核心121a之光入射表面之內覆層122a之光入射表面具有至外覆層123之一圓形外邊界。核心121之矩形形狀用以組合第二光學裝置定義轉換裝置130上且尤其係被轉換裝置130包括之轉換材料(磷光體)上之一預定義照明圖案。用於傳送由雷射110發射之雷射光10 (藍色雷射光)核心121 (低NA區域)放置於內覆層122之高NA區域內部。由偵測器140偵測之轉換裝置130之區域(或更精確地，被轉換裝置130包括之轉換材料)比由導引於核心121中之雷射光10激發之區域大。若偵測器140在比第二邊界角162大但比最大角163小之一角度下偵測，則核心121a之光入射表面之一影像被偵測。 圖5展示平行於一第二光纖120 (其組態為如圖2中所展示之一雙包層光纖)之一光學軸125之一橫截面的一主要簡圖。一般組態非常類似於相同於圖3所討論，但核心121之數值孔徑NAc比內覆層122之數值孔徑NAic大。雙包層光纖經配置使得核心121之數值孔徑NAc比內覆層122之數值孔徑NAic大。使用介於光學軸125與第二邊界角162之間的一入射角接收於核心121a之光入射表面處之光導引於核心121內。使用介於光學軸125與最大角163之間的一入射角接收於核心121a之光入射表面處之光導引於內覆層122內。由內覆層122a之一光入射表面依比第一邊界角161小之一入射角接收之光導引於內覆層122內。依比最大角163大之一角度接收於核心121a之光入射表面處之光或依比第一邊界角161大之一角度(在此情況中其比第二邊界角162小)接收於內覆層122a之光入射表面處之光將在進入外覆層123之後被吸收。 圖6展示垂直於如相對於圖5所討論之第二光纖120之光學軸125之一橫截面的一主要簡圖。在此情況中，具有較大數值孔徑之核心121a之光入射表面具有一圓形形狀，其中包圍核心121a之光入射表面之內覆層122a之光入射表面具有至外覆層123之一矩形外邊界。用於傳送雷射光10 (藍色雷射光)之核心121 (高NA區域)放置於內覆層122之低NA區域內部。在此情況中，由偵測器140偵測之轉換裝置130 (或更精確地，被轉換裝置130包括之轉換材料)係由雷射光10激發之轉換材料之區域之一小部分。若偵測器140在比第二邊界角162大但比最大角163小之一角度下偵測，則核心121a之光入射表面之一影像被偵測，其僅自轉換材料之激發區域接收經轉換之光20。因此，可使用光纖120之組態以定義轉換裝置130之轉換材料上之偵測區域。 本發明之一基本觀念係僅使用一光纖120將由一雷射110發射之雷射光10導引至一轉換裝置130且在雷射110之方向上向後導引由轉換裝置130轉換之經轉換之光20。因此，藉由僅使用一光纖120替代兩個光纖或一光纖組合可用以將偵測器信號傳送回一控制器150以控制雷射110之一電信號而避免廣泛佈線。此外，若經向後導引之經轉換之光20降至一預定義臨限值以下，則可藉由配置在雷射110之側處之一偵測器140 (例如一光電二極體或其類似者)偵測一故障，如發射雷射光10之光纖120之一破裂或轉換裝置130之一位移。經向後導引之經轉換之光20之偵測可藉由使用一雙包層或甚至多包層光纖120 (三個、四個或四個以上覆層)來改良。可使用至少一覆層之(例如內覆層之)核心之不同數值孔徑以自經向後導引之經轉換之光20之一者且視情況自經向後導引之雷射光10之(即(例如)反射雷射光11之)一者去耦合雷射光之角分佈。 儘管已在圖式及前述描述中詳細繪示及描述本發明，但此繪示及描述被視為具繪示性或例示性且不具限制性。 熟習技術者將自閱讀本發明明白其他修改。此等修改可涉及可替代或除本文已描述之特徵之外使用之本技術中已知之其他特徵。 所揭示之實施例之變型可由熟習技術者自圖式、揭示內容及隨附申請專利範圍之一研究理解及實現。在申請專利範圍中，字語「包括」不排除其他元件或步驟，且不定冠詞「一」不排除複數個元件或步驟。在互相不同附屬請求項中列舉特定措施之純事實並不代表此等措施之一組合不能優化使用。 申請專利範圍中之任何元件符號不應被視為限制申請專利範圍之範疇。
10‧‧‧雷射光 11‧‧‧反射雷射光 20‧‧‧經轉換之光 100‧‧‧以雷射為基礎之光源 110‧‧‧雷射 120‧‧‧光纖/第一光纖/第二光纖 121‧‧‧核心 121a‧‧‧核心 122‧‧‧內覆層 122a‧‧‧內覆層之光入射表面 123‧‧‧外覆層 125‧‧‧光纖之光學軸 126‧‧‧內覆層之軸 130‧‧‧轉換裝置 140‧‧‧偵測器 150‧‧‧控制器 151‧‧‧第一光學裝置 152‧‧‧第二光學裝置 161‧‧‧第一邊界角 162‧‧‧第二邊界角 163‧‧‧最大角
將自參考下文所描述之實施例明白且闡明本發明之此等及其他態樣。 現將基於參考附圖之實施例依舉例方式描述本發明。 在圖式中： 圖1展示一以雷射為基礎之光源之一第一實施例之一主要簡圖； 圖2展示一以雷射為基礎之光源之一第二實施例之一主要簡圖； 圖3展示平行於一第一光纖之一光學軸之一橫截面的一主要簡圖； 圖4展示垂直於第一光纖之光學軸之一橫截面的一主要簡圖； 圖5展示平行於一第二光纖之一光學軸之一橫截面的一主要簡圖； 圖6展示垂直於第二光纖之光學軸之一橫截面的一主要簡圖。 在圖中，相同數字指稱相同物件。圖中之物件不必要按比例繪製。
10‧‧‧雷射光
11‧‧‧反射雷射光
20‧‧‧經轉換之光
100‧‧‧以雷射為基礎之光源
110‧‧‧雷射
120‧‧‧光纖/第一光纖/第二光纖
121‧‧‧核心
122‧‧‧內覆層
123‧‧‧外覆層
130‧‧‧轉換裝置
140‧‧‧偵測器
150‧‧‧控制器
151‧‧‧第一光學裝置
152‧‧‧第二光學裝置

Claims (15)

  1. 一種以雷射為基礎之光源(100)，其包括至少一雷射(110)、至少一光纖(120)、至少一轉換裝置(130)及至少一偵測器(140)，其中該至少一雷射(110)經調適以發射具有一雷射峰值發射波長之雷射光(10)，其中該至少一光纖(120)經調適以導引該雷射光(10)使得該雷射光(10)被接收於該至少一轉換裝置(130)之一第一表面處，其中該轉換裝置(130)經調適以將該雷射光(10)之至少一部分轉換成經轉換之光(20)，其中該經轉換之光(20)之一峰值發射波長在比該雷射峰值發射波長為長之一波長範圍中，其中該至少一光纖(120)經進一步調適以在該至少一雷射(110)之方向上向後導引該經轉換之光(20)之一部分，且其中該偵測器(140)經配置以偵測該經向後導引之經轉換之光(20)之至少一部分。
  2. 如請求項1之以雷射為基礎之光源(100)，其中該至少一光纖(120)包括具有一第一數值孔徑之至少一第一導引結構及具有相對於該至少一光纖(120)之一光學軸(125)之一第二數值孔徑之至少一第二導引結構，且其中該偵測器(140)經配置以接收由該至少一光纖(120)依相對於該光學軸(125)之一角度自該轉換裝置(130)接收之該經向後導引之經轉換之光(20)之該部分，該角度比相對於該光學軸(125)之一第一邊界角(161)大，其中該第一邊界角(161)由該第一數值孔徑及該第二數值孔徑之較小者定義。
  3. 如請求項2之以雷射為基礎之光源(100)，其中該偵測器(140)經配置以接收由該至少一光纖(120)依相對於該光學軸(125)之一角度自該轉換裝置(130)接收之該經向後導引之經轉換之光(20)之該部分，該角度比相對於該光學軸(125)之一第二邊界角(162)大，其中該第二邊界角(162)由該第一數值孔徑及該第二數值孔徑之較大者定義。
  4. 如請求項2或3之以雷射為基礎之光源(100)，其中該至少一光纖(120)係一雙包層光纖，其中該第一導引結構係該雙包層光纖之一核心(121)，其中該第二導引結構係該雙包層光纖之一內覆層(122)且其中該雙包層光纖進一步包括一外覆層(123)。
  5. 如請求項4之以雷射為基礎之光源(100)，其中該核心(121)之一第一折射率比該內覆層(122)之一第二折射率大，且其中該內覆層(122)之該第二折射率比該外覆層(123)之一第三折射率大。
  6. 如請求項5之以雷射為基礎之光源(100)，其中該核心(121)之該第一數值孔徑比該內覆層(122)之該第二數值孔徑小。
  7. 如請求項6之以雷射為基礎之光源(100)，其中該以雷射為基礎之光源(100)經配置使得該雷射光(10)由比由該第一數值孔徑定義之該第一邊界角(161)小之角度之一第一範圍內之該核心(121)接收使得該雷射光(10)被導引至該核心(121)內之該轉換裝置(130)，且其中該以雷射為基礎之光源(100)經配置使得該經轉換之光(20)之一部分由比該第一邊界角(161)大之角度之一第二範圍內之該核心(121)或該內覆層(122)接收使得該經轉換之光(20)之此部分向後導引至該核心(121)內之該偵測器(140)，且其中該偵測器(140)經配置以依比該第一邊界角(161)大之相對於該光學軸(125)之一角度接收該經向後導引之經轉換之光(20)之此部分。
  8. 如請求項7之以雷射為基礎之光源(100)，其中該以雷射為基礎之光源(100)經配置使得該經轉換之光(20)之一部分由角度之一第三範圍內之該核心(121)及該內覆層(122)接收使得該經轉換之光(20)之此部分向後導引至該核心(121)及該內覆層(122)內之該偵測器(140)，其中該第三範圍之角度比由該第二數值孔徑定義之一第二邊界角(162)大且其中該偵測器(140)經配置以依比該第二邊界角(162)大且比由該核心(121)之該第一折射率及該外覆層(123)之該第三折射率定義之一最大角小之相對於該光學軸(125)之一角度接收該經向後導引之經轉換之光(20)之此部分。
  9. 如請求項7之以雷射為基礎之光源(100)，其中該以雷射為基礎之光源(100)包括一第一光學裝置(151)及一第二光學裝置(152)，其中該第一光學裝置(151)經配置以使該雷射光(10)聚焦於該核心(121)使得該雷射光(10)由角度之該第一範圍內之該核心(121)接收，且其中該第二光學裝置(152)經配置使得該經轉換之光(20)之至少一部分聚焦於該核心(121)或該內覆層(122)使得該經轉換之光(20)之此部分由該核心(121)或該內覆層(122)依比由該第二數值孔徑定義之一第二邊界角(162)大之一角度接收。
  10. 如請求項5之以雷射為基礎之光源(100)，其中該核心(121)之該第一數值孔徑比該內覆層(122)之該第二數值孔徑大。
  11. 如請求項1至3中任一項之以雷射為基礎之光源(100)，其中該以雷射為基礎之光源(100)包括經配置以自該偵測器(140)接收偵測器信號之至少一控制器(150)，且其中該至少一控制器(150)經配置以提供控制信號以基於該所接收之偵測器信號控制該至少一雷射(110)。
  12. 如請求項11之以雷射為基礎之光源(100)，其中若由該偵測器(140)量測之該經向後導引之經轉換之光(20)之一強度低於一預定臨限值，則該至少一控制器(150)經配置以關閉該至少一雷射(110)。
  13. 如請求項5之以雷射為基礎之光源(100)，其中該內覆層(122)經進一步配置使得反射於該轉換裝置(130)之該第一表面處之雷射光(11)但並非經轉換之光(20)被吸收以減小由該核心(121)或該內覆層(122)依比該第一邊界角(161)大之角度接收之經向後導引之反射雷射光(11)之該強度。
  14. 一種載具頭燈，其包括如請求項1至13中任一項之至少一以雷射為基礎之光源(100)。
  15. 一種照明系統，其包括如請求項14之至少一載具頭燈及至少一光發射控制裝置，其中該光發射控制裝置經調適以將控制信號提供至該至少一載具頭燈。
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