WO2013113547A1 - Konversionseinheit, laseranordnung, beleuchtungsanordnung, verfahren zum herstellen einer konversionseinheit und verfahren zum betreiben einer laseranordnung - Google Patents

Konversionseinheit, laseranordnung, beleuchtungsanordnung, verfahren zum herstellen einer konversionseinheit und verfahren zum betreiben einer laseranordnung Download PDF

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WO2013113547A1
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conversion
radiation
laser
excitation
excitation beam
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PCT/EP2013/050658
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Jan Oliver Drumm
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Osram Gmbh
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    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2/00—Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light
    • G02F2/02—Frequency-changing of light, e.g. by quantum counters
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    • 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
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures
    • H01S5/4056—Edge-emitting structures emitting light in more than one direction

Definitions

  • Conversion unit laser arrangement, lighting arrangement, method for producing a conversion unit
  • the invention relates to a conversion unit, the one
  • Conversion element having a first side and a second side facing away from the first side and which is adapted to a wavelength spectrum of the incident on the conversion element or by the
  • Radiation source in a predetermined distance arranged conversion unit for converting the excitation radiation of the excitation beam with respect to their wavelength spectrum. Furthermore, the invention relates to a lighting arrangement, a method for producing a conversion unit and a method for operating a laser arrangement.
  • projectors are used regularly to visualize data. Such a projector projects the data to be displayed in the form of individual stationary and / or moving images onto, for example, a screen. It is known to generate the necessary excitation radiation with the aid of a conventional discharge lamp in a conventional projector, so for example one
  • LARP Laser Activated Remote Phosphor
  • the phosphor comprises or consists of
  • Excitation radiation in particular an excitation beam
  • blue laser light are converted into red or green conversion radiation (conversion light, illumination light).
  • the excitation radiation can introduce a large amount of energy into the conversion unit, as a result of which it can heat up considerably. This can damage the
  • Phosphors lead as single luminescent or
  • Phosphor mixture may be present.
  • Phosphor mixture may be present in the absence of cooling of the phosphor conversion losses occur due to efficiency reduction due to thermal
  • Lighting arrangement provided, for example, can be made compact and inexpensive and / or allow the generation of a high luminance.
  • a method for producing a conversion unit and a method for operating a laser arrangement are provided, which enable a compact and inexpensive construction of the laser arrangement and / or by generating a high
  • Luminance is possible.
  • Conversion unit on a conversion element, which has a first side and a second side facing away from the first side.
  • the conversion element is designed to at least partially cover a wavelength spectrum of excitation radiation (excitation light) of an excitation beam impinging on or passing through the conversion element
  • a first cooling element is arranged in physical contact with the conversion element on the first side of the conversion element.
  • Cooling element is in physical contact with the
  • the first cooling element is at least for the
  • Excitation radiation of the excitation beam and / or for light of a radiation source pump light source
  • the second cooling element is transparent at least for the conversion radiation.
  • the second cooling element may be at least partially transparent to the excitation radiation.
  • Lighting arrangement that uses the conversion unit, very compact and without moving parts form, for example, without fluorescent wheel.
  • the conversion element can the
  • the first and the second cooling element may, for example, be connected to one another outside the conversion element.
  • the connection can be made, for example, with the aid of a connecting means, which ensures a particularly good thermal coupling between the two cooling elements.
  • the two cooling elements can be soldered to each other. That the two cooling elements "outside" the conversion element are connected to each other, can
  • the two cooling elements centered between the two cooling elements is arranged so that it is not in physical contact with the cooling elements on at least one edge of the cooling elements, and that the two cooling elements are connected to just that edge with each other.
  • at least one of the two cooling elements may comprise sapphire. This can contribute to a particularly good heat dissipation.
  • the two cooling elements may comprise sapphire. This can contribute to a particularly good heat dissipation.
  • the conversion unit may comprise a first reflection layer, which is designed to provide a reflection of the
  • the conversion unit may comprise a second reflection layer, which is designed to amplify a reflection of unconverted excitation radiation of the excitation beam back to the conversion element.
  • the first antireflection layer may cause a large portion of the excitation radiation to be incident on the
  • the first reflective layer may cause the
  • Conversion radiation does not pass back through the first cooling element in the direction of the radiation source, which contributes to a high yield of conversion light. This contributes to an efficient use of the conversion element and the phosphors contained therein.
  • Antireflection layer can cause the largest possible proportion of the conversion radiation in the direction away from the conversion element passes through the second cooling element, which contributes to a high yield of conversion radiation.
  • the second reflective layer may be a mixture of in
  • conversion radiation contribute a predetermined wavelength range and / or a predetermined color, in particular illumination light of the color that emit the phosphors.
  • the second reflection layer can contribute to the fact that already passed through the conversion element and unconverted
  • first or second reflection layers or antireflection layers may be provided and / or one of the reflection layers and one of the antireflection layers may be combined in one layer.
  • further or fewer, in particular only individual layers can be provided.
  • it can be provided, for example, for targeted color mixing, that at least part of unconverted excitation radiation is the
  • Conversion unit in the direction away from the radiation source leaves and mixes with the conversion radiation, which can be achieved, for example, that is dispensed with the second reflective layer or that the second reflective layer at least partially transparent to the
  • the antireflection layers and the reflective layers can also be used as optical
  • the optical layers contribute to an optimized use of the conversion element and thus to an optimized conversion of the
  • Reflection layer for example, in or on the first cooling element or on the first side of the Conversion element to be formed.
  • the second antireflection layer and / or the second reflection layer can be formed, for example, in or on the second cooling element or on the second side of the conversion element.
  • At least one of the first and second cooling elements may include one or more
  • the spacers may additionally or alternatively to the solder joint represent a coupling between the two cooling elements and thus contribute to a good heat dissipation.
  • Conversion element are formed so that initially a thickness of the conversion element is greater than a height of the spacers. Then the conversion element can be placed on one of the two heat sinks and covered by the other heat sink. Then the two heat sinks are like that
  • Cooling elements and the conversion element can be realized for example via the pressed conversion element.
  • a laser assembly includes a radiation source that generates an excitation beam.
  • the laser arrangement has one of
  • the conversion unit can
  • the conversion unit is arranged so that the first cooling element of the conversion unit in the beam direction of the excitation beam between the conversion element of Conversion unit and the radiation source is arranged and that the conversion element at least partially converts the excitation radiation of the excitation beam and
  • Amount of energy can be introduced into the conversion element, and that the laser assembly using the conversion unit can be made very compact and without moving parts.
  • a beam splitter for separating the excitation beam from the conversion radiation can be dispensed with.
  • the laser arrangement allows a higher luminance, a smaller emitting area and thus a smaller etendue.
  • the radiation source is for example a
  • Laser radiation source such as a laser diode, for example, generates blue laser light.
  • the radiation source can also generate UV radiation, for example.
  • the conversion element has, for example, a phosphorescent or fluorescent phosphor, for example a green and / or a red
  • the excitation radiation may also be, for example, ultraviolet radiation or even corpuscular radiation, for example an electron or ion beam, but laser radiation or LED light is preferred.
  • the excitation radiation is not necessarily limited to a specific spectral range; it can
  • the radiation sources can be designed to be operated with, for example, a substantially constant power or else pulsed.
  • the used phosphor can in different ways.
  • Embodiments be a phosphor mixture which comprises a mixture of different phosphors, whereby, for example, light can be generated, which combines several different colors, whereby
  • white conversion light can be generated.
  • Suitable phosphors are known in the art.
  • the laser arrangement may comprise a substrate on which the radiation source is arranged so that a directional component of the excitation beam emerging from the radiation source is parallel to a surface of the substrate.
  • Laser arrangement comprise a deflecting element
  • Excitation beam deflects to the conversion unit so that a direction component of the deflected excitation beam is perpendicular to a surface of the substrate. This can contribute to a particularly compact design of the laser arrangement.
  • the deflection can, for example, a
  • the laser arrangement may comprise two or more radiation sources which are located on the Substrate are arranged and each generate an excitation beam.
  • the laser arrangement may comprise two or more conversion elements which
  • the laser arrangement may comprise two or more deflection elements which are located on the substrate
  • Lighting arrangement form particularly compact, in which without moving parts by selective
  • the radiation sources may be arranged so that their non-deflected excitation rays form a star shape. This can contribute to a particularly compact design of the laser arrangement.
  • two or more conversion elements may be interposed between the first and the second
  • Cooling element to be arranged a conversion unit. This can lead to a particularly compact design
  • the laser arrangement may comprise two or more conversion units each having a first and a second cooling element and a respective conversion element arranged therebetween. This can lead to a particularly good heat dissipation, for example in the case of several
  • the laser arrangement may comprise a housing in which the radiation source and the deflection element are arranged.
  • the housing may have an opening which is closed by the conversion unit.
  • the first cooling element is the
  • the laser arrangement may comprise a first lens which focuses or collimates the excitation beam emerging from the radiation source.
  • the laser arrangement can have a second lens, which emerges from the conversion unit
  • Illumination arrangement one, two or more laser assemblies and an optical combining unit for combining the conversion radiation of the laser assemblies on. This can easily contribute to a lighting arrangement
  • the laser arrangements may, for example, have the above-described laser arrangement.
  • the ⁇ is a ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • Excitation radiation for example blue light
  • a method for producing a conversion unit wherein a conversion element having a first side and a second side facing away from the first side and being adapted to a wavelength spectrum of
  • At the first side of the conversion element is coupled in physical contact with a first cooling element, and wherein the conversion element on the second side of the
  • Conversion element is coupled in physical contact with a second cooling element. This allows the
  • Conversion unit in a particularly simple manner.
  • the conversion unit, the conversion element, the first and / or the second cooling element may be, for example, the conversion unit described above, the conversion element described above or the first and the second cooling element described above.
  • Conversion unit are mounted in a last manufacturing step on the housing of the laser assembly. This can contribute to a compact and inexpensive construction and high flexibility.
  • a method for operating a laser arrangement in which an excitation beam is generated with the aid of a radiation source.
  • the laser arrangement can be, for example, the above-described laser arrangement.
  • the excitation beam is directed to a conversion unit arranged at a predetermined distance from the radiation source.
  • Cooling element of the conversion unit is with the
  • Excitation beam is illuminated.
  • a conversion element is formed with the passing through the first cooling element
  • Excitation beam illuminated.
  • a wavelength spectrum of Excitation radiation of the excitation beam is converted by means of the conversion element, whereby conversion radiation is generated.
  • the conversion unit, the conversion element, the first and / or the second cooling elements can
  • Figure 1 is a sectional view of an embodiment of a
  • Figure 2 shows an embodiment of a conversion unit of
  • Figure 3 is an exemplary principle sketch of
  • Figure 4 is a plan view of the laser assembly of Figure 1;
  • Figure 5 is a plan view of a housing of a
  • Figure 6 is a plan view of the laser assembly of Figure 5 without housing
  • Figure 7 is a sectional view through an embodiment
  • Figure 8 is a plan view of an embodiment of a laser assembly
  • Figure 9 shows an embodiment of a lighting arrangement
  • FIG. 10 is a flowchart of an embodiment of a
  • FIG. 11 is a flowchart of an embodiment of a
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a laser arrangement 10.
  • the laser arrangement 10 can be, for example, a component of a projector or a projector for generating light for optically displaying data on a screen.
  • the laser assembly 10 for the Nutzlichtermaschineung in applications such as film, data and video projection, entertainment, architectural lighting, the
  • the laser assembly 10 may be referred to as a wafer level package.
  • the laser assembly 10 has a substrate 20, the
  • the substrate 20 is, for example, a wafer or a part of a wafer.
  • a radiation source 22 light source, laser light source
  • the radiation source 22 may also be referred to as a pumping light source.
  • the radiation source 22 is electrically coupled to a contact 25 and can be supplied with power via the contact 25 and / or driven.
  • the radiation source 22 can
  • Laser radiation source may be, for example, a laser diode.
  • the laser diode can be a single or multi-mode
  • the laser diode may be a blue laser light emitting laser diode, the
  • a power of the radiation source 22 may be 50 mW to 5 W, for example.
  • the blue laser diode whose emission wavelengths for example in the spectral range of
  • the radiation source 22 is a UV (laser) radiation source, for example with an emission wavelength between 300 nm and 400 nm.
  • the holding body 24 may, for example, an insulator
  • Holding body 24 may, for example, a high
  • a first lens 26 is attached to the substrate 20 via a first lens mount 28.
  • the first lens 26 is, for example, a focusing lens or a collimating lens. Furthermore, one is
  • Deflection element for example, a deflection mirror 29 attached to the substrate 20.
  • the laser assembly 10 further includes a housing 30 having side walls 32 and a lid 34.
  • the side walls 32 may have a height of, for example, 1 to 10 mm,
  • the cover 34 and / or the side walls 32 may, for example, comprise or be formed from silicon and / or have a thickness of, for example, 2 to 5 mm, for example 3 mm.
  • the lid 34 has an opening 36 of the housing 30.
  • a second lens holder 38 can be arranged around the opening 36 and holds, for example, a second lens 39.
  • the second lens holder 38 may for example comprise plastic or be formed therefrom.
  • the second lens 39 may be, for example, a focusing lens or a collimating lens.
  • a conversion unit 40 is arranged between the opening 36, the lid 34 and the second lens 39.
  • the conversion unit 40 and / or the second lens holder 38 in conjunction with the second lens 39, the housing 30 gas or airtight
  • a negative pressure can be generated and / or in the housing 30 of the laser assembly 10, a predetermined gas can be enriched.
  • the substrate 20 is coupled on its side facing away from the housing 30 side, for example, with a metal plate 60 and / or heat sink.
  • the radiation source 22 generates excitation radiation
  • an excitation beam 50 for example a laser beam, for example a blue laser beam or a UV laser beam.
  • the excitation beam 50 is emitted by the radiation source 22 such that the direction in which the excitation beam 50 is emitted at least one
  • the excitation beam 50 lies in a plane which is parallel to the surface of the substrate 20.
  • the excitation beam 50 is focused onto the deflection mirror 29 with the aid of the first lens 26.
  • the excitation beam 50 may be collimated using the first lens 26.
  • the deflection mirror 29 directs the
  • Excitation beam 50 in the direction away from the surface of the substrate 20 so that a deflected excitation beam 52 is directed towards the conversion unit 40, wherein a
  • the deflected excitation beam 52 can have, for example at the level of the conversion unit 40, a beam diameter which covers as large a region as possible
  • the beam diameter can be up to 650 ym, for example. If one
  • the beam diameter is representative of a
  • the conversion unit 40 converts the excitation radiation of the deflected excitation beam 52 with respect to its wavelength, so that a
  • Conversion radiation 54 is formed, which inter alia from the Conversion unit 40 toward the second lens 39 exits and the second lens 39 penetrates.
  • the deflected non-converted excitation beam 52 has blue light and the conversion radiation 54 has red, green, yellow, or white light.
  • FIG. 2 shows a detailed view of the conversion unit 40 according to FIG. 1.
  • the conversion unit 40 has a
  • Conversion element 44 which has a first side on which a first cooling element 42 is arranged. On one of the first side opposite the second side of
  • a second cooling element 46 is arranged. In the beam direction of the deflected
  • Excitation beam 52 are first consecutively the first one
  • Cooling element 42, then the conversion element 44 and then the second cooling element 46 is arranged.
  • the first cooling element 42 is attached to the cover 34 via retaining means 49.
  • the second cooling element 46 is attached to the first cooling element 42 via spacers 48.
  • the conversion element 44 may be formed, for example, without a binder and / or, for example, as platelets and be applied to the first and / or second cooling element 42, 46.
  • the spacers 48 may be around the opening 36,
  • the spacers 48 may be single bodies, the
  • first or second cooling element 42, 46 For example, with the aid of solder and / or adhesive to the first or second cooling element 42, 46 are attached.
  • the spacers 48 may be integrally formed with and form part of the first or second heatsinks 42, 46.
  • the spacers 48 may include or consist of solder material or adhesive. A height of the spacers 48 may
  • Conversion unit 40 have a height that is less than the thickness of the conversion element 44, in which case during conversion of the conversion unit 40, the conversion element 44 is pressed together and laterally expands until the spacers 48 are in contact with the first heat sink 42 and the second heat sink 46, respectively.
  • the holding means 49 may be formed and / or arranged corresponding to the spacers 48. For example, the
  • Cooling element 42 may be formed.
  • a soldering material can be any soldering material.
  • the conversion element 44 has one or more
  • the conversion element 44 may consist of the phosphors, but the phosphors may also be embedded in a carrier material. Furthermore, the phosphors may be part of a phosphor mixture.
  • the phosphors can, for example, phosphorescent
  • the conversion element 44 may comprise phosphorus.
  • Phosphors are deflected by means of the
  • Excitation beam 52 excited energetically.
  • the phosphors emit light of one or more given colors. It therefore finds one
  • Conversion radiation 54 is generated. During conversion, the wavelengths of the excitation radiation are shifted to shorter or longer wavelengths.
  • the colors can be
  • the individual colors may, for example, have green, red or yellow light and / or the mixed colors may be mixed, for example, from green, red and / or yellow light and / or
  • blue light can be provided, for example by the
  • Conversion unit 40 is formed so that at least Partially unconverted excitation radiation
  • Laser assembly 10 leaves as a usable illumination light.
  • the single or mixed colors can be used with the help of
  • Conversion element 44 and the deflected excitation beam 52 are shown.
  • green, red and yellow can be displayed using blue laser light.
  • the UV laser light As a pump light, the
  • Phosphors are also chosen so that they represent red, green, blue and yellow.
  • the two cooling elements 42, 46 are preferably with
  • the physical contact causes a particularly good
  • Heatsink 42, 46 The good thermal contact contributes to a rapid removal of in the conversion element 44th
  • the cooling elements 42, 46 may comprise or be formed from sapphire, for example.
  • the two cooling elements 42, 46 may be sapphire platelets.
  • At least one of the two cooling elements 42, 46 may have the spacers 48. Furthermore, optionally the first
  • Cooling element 42, the holding means 49 have. The first
  • Cooling element 42 is at least partially for the
  • Radiation source 22 transparent.
  • the second cooling element 26 is at least partially for the conversion radiation
  • the second cooling element 26 may be transparent to unconverted excitation radiation.
  • Fig. 3 shows an exemplary schematic diagram of
  • the conversion unit 40 may include one or more optically active layers and / or
  • a first optical layer 41 may be formed on a surface of the first cooling element 42, which faces away from the conversion element 44 is.
  • the first optical layer 41 may, for example, be a first antireflection layer that prevents the unconverted deflected excitation beam 52 from being reflected back to the deflecting mirror 29 before it is reflected
  • the first optical layer 41 may also be formed as a first reflection layer, which serves to convert radiation 57, which in
  • a second optical layer 43 may be formed on the first side of the conversion element 44 facing the first cooling element 42 or on the side of the first cooling element 42 facing the conversion element 44.
  • the second optical layer 43 may, for example, in addition to or as an alternative to the first optical layer 41, be formed as a first antireflection layer, which prevents excitation radiation, in particular the
  • deflected excitation beam 52 is reflected back to the deflection mirror 29, before the phosphors in the
  • the second optical layer 43 may be formed as a first reflection layer, which transmits the conversion radiation 57, which is emitted towards the first cooling element 42, or the conversion radiation 58, which is in the second
  • Cooling element 46 is reflected in the direction toward the first cooling element 42, reflected towards the second cooling element 46. This can help to increase the efficiency of the conversion unit 40.
  • a third optical layer 45 may be formed on the second cooling element 46 facing the second side of the conversion element 44 or on the conversion element 44 facing side of the second cooling element 46.
  • the third optical layer 45 may be formed as a second reflective layer that causes excitation radiation that has passed through the conversion element 44 without being converted back to the non-converted excitation radiation 55
  • Conversion element 44 is reflected. This can help to minimize as little as possible or none at all
  • converted excitation radiation 56 leaves the laser assembly 10, whereby a mixture of conversion radiation 54 and unconverted excitation radiation 56 outside the conversion unit 40 is prevented. Alternatively or additionally, this may contribute to converting reflected unconverted excitation radiation 55 in the conversion element 44, thereby reducing efficiency of the
  • Conversion unit 40 is increased.
  • Antireflection layer can be formed, which causes as little or no conversion radiation 54 is reflected back towards the first cooling element 42, whereby the efficiency of the conversion unit 40 can be increased.
  • a fourth optical layer 47 may be formed on a side of the second cooling element 46 facing away from the conversion element 44.
  • the fourth optical layer 47 in addition or as an alternative to the third optical layer 45, may be, for example, second
  • Reflection layer be formed, which causes
  • Excitation radiation leaves the laser assembly 10, whereby a mixture of conversion radiation 54 and from the
  • Excitation radiation 56 is prevented and whereby a
  • Reflective layer may help to make reflected non-converted
  • Antireflection layer can be formed, which causes as little or no conversion radiation 54 is reflected back towards the first cooling element 42, whereby the efficiency of the conversion unit 40 can be increased.
  • the first and / or second optical layers 41, 43 may be used as the first antireflection layer for preventing the reflection of unconverted blue
  • Reflecting be formed by red conversion radiation.
  • Reflective layer for reflecting by the
  • the converted blue excitation radiation and / or be formed as a second anti-reflection layer to prevent the reflection of red conversion radiation.
  • one or more of the optical layers 41, 43, 45, 47 can be dispensed with. For example, on the second
  • Reflection layer be omitted or the second
  • Reflection layer can not be semitransparent for the converted excitation radiation 56 may be formed, whereby a targeted mixture of unconverted
  • Illumination light obtained by the targeted mixture of unconverted excitation radiation 56 and conversion radiation 54 may be advantageous, for example, when using a UV laser as the radiation source 22.
  • the second lens 39 is, for example, circular.
  • Conversion unit 40 and the conversion element 44 are formed in plan view, for example, square.
  • the laser arrangement 10 may include a first conversion unit 40a, a second conversion unit 40b, and / or a third conversion unit 40a
  • Conversion units 40a, 40b 40c has
  • Conversion element 44 for example, the first conversion unit 40a, a first conversion element 44a, the second conversion unit 40b, a second conversion element 44b and / or the third conversion unit 40c, a third conversion element 44c.
  • the first conversion unit 40a for example, the first conversion unit 40a, a first conversion element 44a, the second conversion unit 40b, a second conversion element 44b and / or the third conversion unit 40c, a third conversion element 44c.
  • Laser arrangement 10 only have a conversion unit 40 having a plurality of conversion elements 44a, 44b, 44c.
  • the different conversion elements 44a, 44b, 44c may, for example, have different phosphors or mixtures of phosphors, so that with the
  • red light can be generated with the first conversion element 44a and / or green light with the second conversion element 44b.
  • one of the conversion units 40a, 40b, 40c or one of the conversion elements 44a, 44b, 44c can be dispensed with, so that unconverted excitation radiation can be used as illumination light.
  • the third conversion unit 40c the third conversion unit 40c
  • Conversion element 44c are omitted, so that when using the blue laser diode as the radiation source 22 blue light, the laser assembly 10 through the third
  • Conversion unit 40c leaves. Using the blue light in conjunction with the red light from the first
  • Conversion unit 40a and the green light from the second conversion unit 40b can then be generated white illumination light.
  • FIG. 6 shows the laser arrangement 10 according to FIG. 5 in FIG.
  • the laser arrangement 10 has, corresponding to the first conversion unit 40, a first laser unit 61, corresponding to the second
  • the Conversion unit 40b Conversion unit 40b, a second laser unit 62 and corresponding to the third conversion unit 40c, a third laser unit 63 on.
  • the laser units 61, 62, 63 are arranged on the substrate 20.
  • the first laser unit 61 has a first radiation source 22a on a first holder body 24a, a first lens 26a of the first laser unit 61 on a first lens holder 28a of the first one
  • the first radiation source 22a generates a first one
  • Excitation beam 50a which focuses from the first lens 26a of the first laser unit 22a on the first deflection mirror 29a is deflected by the first deflecting mirror 29a toward the first conversion unit 40a.
  • the second laser unit 62 has a second radiation source 22b on a second holding body 24b, a first lens 26b of the second laser unit 62 on a first lens holder 28b of the second laser unit 62 and a second one
  • the second radiation source 22b generates a second excitation beam 50b, which from the first lens 26b of the second laser unit 22b to the second
  • Deflection mirror 29b is focused and the second
  • the third laser unit 63 has a third radiation source 22c on a third holding body 24c, a first lens 26c of the third laser unit 63 on a first lens holder 28c of the third laser unit 63 and a third one
  • the third radiation source 22c generates a third excitation beam 50c, which from the first lens 26c of the third laser unit 22c to the third
  • Conversion unit 40c is deflected.
  • the deflection mirrors 29a, 29b, 29c are, for example, designed and arranged such that the corresponding ones
  • deflected excitation beams 52 are substantially parallel to each other, wherein the first excitation beam 50a strikes the first conversion unit 40a after deflection, the second excitation beam 50b strikes the second conversion unit 40b after deflection and the third excitation beam 50c strikes the third conversion unit 40c after deflection.
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of the laser arrangement 10, in which the deflection mirrors 29a, 29b are formed and are arranged such that a first deflected excitation beam 52a and a second deflected excitation beam 52b are directed to a single conversion unit 40.
  • the two deflected excitation beams 52a, 52b can within the conversion unit 40 to the same or
  • FIG. 7 shows a first contact 25a which is electrically coupled to the first radiation source 22a and a second contact 25b which is connected to the second one
  • Radiation source 42b is electrically coupled.
  • the deflection mirrors 29a, 29b may be formed and arranged such that the first deflected excitation beam 52a and the second deflected excitation beam 52b are directed onto a plurality of conversion units 40a, 40b, 40c.
  • Fig. 8 shows a plan view of another
  • Embodiment of the laser assembly 10 for example, the laser assembly 10 according to Figure 7 without housing 30. Die
  • Laser arrangement 10 has, in addition to the first, second and third laser units 61, 62, 63, a fourth laser unit 64, a fifth laser unit 65, a sixth laser unit 66, a seventh laser unit 67 and / or an eighth laser unit 68.
  • the fourth, fifth, sixth, seventh and / or eighth laser unit 64, 65, 66, 67, 68 can be, for example, the first, second and third laser unit 61, 62, 63
  • the laser units 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68 may be star-shaped, for example
  • excitation beams 50 generated by the laser units 61 to 68 can form a star whose center is in plan view
  • the star-shaped arrangement of the laser units 61 to 68 can contribute to the fact that with the aid of the laser arrangement 10 a
  • FIG. 9 shows an embodiment of a
  • Illumination arrangement comprising a plurality of laser arrangements 10, for example a first laser arrangement 10a, a second laser arrangement 10b and / or a third laser arrangement 10c.
  • the first laser arrangement 10a generates a first conversion radiation 54a
  • the second laser arrangement 10b generates a second conversion radiation 54b
  • the third laser arrangement 10c generates a third one
  • Conversion radiation 54c Conversion radiation 54c.
  • a third unconverted excitation beam 54c can be generated.
  • a combining unit 105 combines the rays of the conversion radiation 54a, 54b, 54c and the unconverted third excitation beam 54c into a combined illumination beam 54d
  • the combined illumination beam 54d may, for example, be white (illumination) light
  • the illumination arrangement may comprise further or fewer laser arrangements 10.
  • Lighting arrangement makes it easy to
  • Illumination beams (illumination light) of different color and / or different radiant powers
  • FIG. 10 shows a flow chart of an embodiment of a method for producing a conversion unit.
  • the conversion unit may be, for example, one of the above-described conversion units 40.
  • a step S10 becomes a conversion element
  • the conversion element 44 provided, for example, the conversion element 44.
  • the second optical layer 43 and / or the third optical layer 45 may be applied to the conversion element 44 in step S10.
  • Conversion element 44 may for example in the form of a
  • a thickness of the wafer may be greater than a height of the spacers 48.
  • a first cooling element may be provided, for example the first cooling element 42.
  • the first and / or the second optical layer 41, 43 may be applied to the first cooling element 42.
  • the first cooling element 42 may at least partially comprise the spacers 48, the height of which may be smaller than the thickness of the conversion element 44, for example.
  • the first cooling element 42 is attached to the conversion element 44 with physical contact, for example by means of soldering, gluing and / or
  • the step S14 may be performed, for example, in a vacuum or at a negative pressure,
  • the third and / or the fourth optical layer 45, 47 may be applied to the second cooling element 46.
  • the second cooling element 42 may at least partially comprise the spacers 48, the height of which may be smaller than the thickness of the conversion element 44, for example.
  • the second cooling element 46 outside the conversion element 44 is attached to the first cooling element 42 in physical contact with the conversion element 44, for example by means of gluing, soldering and / or
  • step S16 can be carried out, for example, in a vacuum or under reduced pressure, for example in order to avoid trapped air.
  • 11 shows a flow diagram of an embodiment of a method for operating a laser arrangement
  • an excitation beam is generated, for example the excitation beam 50.
  • a first cooling element for example the excitation beam 50.
  • the first cooling element 42 with the aid of
  • Excitation beam 50, 52 transilluminated.
  • Excitation beam 50 is converted with respect to its wavelength, whereby conversion radiation 54 is generated, for example by means of the conversion element 44th
  • the second cooling element 46 from the
  • Conversion radiation 54 transilluminated The conversion radiation 54 passing through the second cooling element 46 can be used as illumination radiation or as illumination light of the laser arrangement 10 for different applications.
  • a lighting arrangement may comprise more or fewer laser arrangements 10.
  • the laser arrangements 10 may, for example, have more or fewer laser units 61, 62. each
  • Conversion unit 40 may be more or less
  • Emission light and / or emission light with predetermined color coordinates can be generated depending on the phosphors used and / or the excitation radiation used.

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Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Konversionseinheit bereitgestellt die ein Konversionselement und ein erstes und ein zweites Kühlelement aufweist. Das Konversionselement hat eine erste Seite und eine von der ersten Seite abgewandte zweite Seite und ist dazu ausgebildet, ein Wellenlängenspektrum eines auf das Konversionselement auftreffenden Anregungsstrahls zu konvertieren und so Konversionsstrahlung zu erzeugen. Das erste Kühlelement ist mit körperlichem Kontakt zu dem Konversionselement an der ersten Seite des Konversionselements angeordnet. Das zweite Kühlelement ist mit körperlichem Kontakt zu dem Konversionselement an der zweiten Seite des Konversionselements angeordnet.

Description

Beschreibung
Konversionseinheit, Laseranordnung, Beleuchtungsanordnung, Verfahren zum Herstellen einer Konversionseinheit und
Verfahren zum Betreiben einer Laseranordnung
Die Erfindung betrifft eine Konversionseinheit, die ein
Konversionselement aufweist, das eine erste Seite und eine von der ersten Seite abgewandte zweite Seite aufweist und das dazu ausgebildet ist, ein Wellenlängenspektrum eines auf das Konversionselement auftreffenden oder durch das
Konversionselement hindurch tretenden Anregungsstrahls einer Strahlungsquelle (Pumplichtquelle) zumindest teilweise zu konvertieren. Ferner betrifft die Erfindung eine
Laseranordnung mit einer Strahlungsquelle (Lichtquelle) , die einen Anregungsstrahl erzeugt, und mit einer von der
Strahlungsquelle in einem vorgegebenen Abstand angeordneten Konversionseinheit zum Konvertieren der Anregungsstrahlung des Anregungsstrahls bezüglich ihres Wellenlängenspektrums. Ferner betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsanordnung, ein Verfahren zum Herstellen einer Konversionseinheit und ein Verfahren zum Betreiben einer Laseranordnung.
Heutzutage werden regelmäßig Projektoren (Beamer) eingesetzt, um Daten optisch darzustellen. Ein derartiger Projektor projiziert die darzustellenden Daten in Form von einzelnen stehenden und/oder bewegten Bildern auf beispielsweise eine Leinwand. Es ist bekannt, bei einem herkömmlichen Projektor die nötige Anregungsstrahlung mit Hilfe einer konventionellen Entladungslampe zu erzeugen, also beispielsweise einer
Quecksilberdampf-Höchstdrucklampe . Neuerdings wird aber auch schon die LARP (Laser Activated Remote Phosphor) -Technologie eingesetzt. Bei dieser Technologie wird ein von der
Strahlungsquelle beabstandet angeordnetes Konversionselement, das Leuchtstoff aufweist oder daraus besteht mit
Anregungsstrahlung, insbesondere einem Anregungsstrahl
(Pumpstrahl, Pumplaserstrahl) bestrahlt. Die Anregungsstrahlung des Anregungsstrahls wird vom Leuchtstoff absorbiert und in eine Konversionsstrahlung
(Emissionsstrahlung) umgewandelt, deren Wellenlängen und somit spektralen Eigenschaften und/oder Farbe durch die Konversionseigenschaften des Leuchtstoffs bestimmt wird. Bei der Down-Konversion wird die Anregungsstrahlung der
Strahlungsquelle durch den bestrahlten Leuchtstoff in
Konversionsstrahlung mit längeren Wellenlängen als die
Anregungsstrahlung konvertiert. Beispielsweise kann so mit Hilfe des Konversionselements blaue Anregungsstrahlung
(blaues Laserlicht) in rote oder grüne Konversionsstrahlung (Konversionslicht, Beleuchtungslicht) konvertiert werden.
Die Anregungsstrahlung kann eine hohe Energiemenge in die Konversionseinheit einbringen, wodurch sich diese stark erwärmen kann. Dies kann zu einer Beschädigung des
Konversionselements und/oder der darin enthaltenen
Leuchtstoffe führen, die als Einzelleuchtstoff oder
Leuchtstoffgemisch vorliegen können. Außerdem treten bei mangelnder Kühlung des Leuchtstoffs Konversionsverluste aufgrund Effizienzminderung bedingt durch thermisches
Quenchen auf. Zum Vermeiden einer zu starken Erwärmung und zum Vermeiden der damit verbundenen möglichen Schäden des Konversionselements bzw. des Leuchtstoffs ist es bekannt, mehrere Konversionselemente auf einem Leuchtstoffrad (oft auch als Phosphorrad, Pumprad oder Farbrad bezeichnet) anzuordnen, das mit dem Anregungsstrahl bestrahlt wird, während es sich dreht. Aufgrund der Drehung werden
nacheinander unterschiedliche Konversionselemente und/oder Bereiche der Konversionselemente beleuchtet und somit die eingebrachte Lichtenergie flächenmäßig verteilt.
Bisher ist konzeptbedingt ein Miniaturisierungsgrad bei der LARP-Technologie beschränkt, da die Anordnung, die die
Strahlungsquelle (Pumplaser) und das Leuchtstoff-Rad
aufweist, viel Bauraum benötigt. Für unterschiedliche
Anwendungen ist jedoch ein kleiner Bauraum wünschenswert, beispielsweise im Bereich von Pico-Proj ektion, also bei klein dimensionierten mobilen Projektoren, und/oder von
miniaturisierten Projektionseinheiten bei der sogenannten Embedded-Proj ektion, bei der die Projektionseinheit
beispielsweise in ein Handy oder eine Kamera integriert ist. Wichtig dabei ist die thermische Anbindung des
Konversionselements, um eine Überhitzung und Schaden zu vermeiden . In verschiedenen Ausführungsformen werden eine
Konversionseinheit, eine Laseranordnung und eine
Beleuchtungsanordnung bereitgestellt, die beispielsweise kompakt und kostengünstig hergestellt werden können und/oder die das Erzeugen einer hohen Leuchtdichte ermöglichen.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein Verfahren zum Herstellen einer Konversionseinheit und ein Verfahren zum Betreiben einer Laseranordnung bereitgestellt, die eine kompakte und kostengünstige Bauweise der Laseranordnung ermöglichen und/oder durch die das Erzeugen einer hohen
Leuchtdichte möglich ist.
In verschiedenen Ausführungsformen weist eine
Konversionseinheit ein Konversionselement auf, das eine erste Seite und eine von der ersten Seite abgewandte zweite Seite aufweist. Das Konversionselement ist dazu ausgebildet, ein Wellenlängenspektrum von Anregungsstrahlung (Anregungslicht) eines auf das Konversionselement auftreffenden oder hindurch tretenden Anregungsstrahls zumindest teilweise zu
konvertieren und so Konversionsstrahlung (Konversionslicht, Emissionslicht) zu erzeugen. Ein erstes Kühlelement ist mit körperlichem Kontakt zu dem Konversionselement an der ersten Seite des Konversionselements angeordnet. Ein zweites
Kühlelement ist mit körperlichem Kontakt zu dem
Konversionselement an der zweiten Seite des
Konversionselements angeordnet. Das erste Kühlelement ist zumindest für die
Anregungsstrahlung des Anregungsstrahls und/oder für Licht einer Strahlungsquelle (Pumplichtquelle,
Anregungsstrahlungsquelle) transparent, die den
Anregungsstrahl erzeugt. Das zweite Kühlelement ist zumindest für die Konversionsstrahlung transparent. Darüber hinaus kann das zweite Kühlelement zumindest teilweise transparent für die Anregungsstrahlung sein. Die beiden Kühlelemente
ermöglichen, in das Konversionselement eingebrachte Energie, insbesondere Wärmeenergie, effizient von dem
Konversionselement weg zu führen. Dadurch ermöglicht die Konversionseinheit mit den beiden Kühlelementen einen relativ hohen Energieeintrag in das Konversionselement bei
ausreichender Wärmeabfuhr und damit bei ausreichender Kühlung des Konversionselements. Dies ermöglicht, eine
Beleuchtungsanordnung, die die Konversionseinheit nutzt, sehr kompakt und ohne bewegliche Teile auszubilden, beispielsweise ohne Leuchtstoff-Rad . Das Konversionselement kann die
Konversionsstrahlung in Richtung der Anregungsstrahlung oder dieser entgegengesetzt emittieren.
Das erste und das zweite Kühlelement können beispielsweise außerhalb des Konversionselements mit einander verbunden sein. Die Verbindung kann beispielsweise mit Hilfe eines Verbindungsmittels hergestellt sein, das eine besonders gute Wärmekopplung zwischen beiden Kühlelementen sicherstellt. Beispielsweise können die beiden Kühlelemente mit einander verlötet sein. Dass die beiden Kühlelemente „außerhalb" des Konversionselements miteinander verbunden sind, kann
beispielsweise bedeuten, dass das Konversionselement
zentriert zwischen den beiden Kühlelementen angeordnet ist, so dass es an zumindest je einem Rand der Kühlelemente nicht in körperlichem Kontakt mit den Kühlelementen ist, und dass die beiden Kühlelemente an eben jenem Rand mit einander verbunden sind. Beispielsweise kann zumindest eines der beiden Kühlelemente Saphir aufweisen. Dies kann zu einer besonders guten Wärmeabfuhr beitragen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die
Konversionseinheit eine erste Antireflexionsschicht
aufweisen, die dazu ausgebildet ist, eine Reflexion des nicht konvertierten Anregungsstrahls zurück zu der Strahlungsquelle zu verringern oder zu verhindern. Alternativ oder zusätzlich kann die Konversionseinheit eine erste Reflexionsschicht aufweisen, die dazu ausgebildet ist, eine Reflexion der
Konversionsstrahlung hin zu dem zweiten Kühlkörper zu
verstärken. Alternativ oder zusätzlich kann die
Konversionseinheit eine zweite Antireflexionsschicht
aufweisen, die dazu ausgebildet ist, eine Reflexion der
Konversionsstrahlung zurück zu dem Konversionselement zu verringern oder zu verhindern. Alternativ oder zusätzlich kann die Konversionseinheit eine zweite Reflexionsschicht aufweisen, die dazu ausgebildet ist, eine Reflexion von nicht konvertierter Anregungsstrahlung des Anregungsstrahls zurück zu dem Konversionselement zu verstärken. Die erste Antireflexionsschicht kann bewirken, dass ein großer Anteil der Anregungsstrahlung zu dem
Konversionselement gelangt, was zu einer effizienten
Konvertierung und Nutzung der Anregungsstrahlung beiträgt. Die erste Reflexionsschicht kann bewirken, dass die
Konversionsstrahlung nicht zurück durch das erste Kühlelement in Richtung zu der Strahlungsquelle tritt, was zu einer hohen Ausbeute an Konversionslicht beiträgt. Dies trägt zu einer effizienten Nutzung des Konversionselements und der darin enthaltenen Leuchtstoffe bei. Die zweite
Antireflexionsschicht kann bewirken, dass ein möglichst großer Anteil der Konversionsstrahlung in Richtung weg von dem Konversionselement durch das zweite Kühlelement tritt, was zu einer hohen Ausbeute an Konversionsstrahlung beiträgt. Die zweite Reflexionsschicht kann eine Mischung von in
Richtung weg von der Strahlungsquelle austretender
Konversionsstrahlung und nicht konvertierter
Anregungsstrahlung verringern oder verhindern und so zum Erzeugen von Konversionsstrahlung (Beleuchtungslicht) eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs und/oder einer vorgegebenen Farbe beitragen, insbesondere Beleuchtungslicht der Farbe, die die Leuchtstoffe emittieren. Außerdem kann die zweite Reflexionsschicht dazu beitragen, dass bereits durch das Konversionselement getretene und nicht konvertierte
Anregungsstrahlung zurück zu dem Konversionselement
reflektiert wird, in dem sie dann konvertiert werden kann, was zu einer hohen Ausbeute an Konversionsstrahlung beitragen kann.
Zusätzlich können beispielsweise weitere erste oder zweite Reflexionsschichten oder Antireflexionsschichten vorgesehen sein und/oder es können eine der Reflexionsschichten und eine der Antireflexionsschichten in einer Schicht vereinigt sein. Ferner können weitere oder weniger, insbesondere nur einzelne der Schichten vorgesehen sein. Ferner kann beispielsweise zur gezielten Farbmischung vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil von nicht konvertierter Anregungsstrahlung die
Konversionseinheit in Richtung weg von der Strahlungsquelle verlässt und sich mit der Konversionsstrahlung vermischt, was beispielsweise dadurch erreicht werden kann, dass auf die zweite Reflexionsschicht verzichtet wird oder dass die zweite Reflexionsschicht zumindest teildurchlässig für die
Anregungsstrahlung ausgebildet wird. Dies kann dazu
beitragen, beispielsweise weißes Beleuchtungslicht durch Mischung von nicht konvertierter Anregungsstrahlung mit
Konversionsstrahlung zu erzeugen. Die Antireflexionsschichten und die Reflexionsschichten können auch als optische
Schichten bezeichnet werden. Die optischen Schichten tragen zu einer optimierten Nutzung des Konversionselements und damit zu einer optimierten Konvertierung der
Anregungsstrahlung bei. Die erste Antireflexionsschicht und/oder die erste
Reflexionsschicht können beispielsweise in oder auf dem ersten Kühlelement oder an der ersten Seite des Konversionselements ausgebildet sein. Die zweite Antireflexionsschicht und/oder die zweite Reflexionsschicht können beispielsweise in oder auf dem zweiten Kühlelement oder an der zweiten Seite des Konversionselements ausgebildet sein .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können zumindest das erste oder das zweite Kühlelement einen oder mehrere
Abstandshalter außerhalb des Konversionselements und/oder am Rand des entsprechenden Kühlelements aufweisen, über die ein körperlicher Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlelement hergestellt werden kann. Die Abstandshalter können zusätzlich oder alternativ zu der Lötverbindung eine Kopplung zwischen den beiden Kühlelementen darstellen und tragen so zu einer guten Wärmeabfuhr bei. In einem
Herstellungsprozess kann beispielsweise das
Konversionselement so ausgebildet werden, dass zunächst eine Dicke des Konversionselements größer ist als eine Höhe der Abstandshalter. Dann kann das Konversionselement auf einen der beiden Kühlkörper gelegt und von dem anderen Kühlkörper bedeckt werden. Dann werden die beiden Kühlkörper so
zusammengepresst , dass sich das Konversionselement zwischen den Abstandshaltern der Kühlelemente ausdehnt, bis die beiden Kühlelemente an den Abstandshaltern miteinander in Kontakt kommen. Die feste Verbindung zwischen den beiden
Kühlelementen und dem Konversionselement kann beispielsweise über das verpresste Konversionselement realisiert sein.
In verschiedenen Ausführungsformen weist eine Laseranordnung eine Strahlungsquelle auf, die einen Anregungsstrahl erzeugt. Außerdem weist die Laseranordnung eine von der
Strahlungsquelle in einem vorgegebenen Abstand angeordnete Konversionseinheit auf. Die Konversionseinheit kann
beispielsweise die vorstehend erläuterte Konversionseinheit sein. Die Konversionseinheit ist so angeordnet, dass das erste Kühlelement der Konversionseinheit in Strahlrichtung des Anregungsstrahls zwischen dem Konversionselement der Konversionseinheit und der Strahlungsquelle angeordnet ist und dass das Konversionselement die Anregungsstrahlung des Anregungsstrahls zumindest teilweise konvertiert und
insbesondere sein Wellenlängenspektrum verändert (Down- Konversion hin zu längeren Wellenlängen oder auch als Up- Konversion hin zu kürzeren Wellenlängen) .
Die Konversionseinheit mit den beiden Kühlelementen
ermöglicht, dass bei ausreichender Wärmeabfuhr und damit bei ausreichender Kühlung des Konversionselements eine hohe
Energiemenge in das Konversionselement eingebracht werden kann, und dass die Laseranordnung, die die Konversionseinheit nutzt, sehr kompakt und ohne bewegliche Teile ausgebildet werden kann. Außerdem kann auf einen Strahlteiler zum Trennen des Anregungsstrahls von der Konversionsstrahlung verzichtet werden. Ferner ermöglicht die Laseranordnung verglichen mit einer einzelnen Strahlungsquelle, beispielsweise einer einzelnen Laserdiode, eine höhere Leuchtdichte, eine kleinere emittierende Fläche bzw. Volumen und somit ein kleineres Etendue. Die Strahlungsquelle ist beispielsweise eine
Laserstrahlungsquelle, beispielsweise eine Laserdiode, die beispielsweise blaues Laserlicht erzeugt. Alternativ dazu kann die Strahlungsquelle beispielsweise auch UV-Strahlung erzeugen. Das Konversionselement weist beispielsweise einen phosphoreszierenden oder fluoreszierenden Leuchtstoff auf, beispielsweise einen grün und/oder einen rot
phosphoreszierenden Leuchtstoff.
Bei der Anregungsstrahlung (Pumplicht o. Pumpstrahlung) kann es sich beispielsweise auch um ultraviolette Strahlung oder sogar Korpuskularstrahlung handeln, etwa um einen Elektronenoder Ionenstrahl, bevorzugt ist jedoch Laserstrahlung oder LED-Licht. Die Anregungsstrahlung ist nicht zwingend auf einen bestimmten Spektralbereich begrenzt; es kann
beispielsweise im roten, grünen, blauen und/oder
ultravioletten Spektralbereich gepumpt werden, etwa durch eine entsprechende Strahlungsquelle (Pumplichtquelle) oder auch eine Kombination mehrerer Strahlungsquellen. Generell können die Strahlungsquellen dazu ausgelegt sein, mit beispielsweise im Wesentlichen konstanter Leistung oder aber auch gepulst betrieben zu werden.
Der verwendete Leuchtstoff kann in verschiedenen
Ausführungsbeispielen ein Leuchtstoffgemisch sein, welches eine Mischung aus verschiedenen Leuchtstoffen aufweist, wodurch beispielsweise Licht erzeugt werden kann, welches mehrere unterschiedliche Farben vereint, wodurch
beispielsweise weißes Konversionslicht erzeugt werden kann. Geeignete Leuchtstoffe sind im Stand der Technik bekannt.
Die Dicke des verwendeten Konversionselements mit den darin enthaltenen Leuchtstoffen bzw. dem darin enthaltenen
Leuchtstoffgemisch kann je nach Anforderung an die
Konversionsgüte im Sub-Millimeterbereich liegen,
beispielsweise im Bereich von 20 bis 500 ym oder aber im Millimeterbereich .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Laseranordnung ein Substrat aufweisen, auf dem die Strahlungsquelle so angeordnet ist, dass eine Richtungskomponente des aus der Strahlungsquelle austretenden Anregungsstrahls parallel zu einer Oberfläche des Substrats ist. Außerdem kann die
Laseranordnung ein Umlenkelement aufweisen, das den
Anregungsstrahl so zu der Konversionseinheit ablenkt, dass eine Richtungskomponente des abgelenkten Anregungsstrahls senkrecht auf einer Oberfläche des Substrats steht. Dies kann zu einer besonders kompakten Bauweise der Laseranordnung beitragen. Das Umlenkelement kann beispielsweise ein
Umlenkspiegel sein. Beispielsweise kann der abgelenkte
Anregungsstrahl senkrecht auf dem nicht abgelenkten
Anregungsstrahl stehen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Laseranordnung zwei oder mehr Strahlungsquellen aufweisen, die auf dem Substrat angeordnet sind und die je einen Anregungsstrahl erzeugen. Alternativ oder zusätzlich kann die Laseranordnung zwei oder mehr Konversionselemente aufweisen, die
Anregungsstrahlung eines oder mehrerer auf sie auftreffender Anregungsstrahlen konvertieren.
Alternativ oder zusätzlich kann die Laseranordnung zwei oder mehr Umlenkelemente aufweisen, die auf dem Substrat
angeordnet sind und die je einen der Anregungsstrahlen so zu den entsprechenden Konversionselementen umlenken, dass
Konversionsstrahlung unterschiedlicher Konversionselement zumindest teilweise zu einander parallele
Richtungskomponenten aufweist. Dies ermöglicht, eine
Beleuchtungsanordnung (LARP-Lichtquelle) besonders kompakt auszubilden, bei der ohne bewegte Teile durch selektives
Ansteuern der einzelnen Strahlungsquellen Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farbe erzeugt werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können bei der
Laseranordnung die Strahlungsquellen so angeordnet sein, dass deren nicht abgelenkte Anregungsstrahlen eine Sternform bilden. Dies kann zu einer besonders kompakten Bauweise der Laseranordnung beitragen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können zwei oder mehr Konversionselemente zwischen dem ersten und dem zweiten
Kühlelement der einen Konversionseinheit angeordnet sein. Dies kann zu einer besonders kompakten Bauweise,
beispielsweise bei mehreren Konversionselementen, beitragen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Laseranordnung zwei oder mehr Konversionseinheiten aufweisen, die jeweils ein erstes und ein zweites Kühlelement und je ein dazwischen angeordnetes Konversionselement aufweisen. Dies kann zu einer besonders guten Wärmeabfuhr beispielsweise bei mehreren
Konversionselementen beitragen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Laseranordnung ein Gehäuse aufweisen, in dem die Strahlungsquelle und das Umlenkelement angeordnet sind. Das Gehäuse kann eine Öffnung aufweisen, die von der Konversionseinheit verschlossen ist. Beispielsweise ist das erste Kühlelement der
Konversionseinheit an dem Gehäuse fest gelötet, was zu einem besonders guten Wärmeabtransport weg von dem
Konversionselement beiträgt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Laseranordnung eine erste Linse aufweisen, die den aus der Strahlungsquelle austretenden Anregungsstrahl fokussiert oder kollimiert.
Ferner kann die Laseranordnung eine zweite Linse aufweisen, die die aus der Konversionseinheit austretende
Konversionsstrahlung fokussiert oder kollimiert.
In verschiedenen Ausführungsformen weist eine
Beleuchtungsanordnung ein, zwei oder mehr Laseranordnungen und eine optische Vereinigungseinheit zum Vereinigen der Konversionsstrahlung der Laseranordnungen auf. Dies kann einfach dazu beitragen, eine Beleuchtungsanordnung
bereitzustellen, mit der das Erzeugen von Beleuchtungslicht mit unterschiedlichen Eigenschaften, beispielsweise
unterschiedlicher Farbe und/oder unterschiedlicher
Lichtleistung möglich ist. Die Laseranordnungen können beispielsweise die vorstehend erläuterte Laseranordnung aufweisen .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die
Beleuchtungsanordnung eine weitere Laseranordnung ohne
Konversionselement aufweisen, wobei nicht konvertierte
Anregungsstrahlung (beispielsweise blaues Licht) der weiteren Laseranordnung mit der Konversionsstrahlung der
Laseranordnungen vereinigt werden kann. Dies ermöglicht auf einfache Weise, die nicht konvertierte Anregungsstrahlung der Strahlungsquelle zum Darstellen der entsprechenden Farbe zu nutzen und/oder weißes Beleuchtungslicht zu erzeugen. In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen einer Konversionseinheit bereitgestellt, bei dem ein Konversionselement, das eine erste Seite und eine von der ersten Seite abgewandte zweite Seite aufweist und das dazu ausgebildet ist, ein Wellenlängenspektrum von
Anregungsstrahlung eines auf das Konversionselement
treffenden Anregungsstrahls zu konvertieren, an der ersten Seite des Konversionselements in körperlichem Kontakt mit einem ersten Kühlelement gekoppelt wird, und bei dem das Konversionselement an der zweiten Seite des
Konversionselements in körperlichem Kontakt mit einem zweiten Kühlelement gekoppelt wird. Dies ermöglicht, die
Konversionseinheit auf besonders einfache Weise herzustellen. Die Konversionseinheit, das Konversionselement, das erste und/oder das zweite Kühlelement können beispielsweise die vorstehend beschriebene Konversionseinheit, das vorstehend beschriebene Konversionselement bzw. das erste bzw. das zweite vorstehend beschriebene Kühlelement sein.
Beim Herstellen der Laseranordnung kann die
Konversionseinheit in einem letzten Herstellungsschritt auf das Gehäuse der Laseranordnung montiert werden. Dies kann zu einer kompakten und kostengünstigen Bauweise und zu einer hohen Flexibilität beitragen.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Betreiben einer Laseranordnung bereitgestellt, bei dem mit Hilfe einer Strahlungsquelle ein Anregungsstrahl erzeugt wird. Die Laseranordnung kann beispielsweise die vorstehend erläuterte Laseranordnung sein. Der Anregungsstrahl wird auf eine von der Strahlungsquelle in einem vorgegebenen Abstand angeordnete Konversionseinheit gerichtet. Ein erstes
Kühlelement der Konversionseinheit wird mit dem
Anregungsstrahl durchleuchtet. Ein Konversionselement wird mit dem durch das erste Kühlelement hindurch tretenden
Anregungsstrahl beleuchtet. Ein Wellenlängenspektrum von Anregungsstrahlung des Anregungsstrahls wird mit Hilfe des Konversionselements konvertiert, wodurch Konversionsstrahlung erzeugt wird. Die Konversionseinheit, das Konversionselement, das erste und/oder das zweite Kühlelemente können
beispielsweise die vorstehend beschriebene
Konversionseinheit, das vorstehend beschriebene
Konversionselement und/oder das erste bzw. das zweite
vorstehend beschriebene Kühlelement sein. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer
Laseranordnung;
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer Konversionseinheit der
Laseranordnung gemäß Figur 1 ;
Figur 3 eine beispielhafte Prinzip-Skizze der
Konversionseinheit gemäß Figur 2 ;
Figur 4 eine Draufsicht auf die Laseranordnung gemäß Figur 1 ;
Figur 5 eine Draufsicht auf ein Gehäuse eines
Ausführungsbeispiels einer Laseranordnung;
Figur 6 eine Draufsicht auf die Laseranordnung gemäß Figur 5 ohne Gehäuse;
Figur 7 eine Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel
einer Laseranordnung; Figur 8 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer
Laseranordnung; Figur 9 ein Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsanordnung;
Figur 10 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines
Verfahrens zum Herstellen einer Konversionseinheit;
Figur 11 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines
Verfahrens zum Betreiben einer Laseranordnung.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser
Erfindung bilden und in denen zur Veranschaulichung
spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird
Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da
Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der
Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe
"verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Fig.l zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Laseranordnung 10. Die Laseranordnung 10 kann beispielsweise Bestandteil eines Projektors oder eines Beamers zum Erzeugen von Licht zum optischen Darstellen von Daten auf einer Leinwand sein.
Ferner kann die Laseranordnung 10 für die Nutzlichterzeugung in Anwendungen wie der Film-, Daten- und Videoprojektion, im Entertainmentbereich, der Architekturbeleuchtung, der
Allgemeinbeleuchtung, in der industriellen und medizinischen Beleuchtung, in Automobilscheinwerfern, oder in der
medizinischen Diagnostik und Therapie verwendet werden. Die Laseranordnung 10 kann beispielsweise als Wafer-Level-Package bezeichnet werden.
Die Laseranordnung 10 weist ein Substrat 20 auf, das
beispielsweise Silizium aufweist oder daraus gebildet ist. Das Substrat 20 ist beispielsweise ein Wafer oder ein Teil eines Wafers . Auf dem Substrat 20 ist eine Strahlungsquelle 22 (Lichtquelle, Laserlichtquelle) mit Hilfe eines
Haltekörpers 24 befestigt. Die Strahlungsquelle 22 kann auch als Pumplichtquelle bezeichnet werden. Die Strahlungsquelle 22 ist elektrisch mit einem Kontakt 25 gekoppelt und kann über den Kontakt 25 mit Strom versorgt werden und/oder angesteuert werden. Die Strahlungsquelle 22 kann
beispielsweise eine Laserstrahlungsquelle sein. Die
Laserstrahlungsquelle kann beispielsweise eine Laserdiode sein. Die Laserdiode kann eine Single- oder Multi-Mode
Laserdiode sein. Beispielsweise kann die Laserdiode eine blaues Laserlicht emittierende Laserdiode sein, die
nachfolgend auch als blaue Laserdiode bezeichnet wird. Eine Leistung der Strahlungsquelle 22 kann beispielsweise 50 mW bis 5 W sein. Alternativ zu der blauen Laserdiode, deren Emissionswellenlängen beispielsweise im Spektralbereich von
400 bis 480 nm liegen kann, kann als Strahlungsquelle 22 eine UV- (Laser- ) Strahlungsquelle verwendet werden, beispielsweise mit einer Emissionswellenlänge zwischen 300 nm und 400 nm. Der Haltekörper 24 kann beispielsweise einen Isolator
aufweisen und/oder als Wärmesenke ausgebildet sein. Der
Haltekörper 24 kann beispielsweise eine hohe
Wärmeleitfähigkeit aufweisen, beispielsweise 40 W/mK, und/oder Aluminium, Kupfer, Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid und/oder Silizium aufweisen. Eine erste Linse 26 ist über eine erste Linsen-Halterung 28 an dem Substrat 20 befestigt. Die erste Linse 26 ist beispielsweise eine Fokussierlinse oder eine Kollimationslinse . Des Weiteren ist ein
Umlenkelement, beispielsweise ein Umlenkspiegel 29 an dem Substrat 20 befestigt.
Die Laseranordnung 10 weist weiter ein Gehäuse 30 auf, das Seitenwände 32 und einen Deckel 34 aufweist. Die Seitenwände 32 können eine Höhe von beispielsweise 1 bis 10 mm,
beispielsweise 5 mm aufweisen. Der Deckel 34 und/oder die Seitenwände 32 können beispielsweise Silizium aufweisen oder daraus gebildet sein und/oder eine Dicke von beispielsweise 2 bis 5 mm, beispielsweise von 3 mm aufweisen. Der Deckel 34 weist eine Öffnung 36 des Gehäuses 30 auf. Um die Öffnung 36 herum kann beispielsweise eine zweite Linsen-Halterung 38 angeordnet sein, die beispielsweise eine zweite Linse 39 hält. Die zweite Linsen-Halterung 38 kann beispielsweise Kunststoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Die zweite Linse 39 kann beispielsweise eine Fokussierlinse oder eine Kollimationslinse sein. Zwischen der Öffnung 36, dem Deckel 34 und der zweiten Linse 39 ist eine Konversionseinheit 40 angeordnet. Beispielsweise können die Konversionseinheit 40 und/oder die zweite Linsen-Halterung 38 in Verbindung mit der zweiten Linse 39 das Gehäuse 30 gas- oder luftdicht
abschließen, so dass innerhalb der Laseranordnung 10 eine von der Umgebung unabhängige Atmosphäre geschaffen werden kann. Beispielsweise kann in der Laseranordnung 10 ein Unterdruck erzeugt werden und/oder in dem Gehäuse 30 der Laseranordnung 10 kann ein vorgegebenes Gas angereichert werden. Die
vorstehend genannten Elemente der Laseranordnung 10, die innerhalb des Gehäuses 30 angeordnet sind, sind beispielsweise jeweils selbst möglichst ausgasungsfrei ausgebildet und/oder möglichst ausgasungsfrei befestigt, beispielsweise gelötet oder geklebt. Das Substrat 20 ist an seiner von dem Gehäuse 30 abgewandten Seite beispielsweise mit einer Metallplatine 60 und/oder Wärmesenke gekoppelt.
Die Strahlungsquelle 22 erzeugt Anregungsstrahlung,
insbesondere einen Anregungsstrahl 50, beispielsweise einen Laserstrahl, beispielsweise einen blauen Laserstrahl oder einen UV-Laserstrahl. Der Anregungsstrahl 50 wird von der Strahlungsquelle 22 so emittiert, dass die Richtung, in die der Anregungsstrahl 50 emittiert wird, zumindest eine
Richtungskomponente hat, die parallel zu einer Oberfläche des Substrats 20 ist. Beispielsweise liegt der Anregungsstrahl 50 in einer Ebene, die parallel zu der Oberfläche des Substrats 20 ist. Der Anregungsstrahl 50 wird mit Hilfe der ersten Linse 26 auf den Umlenkspiegel 29 fokussiert. Alternativ dazu kann der Anregungsstrahl 50 mit Hilfe der ersten Linse 26 kollimiert werden. Der Umlenkspiegel 29 lenkt den
Anregungsstrahl 50 in Richtung weg von der Oberfläche des Substrats 20, so dass ein abgelenkter Anregungsstrahl 52 hin zu der Konversionseinheit 40 gelenkt wird, wobei eine
Richtungskomponente des abgelenkten Anregungsstrahls 52 beispielsweise senkrecht auf der Oberfläche des Substrats 20 steht. Der abgelenkte Anregungsstrahl 52 kann beispielsweise auf Höhe der Konversionseinheit 40 einen Strahldurchmesser haben, der einen möglichst großen Bereich der
Konversionseinheit 40 abdeckt. Der Strahldurchmesser kann beispielsweise bis zu 650 ym betragen. Falls eine
Querschnittsfläche des abgelenkten Anregungsstrahls 52 vollständig innerhalb der Konversionseinheit 40 liegt, so ist der Strahldurchmesser repräsentativ für einen
Konversionsradius. Die Konversionseinheit 40 konvertiert die Anregungsstrahlung des abgelenkten Anregungsstrahls 52 bezüglich ihrer Wellenlänge, so dass eine
Konversionsstrahlung 54 entsteht, die unter anderem aus der Konversionseinheit 40 in Richtung hin zu der zweiten Linse 39 austritt und die zweite Linse 39 durchdringt. Beispielsweise weist der abgelenkte nicht konvertierte Anregungsstrahl 52 blaues Licht auf und die Konversionsstrahlung 54 weist rotes, grünes, gelbes oder weißes Licht auf.
Fig. 2 zeigt eine Detailansicht der Konversionseinheit 40 gemäß Figur 1. Die Konversionseinheit 40 weist ein
Konversionselement 44 auf, das eine erste Seite aufweist, an der ein erstes Kühlelement 42 angeordnet ist. An einer der ersten Seite gegenüber liegenden zweiten Seite des
Konversionselementes 44 ist ein zweites Kühlelement 46 angeordnet. In Strahlrichtung des abgelenkten
Anregungsstrahls 52 sind nacheinander zuerst das erste
Kühlelement 42, dann das Konversionselement 44 und dann das zweite Kühlelement 46 angeordnet. Das erste Kühlelement 42 ist an dem Deckel 34 über Haltemittel 49 befestigt. Das zweite Kühlelement 46 ist an dem ersten Kühlelement 42 über Abstandshalter 48 befestigt. Das Konversionselement 44 kann beispielsweise ohne Bindemittel und/oder beispielsweise als Plättchen ausgebildet sein und auf dem ersten und/oder zweiten Kühlelement 42, 46 aufgebracht sein.
Die Abstandshalter 48 können um die Öffnung 36 herum,
beispielsweise vollständig um die Öffnung 36 herum verlaufen. Die Abstandshalter 48 können Einzelkörper sein, die
beispielsweise mit Hilfe von Lot und/oder Klebstoff an dem ersten oder zweiten Kühlelement 42, 46 befestigt sind.
Alternativ dazu können die Abstandshalter 48 einstückig mit dem ersten oder zweiten Kühlkörper 42, 46 ausgebildet sein und einen Teil von diesen bilden. Alternativ dazu können die Abstandshalter 48 Lotmaterial oder Klebstoff aufweisen oder daraus bestehen. Eine Höhe der Abstandshalter 48 kann
beispielsweise einer Dicke des Konversionselements 44
entsprechen oder auch geringer sein. Beispielsweise können die Abstandshalter 48 vor einer Montage der
Konversionseinheit 40 eine Höhe haben, die geringer ist als die Dicke des Konversionselements 44, wobei dann bei der Montage der Konversionseinheit 40 das Konversionselement 44 zusammen gedrückt wird und sich seitlich ausdehnt, bis die Abstandshalter 48 in Kontakt mit dem ersten Kühlkörper 42 bzw. dem zweiten Kühlkörper 46 sind. Die Haltemittel 49 können entsprechend den Abstandshaltern 48 ausgebildet und/oder angeordnet sein. Beispielsweise können die
Haltemittel 49 Lot und/oder Klebstoff aufweisen oder daraus gebildet sein, mit Hilfe von Lotmaterial und/oder Klebstoff an dem ersten Kühlkörper 42 und/oder dem Deckel 34 befestigt sein oder einstückig mit dem Deckel 34 oder dem ersten
Kühlelement 42 ausgebildet sein. Als Lotmaterial kann
beispielsweise AuSn verwendet werden. Das Konversionselement 44 weist einen oder mehrere
Leuchtstoffe auf. Das Konversionselement 44 kann aus den Leuchtstoffen bestehen, die Leuchtstoffe können jedoch auch in ein Trägermaterial eingebettet sein. Ferner können die Leuchtstoffe Bestandteil eines Leuchtstoffgemischs sein. Die Leuchtstoffe können beispielsweise phosphoriszierende
und/oder fluoriszierende Stoffe aufweisen. Beispielsweise kann das Konversionselement 44 Phosphor aufweisen. Die
Leuchtstoffe werden mit Hilfe des abgelenkten
Anregungsstrahls 52 energetisch angeregt. Beim nachfolgenden energetischen Abregen emittieren die Leuchtstoffe Licht einer oder mehrerer vorgegebener Farben. Es findet somit eine
Konversion der Anregungsstrahlung statt, wodurch die
Konversionsstrahlung 54 erzeugt wird. Bei der Konversion werden die Wellenlängen der Anregungsstrahlung zu kürzeren oder längeren Wellenlängen verschoben. Die Farben können
Einzelfarben oder Mischfarben sein. Die Einzelfarben können beispielsweise grünes, rotes oder gelbes Licht aufweisen und/oder die Mischfarben können beispielsweise aus grünem, rotem und/oder gelbem Licht gemischt sein und/oder
beispielsweise weißes Licht aufweisen. Zusätzlich kann blaues Licht bereitgestellt werden, beispielsweise indem die
Konversionseinheit 40 so ausgebildet wird, dass zumindest teilweise nicht konvertierte Anregungsstrahlung die
Laseranordnung 10 als nutzbares Beleuchtungslicht verlässt. Die Einzel- oder Mischfarben können mit Hilfe des
Konversionselements 44 und des abgelenkten Anregungsstrahls 52 dargestellt werden. Beispielsweise können grün, rot und gelb mit Hilfe von blauem Laserlicht dargestellt werden. Bei Verwendung des UV-Laserlichts als Pumplicht können die
Leuchtstoffe auch so gewählt werden, dass sie rot, grün, blau und gelb darstellen.
Die beiden Kühlelemente 42, 46 sind vorzugsweise mit
körperlichem Kontakt zu dem Konversionselement 44 angeordnet. Der körperliche Kontakt bewirkt eine besonders gute
Wärmekoppelung des Konversionselements 44 an die beiden
Kühlkörper 42, 46. Der gute thermische Kontakt trägt zu einem schnellen Abführen von in dem Konversionselement 44
entstehender Wärme hin zu den beiden Kühlelementen 42, 46 bei. Die Kühlelemente 42, 46 können beispielsweise Saphir aufweisen oder daraus gebildet sein. Insbesondere können die beiden Kühlelemente 42, 46 Saphir-Plättchen sein. Zumindest eines der beiden Kühlelemente 42, 46 kann die Abstandshalter 48 aufweisen. Des Weiteren kann optional das erste
Kühlelement 42 die Haltemittel 49 aufweisen. Das erste
Kühlelement 42 ist zumindest teilweise für den
Anregungsstrahl 50 und/oder für das Licht der
Strahlungsquelle 22 transparent. Das zweite Kühlelement 26 ist zumindest teilweise für die Konversionsstrahlung
transparent. Optional kann das zweite Kühlelement 26 für nicht konvertierte Anregungsstrahlung transparent sein.
Fig. 3 zeigt eine beispielhafte Prinzipskizze der
Konversionseinheit 40. Die Konversionseinheit 40 kann eine oder mehrere optisch wirksame Schichten und/oder
Beschichtungen aufweisen. Bei verschiedenen
Ausführungsbeispielen kann beispielsweise eine erste optische Schicht 41 auf einer Oberfläche des ersten Kühlelements 42 ausgebildet sein, die von dem Konversionselement 44 abgewandt ist. Die erste optische Schicht 41 kann beispielsweise eine erste Antireflexionsschicht sein, die verhindert, dass der nicht konvertierte abgelenkte Anregungsstrahl 52 zurück zu dem Umlenkspiegel 29 reflektiert wird, bevor er die
Leuchtstoffe in dem Konversionselement 44 anregt. Dies kann dazu beitragen, eine Effizienz der Konversionseinheit 40 zu erhöhen. Alternativ oder zusätzlich kann die erste optische Schicht 41 auch als eine erste Reflexionsschicht ausgebildet sein, die dazu dient, Konversionsstrahlung 57, die in
Richtung hin zu der ersten optischen Schicht 41 abgestrahlt wird, in Richtung hin zu dem zweiten Kühlelement 46 zu reflektieren, wodurch ebenfalls die Effizienz der
Konversionseinheit 40 erhöht werden kann. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen kann alternativ oder zusätzlich beispielsweise eine zweite optische Schicht 43 auf der dem ersten Kühlelement 42 zugewandten ersten Seite des Konversionselements 44 oder auf der dem Konversionselement 44 zugewandten Seite des ersten Kühlelements 42 ausgebildet sein. Die zweite optische Schicht 43 kann beispielsweise zusätzlich oder alternativ zu der ersten optischen Schicht 41 als eine erste Antireflexionsschicht ausgebildet sein, die verhindert, dass Anregungsstrahlung, insbesondere der
abgelenkte Anregungsstrahl 52 zurück zu dem Umlenkspiegel 29 reflektiert wird, bevor er die Leuchtstoffe in dem
Konversionselement 44 anregt. Dies kann dazu beitragen, eine Effizienz der Konversionseinheit 40 zu erhöhen. Die zweite optische Schicht 43 kann alternativ oder zusätzlich zu der ersten optischen Schicht 41 als eine erste Reflexionsschicht ausgebildet sein, die die Konversionsstrahlung 57, die in Richtung hin zu dem ersten Kühlelement 42 emittiert wird, oder die Konversionsstrahlung 58, die in dem zweiten
Kühlelement 46 in Richtung hin zu dem ersten Kühlelement 42 reflektiert wird, in Richtung hin zu dem zweiten Kühlelement 46 reflektiert. Dies kann dazu beitragen, eine Effizienz der Konversionseinheit 40 zu erhöhen. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zusätzlich oder alternativ beispielsweise eine dritte optische Schicht 45 auf der dem zweiten Kühlelement 46 zugewandten zweiten Seite des Konversionselements 44 oder auf der dem Konversionselement 44 zugewandten Seite des zweiten Kühlelements 46 ausgebildet sein. Die dritte optische Schicht 45 kann beispielsweise als eine zweite Reflexionsschicht ausgebildet sein, die bewirkt, dass Anregungsstrahlung, die durch das Konversionselement 44 hindurch getreten ist, ohne konvertiert zu werden, als nicht konvertierte Anregungsstrahlung 55 zurück zu dem
Konversionselement 44 reflektiert wird. Dies kann dazu beitragen, dass möglichst wenig oder gar keine nicht
konvertierte Anregungsstrahlung 56 die Laseranordnung 10 verlässt, wodurch eine Mischung von Konversionsstrahlung 54 und nicht konvertierter Anregungsstrahlung 56 außerhalb der Konversionseinheit 40 verhindert wird. Alternativ oder zusätzlich kann dies dazu beitragen, dass reflektierte nicht konvertierte Anregungsstrahlung 55 in dem Konversionselement 44 konvertiert wird, wodurch eine Effizienz der
Konversionseinheit 40 erhöht wird. Alternativ oder zusätzlich kann die dritte optische Schicht 45 als zweite
Antireflexionsschicht ausgebildet sein, die bewirkt, dass möglichst wenig oder gar keine Konversionsstrahlung 54 zurück in Richtung hin zu dem ersten Kühlelement 42 reflektiert wird, wodurch die Effizienz der Konversionseinheit 40 erhöht werden kann.
Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zusätzlich oder alternativ beispielsweise eine vierte optische Schicht 47 auf einer von dem Konversionselement 44 abgewandten Seite des zweiten Kühlelements 46 ausgebildet sein. Die vierte optische Schicht 47 kann zusätzlich oder alternativ zu der dritten optischen Schicht 45 beispielsweise als zweite
Reflexionsschicht ausgebildet sein, die bewirkt, dass
Anregungsstrahlung, die durch das Konversionselement 44 hindurch getreten ist, ohne konvertiert zu werden, als nicht konvertierte Anregungsstrahlung 55 zurück hin zu dem Konversionselement 44 reflektiert wird, wo sie dann
konvertiert werden kann. Dies kann dazu beitragen, dass möglichst wenig oder gar keine nicht konvertierte
Anregungsstrahlung die Laseranordnung 10 verlässt, wodurch eine Mischung von Konversionsstrahlung 54 und aus dem
Konversionselement 44 austretender nicht konvertierter
Anregungsstrahlung 56 verhindert wird und wodurch ein
Wirkungsgrad der Konversionseinheit 40 erhöht wird gegenüber einer Konversionseinheit 40 ohne entsprechende zweite
Reflexionsschicht. Alternativ oder zusätzlich kann dies dazu beitragen, dass reflektierte nicht konvertierte
Anregungsstrahlung 55 in dem Konversionselement 44
konvertiert wird, wodurch eine Effizienz der
Konversionseinheit 40 erhöht wird. Alternativ oder zusätzlich kann die vierte optische Schicht 47 als zweite
Antireflexionsschicht ausgebildet sein, die bewirkt, dass möglichst wenig oder gar keine Konversionsstrahlung 54 zurück in Richtung hin zu dem ersten Kühlelement 42 reflektiert wird, wodurch die Effizienz der Konversionseinheit 40 erhöht werden kann.
Beispielsweise können die erste und/oder die zweite optische Schicht 41, 43 als erste Antireflexionsschicht zum Verhindern der Reflexion der nicht konvertierten blauen
Anregungsstrahlung und/oder als erste Reflexionsschicht zum
Reflektieren von roter Konversionsstrahlung ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können beispielsweise die dritte und/oder die vierte optische Schicht 45, 47 als zweite
Reflexionsschicht zum Reflektieren von durch das
Konversionselement 44 hindurch getretener und nicht
konvertierter blauer Anregungsstrahlung und/oder als zweite Antireflexionsschicht zum Verhindern der Reflexion von roter Konversionsstrahlung ausgebildet sein. Alternativ dazu kann auf eine oder mehrere der optischen Schichten 41, 43, 45, 47 verzichtet werden. Beispielsweise kann auf die zweite
Reflexionsschicht verzichtet werden oder die zweite
Reflexionsschicht kann teildurchlässig für die nicht konvertierte Anregungsstrahlung 56 ausgebildet sein, wodurch gezielt eine Mischung von nicht konvertierter
Anregungsstrahlung 56 mit der Konversionsstrahlung 54
erreicht wird. Dies kann dazu beitragen weißes
Beleuchtungslicht durch die gezielte Mischung von nicht konvertierter Anregungsstrahlung 56 und Konversionsstrahlung 54 zu erhalten. Außerdem kann dies beispielsweise vorteilhaft sein, bei der Verwendung eines UV-Lasers als Strahlungsquelle 22.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Laseranordnung 10 gemäß Figur 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Linse 39 beispielsweise kreisförmig ausgebildet. Die
Konversionseinheit 40 und das Konversionselement 44 sind in Draufsicht beispielsweise quadratisch ausgebildet.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des Gehäuses 30 der Laseranordnung 10, bei dem die Laseranordnung 10 mehrere Konversionseinheiten 40 aufweist. Beispielsweise kann die Laseranordnung 10 eine erste Konversionseinheit 40a, eine zweite Konversionseinheit 40b und/oder eine dritte
Konversionseinheit 40c aufweisen. Jede der
Konversionseinheiten 40a, 40b 40c weist ein
Konversionselement 44 auf, beispielsweise weist die erste Konversionseinheit 40a ein erstes Konversionselement 44a, die zweite Konversionseinheit 40b ein zweites Konversionselement 44b und/oder die dritte Konversionseinheit 40c ein drittes Konversionselement 44c auf. Darüber hinaus kann die
Laseranordnung 10 eine zweite Linse 39a der ersten
Konversionseinheit 40a, eine zweite Linse 39b der zweiten Konversionseinheit 40b und/oder eine zweite Linse 39c der dritten Konversionseinheit 40c aufweisen. Alternativ dazu kann das in Figur 5 gezeigte Ausführungsbeispiel der
Laseranordnung 10 lediglich eine Konversionseinheit 40 aufweisen, die mehrere Konversionselemente 44a, 44b, 44c aufweist . Die unterschiedlichen Konversionselemente 44a, 44b, 44c können beispielsweise unterschiedliche Leuchtstoffe oder Leuchtstoffgemische aufweisen, so dass mit den
unterschiedlichen Konversionselementen 44a, 44b, 44c
entsprechend Licht unterschiedlicher Farben darstellbar ist. Beispielsweise kann mit dem ersten Konversionselement 44a rotes Licht und/oder mit dem zweiten Konversionselement 44b grünes Licht erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auf eine der Konversionseinheiten 40a, 40b, 40c oder auf eines der Konversionselemente 44a, 44b, 44c verzichtet werden, so dass nicht konvertierte Anregungsstrahlung als Beleuchtungslicht nutzbar ist. Beispielsweise kann bei der dritten Konversionseinheit 40c auf das dritte
Konversionselement 44c verzichtet werden, so dass bei der Verwendung der blauen Laserdiode als Strahlungsquelle 22 blaues Licht die Laseranordnung 10 durch die dritte
Konversionseinheit 40c verlässt. Mit Hilfe des blauen Lichts in Verbindung mit dem roten Licht aus der ersten
Konversionseinheit 40a und dem grünen Licht aus der zweiten Konversionseinheit 40b kann dann weißes Beleuchtungslicht erzeugt werden.
Fig. 6 zeigt die Laseranordnung 10 gemäß Figur 5 in
Draufsicht ohne Gehäuse 30. Die Laseranordnung 10 weist korrespondierend zu der ersten Konversionseinheit 40 eine erste Lasereinheit 61, korrespondierend zu der zweiten
Konversionseinheit 40b eine zweite Lasereinheit 62 und korrespondierend zu der dritten Konversionseinheit 40c eine dritte Lasereinheit 63 auf. Die Lasereinheiten 61, 62, 63 sind auf dem Substrat 20 angeordnet. Die erste Lasereinheit 61 weist eine erste Strahlungsquelle 22a auf einem ersten Haltekörper 24a, eine erste Linse 26a der ersten Lasereinheit 61 auf einer ersten Linsen-Halterung 28a der ersten
Lasereinheit 61 und einen ersten Umlenkspiegel 29a auf. Die erste Strahlungsquelle 22a erzeugt einen ersten
Anregungsstrahl 50a, der von der ersten Linse 26a der ersten Lasereinheit 22a auf den ersten Umlenkspiegel 29a fokussiert wird und von dem ersten Umlenkspiegel 29a in Richtung hin zu der ersten Konversionseinheit 40a abgelenkt wird.
Die zweite Lasereinheit 62 weist eine zweite Strahlungsquelle 22b auf einem zweiten Haltekörper 24b, eine erste Linse 26b der zweiten Lasereinheit 62 auf einer ersten Linsen-Halterung 28b der zweiten Lasereinheit 62 und einen zweiten
Umlenkspiegel 29b auf. Die zweite Strahlungsquelle 22b erzeugt einen zweiten Anregungsstrahl 50b, der von der ersten Linse 26b der zweiten Lasereinheit 22b auf den zweiten
Umlenkspiegel 29b fokussiert wird und von dem zweiten
Umlenkspiegel 29b in Richtung hin zu der zweiten
Konversionseinheit 40b abgelenkt wird. Die dritte Lasereinheit 63 weist eine dritte Strahlungsquelle 22c auf einem dritten Haltekörper 24c, eine erste Linse 26c der dritten Lasereinheit 63 auf einer ersten Linsen-Halterung 28c der dritten Lasereinheit 63 und einen dritten
Umlenkspiegel 29c auf. Die dritte Strahlungsquelle 22c erzeugt einen dritten Anregungsstrahl 50c, der von der ersten Linse 26c der dritten Lasereinheit 22c auf den dritten
Umlenkspiegel 29c fokussiert wird und von dem dritten
Umlenkspiegel 29c in Richtung hin zu der dritten
Konversionseinheit 40c abgelenkt wird.
Die Umlenkspiegel 29a, 29b, 29c sind beispielsweise so ausgebildet und angeordnet, dass die entsprechenden
abgelenkten Anregungsstrahlen 52 im Wesentlichen parallel zueinander sind, wobei der erste Anregungsstrahl 50a nach Ablenkung auf die erste Konversionseinheit 40a trifft, der zweite Anregungsstrahl 50b nach Ablenkung auf die zweite Konversionseinheit 40b trifft und der dritte Anregungsstrahl 50c nach Ablenkung auf die dritte Konversionseinheit 40c trifft.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Laseranordnung 10, bei dem die Umlenkspiegel 29a, 29b so ausgebildet und angeordnet sind, dass ein erster abgelenkter Anregungsstrahl 52a und ein zweiter abgelenkter Anregungsstrahl 52b auf eine einzelne Konversionseinheit 40 gelenkt werden. Die beiden abgelenkten Anregungsstrahlen 52a, 52b können innerhalb der Konversionseinheit 40 auf die gleichen oder auf
unterschiedliche Konversionselemente 44 gerichtet sein. Die derart gebündelten Anregungsstrahlen 52a, 52b können dazu beitragen, eine Lichtleistung der Laseranordnung 10 zu erhöhen. Ferner zeigt Figur 7 einen ersten Kontakt 25a, der mit der ersten Strahlungsquelle 22a elektrisch gekoppelt ist, und einen zweiten Kontakt 25b, der mit der zweiten
Strahlungsquelle 42b elektrisch gekoppelt ist. Alternativ dazu können die Umlenkspiegel 29a, 29b so ausgebildet und angeordnet sein, dass der erste abgelenkte Anregungsstrahl 52a und der zweite abgelenkte Anregungsstrahl 52b auf mehrere Konversionseinheiten 40a, 40b, 40c gelenkt werden.
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres
Ausführungsbeispiel der Laseranordnung 10, beispielsweise auf die Laseranordnung 10 gemäß Figur 7 ohne Gehäuse 30. Die
Laseranordnung 10 weist zusätzlich zu der ersten, zweiten und dritten Lasereinheit 61, 62, 63 eine vierte Lasereinheit 64, eine fünfte Lasereinheit 65, eine sechste Lasereinheit 66, eine siebte Lasereinheit 67 und/oder eine achte Lasereinheit 68 auf. Die vierte, fünfte, sechste, siebte und/oder achte Lasereinheit 64, 65, 66, 67, 68 können beispielsweise der ersten, zweiten und dritten Lasereinheit 61, 62, 63
entsprechend ausgebildet sein. Die Lasereinheiten 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68 können beispielsweise sternförmig
angeordnet sein. In anderen Worten können Anregungsstrahlen 50, die von den Lasereinheiten 61 bis 68 erzeugt werden, einen Stern bilden, dessen Mittelpunkt in Draufsicht
beispielsweise im Zentrum der zweiten Linse 39 liegt. Die sternförmige Anordnung der Lasereinheiten 61 bis 68 kann dazu beitragen, dass mit Hilfe der Laseranordnung 10 eine
besonders hohe Leuchtdichte und/oder Lichtleistung bei geringem Platzbedarf realisierbar sind. Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer
Beleuchtungsanordnung, die mehrere Laseranordnungen 10, beispielsweise eine erste Laseranordnung 10a, eine zweite Laseranordnung 10b und/oder eine dritte Laseranordnung 10c aufweist. Die erste Laseranordnung 10a erzeugt eine erste Konversionsstrahlung 54a, die zweite Laseranordnung 10b erzeugt einen zweite Konversionsstrahlung 54b und/oder die dritte Laseranordnung 10c erzeugt eine dritte
Konversionsstrahlung 54c. Alternativ dazu kann mit Hilfe der dritten Laseranordnung 10 ein dritter nicht konvertierter Anregungsstrahl 54c erzeugt werden. Eine Vereinigungseinheit 105 vereinigt die Strahlen der Konversionsstrahlung 54a, 54b, 54c bzw. den nicht konvertierten dritten Anregungsstrahl 54c zu einem vereinigten Beleuchtungsstrahl 54d
(Beleuchtungslichtstrahl) . Der vereinigte Beleuchtungsstrahl 54d kann beispielsweise weißes (Beleuchtungs- ) Licht
aufweisen. Alternativ dazu kann die Beleuchtungsanordnung weitere oder weniger Laseranordnungen 10 aufweisen. Die
Beleuchtungsanordnung ermöglicht auf einfache Weise,
Beleuchtungsstrahlen (Beleuchtungslicht) unterschiedlicher Farbe und/oder unterschiedlicher Strahlungsleistungen
miteinander zu kombinieren. Fig. 10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen einer Konversionseinheit. Die Konversionseinheit kann beispielsweise eine der vorstehend erläuterten Konversionseinheiten 40 sein. In einem Schritt S10 wird ein Konversionselement
bereitgestellt, beispielsweise das Konversionselement 44. Gegebenenfalls können in dem Schritt S10 die zweite optische Schicht 43 und/oder die dritte optische Schicht 45 auf das Konversionselement 44 aufgebracht werden. Das
Konversionselement 44 kann beispielsweise in Form eines
Plättchens bereitgestellt werden. Ferner kann eine Dicke des Plättchens größer sein als eine Höhe der Abstandshalter 48. In einem Schritt S12 kann ein erstes Kühlelement bereitgestellt werden, beispielsweise das erste Kühlelement 42. Gegebenenfalls können in dem Schritt S12 die erste und/oder die zweite optische Schicht 41, 43 auf das erste Kühlelement 42 aufgebracht werden. Optional kann das erste Kühlelement 42 zumindest teilweise die Abstandshalter 48 aufweisen, deren Höhe beispielsweise kleiner sein kann als die Dicke des Konversionselements 44.
In einem Schritt S14 wird das erste Kühlelement 42 mit körperlichem Kontakt an dem Konversionselement 44 befestigt, beispielsweise mittels Anlöten, Ankleben und/oder
Aufsprengen. Der Schritt S14 kann beispielsweise in einem Vakuum oder bei Unterdruck durchgeführt werden,
beispielsweise um Lufteinschlüsse zu vermeiden.
In einem Schritt S16 kann ein zweites Kühlelement
bereitgestellt werden, beispielsweise das zweite Kühlelement 46. Gegebenenfalls können in dem Schritt S16 die dritte und/oder die vierte optische Schicht 45, 47 auf das zweite Kühlelement 46 aufgebracht werden. Optional kann das zweite Kühlelement 42 zumindest teilweise die Abstandshalter 48 aufweisen, deren Höhe beispielsweise kleiner sein kann als die Dicke des Konversionselements 44.
In einem Schritt S18 wird das zweite Kühlelement 46 außerhalb des Konversionselements 44 mit körperlichem Kontakt zu dem Konversionselement 44 an dem ersten Kühlelement 42 befestigt, beispielsweise mittels ankleben, anlöten und/oder
aufsprengen. Falls die Höhe der Abstandshalter 48 geringer ist als die Dicke des Konversionselements 44, so wird das Konversionselement 44 zwischen den Kühlelementen 42, 46 eingepresst, wodurch sich das Konversionselement 44 seitlich ausdehnt. Der Schritt S16 kann beispielsweise in einem Vakuum oder bei Unterdruck durchgeführt werden, beispielsweise um Lufteinschlüsse zu vermeiden. Fig. 11 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer Laseranordnung,
beispielsweise einer der vorstehend erläuterten
Laseranordnungen 10.
In einem Schritt S20 wird ein Anregungsstrahl erzeugt, beispielsweise der Anregungsstrahl 50. In einem Schritt S22 wird ein erstes Kühlelement,
beispielsweise das erste Kühlelement 42, mit Hilfe des
Anregungsstrahls 50, 52 durchleuchtet.
In einem Schritt S24 wird die Anregungsstrahlung des
Anregungsstrahls 50 bezüglich ihrer Wellenlänge konvertiert, wodurch Konversionsstrahlung 54 erzeugt wird, beispielsweise mit Hilfe des Konversionselements 44.
In einem Schritt S26 wird ein zweites Kühlelement,
beispielsweise das zweite Kühlelement 46, von der
Konversionsstrahlung 54 durchleuchtet. Die durch das zweite Kühlelement 46 hindurch tretende Konversionsstrahlung 54 kann als Beleuchtungsstrahlung oder als Beleuchtungslicht der Laseranordnung 10 für unterschiedliche Anwendungen genutzt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann eine Beleuchtungsanordnung mehr oder weniger Laseranordnungen 10 aufweisen. Die Laseranordnungen 10 können beispielsweise mehr oder weniger Lasereinheiten 61, 62 aufweisen. Jede
Konversionseinheit 40 kann mehr oder weniger
Konversionselemente 44 aufweisen und es können zusätzliche oder weniger Farben mit Hilfe der Konversionselemente 44 erzeugt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist es also somit möglich, durch geeignete Wellenlängenumwandlung (Konversion) der Anregungsstrahlung mittels der Leuchtstoffe sowohl einfarbiges Emissionslicht (Konversionsstrahlung) als auch weißes, also breitbandiges , Emissionslicht zu erzeugen, wobe beispielsweise eine vorgegebene Farbtemperatur des
Emissionslichts und/oder Emissionslicht mit vorgegebenen Farbkoordinaten abhängig von den verwendeten Leuchtstoffen und/oder der verwendeten Anregungsstrahlung erzeugt werden kann .

Claims

Patentansprüche
Konversionseinheit (40), die aufweist
• ein Konversionselement (44) , das eine erste Seite und eine von der ersten Seite abgewandte zweite Seite aufweist und das dazu ausgebildet ist, ein Wellenlängenspektrum eines Anregungsstrahls (50, 52) zumindest teilweise zu konvertieren und so Konversionsstrahlung (54) zu erzeugen,
• ein erstes Kühlelement (42) , das mit körperlichem Kontakt zu dem Konversionselement (44) an der ersten Seite des Konversionselements (44) angeordnet ist, und
• ein zweites Kühlelement (46) , das mit körperlichem Kontakt zu dem Konversionselement (44) an der zweiten Seite des Konversionselements (44) angeordnet ist.
Konversionseinheit (40) nach Anspruch 1, aufweisend
• eine erste Antireflexionsschicht , die dazu ausgebildet ist, eine Reflexion des nicht konvertierten Anregungsstrahls (50, 52) zurück in Richtung weg von dem Konversionselement (44) zu verringern oder zu verhindern, und/oder
• eine erste Reflexionsschicht, die dazu ausgebildet ist, eine Reflexion der Konversionsstrahlung (54) hin zu dem zweiten Kühlelement (44) zu verstärken, und/oder
• eine zweite Antireflexionsschicht , die dazu ausgebildet ist, eine Reflexion der
Konversionsstrahlung (54) zurück zu dem ersten Kühlelement (46) zu verringern oder zu verhindern, und/oder
• eine zweite Reflexionsschicht, die dazu ausgebildet ist, eine Reflexion nicht konvertierter
Anregungsstrahlung des Anregungsstrahls (50, 52) zurück zu dem Konversionselement (44) zu
3. Konversionseinheit (40) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der zumindest das erste oder das zweite
Kühlelement (42, 46) einen Abstandshalter (48) außerhalb des Konversionselements (44) aufweist, über den ein körperlicher Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlelement
(42,46) besteht.
4. Laseranordnung (10) mit einer Strahlungsquelle (22), die einen Anregungsstrahl (50) erzeugt, und mit einer von der Strahlungsquelle (22) in einem vorgegebenen Abstand
angeordneten Konversionseinheit (40), die so angeordnet ist, dass ein erstes Kühlelement (42) der Konversionseinheit (44) in Strahlrichtung des Anregungsstrahls (50) zwischen dem Konversionselement (44) und der Strahlungsquelle (22) angeordnet ist und dass das Konversionselement (44) ein
Wellenlängenspektrum des Anregungsstrahls (50, 52)
konvertiert und so Konversionsstrahlung (54) erzeugt.
5. Laseranordnung (10) nach Anspruch 4, mit einem
Substrat (20) , auf dem die Strahlungsquelle (22) so angeordnet ist, dass eine Richtungskomponente des aus der
Strahlungsquelle (22) austretenden Anregungsstrahls (50) parallel zu einer Oberfläche des Substrats (20) ist, und mit einem Umlenkelement (29), das den Anregungsstrahl (50) so zu der Konversionseinheit (40) ablenkt, dass eine
Richtungskomponente des abgelenkten Anregungsstrahls (52) senkrecht auf einer Oberfläche des Substrats (20) steht.
Laseranordnung (10) nach Anspruch 5, aufweisend
• zwei oder mehr Strahlungsquellen (22a, 22b, 22c) , die auf dem Substrat (20) angeordnet sind und die je einen Anregungsstrahl (50a, 50b, 50c) erzeugen,
• zwei oder mehr Konversionselemente (44a, 44b, 44c) zwei oder mehr Umlenkelemente (29a, 29b, 29c), die auf dem Substrat (20) angeordnet sind und die je einen der Anregungsstrahlen (50a, 50b, 50c) so zu den entsprechenden Konversionselementen (44a, 44b, 44c) ablenken, dass abgelenkte Anregungsstrahlen (52) zu einander parallele Richtungskomponenten aufweisen, und
wobei die Konversionselemente (44a, 44b, 44c) die Anregungsstrahlung der auf sie treffenden abgelenkten Anregungsstrahlen (52) konvertieren.
7. Laseranordnung (10) nach Anspruch 6, bei der die
Strahlungsquellen (22a, 22b, 22c) so angeordnet sind, dass deren nicht abgelenkte Anregungsstrahlen (50a, 50b, 50c) eine Sternform bilden.
8. Laseranordnung (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei der die zwei oder mehr Konversionselemente (44a, 44b, 44c) zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlelement (42, 46) der einen Konversionseinheit (40) angeordnet sind.
9. Laseranordnung (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, die zwei oder mehr Konversionseinheiten (40a, 40b, 40c) aufweist, die jeweils ein erstes und ein zweites Kühlelement (42, 46) aufweisen, und bei der die zwei oder mehr
Konversionselemente (44a, 44b, 44c) zwischen je einem ersten und einem zweiten Kühlelement (42, 46) der entsprechenden Konversionseinheit (40a, 40b, 40c) angeordnet sind. 10. Laseranordnung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, die ein Gehäuse (30) aufweist, in dem die Strahlungsquelle (22) und das Umlenkelement (29) angeordnet sind und die eine Öffnung (36) aufweist, die von der Konversionseinheit (40) verschlossen ist.
11. Laseranordnung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, mit einer ersten Linse (26), die den aus der Strahlungsquelle (22) austretenden Anregungsstrahl (50) fokussiert oder kollimiert .
12. Beleuchtungsanordnung, die zwei oder mehr
Laseranordnungen (10a, 10b) und eine optische
Vereinigungseinheit (105) zum Vereinigen der
Konversionsstrahlung (54a, 54b) der Laseranordnungen (10a, 10b) aufweist. 13. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 12, die eine weitere Laseranordnung (10c) ohne Konversionselement (44) aufweist und die nicht konvertierte Anregungsstrahlung des
Anregungsstrahls (50, 52) der weiteren Laseranordnung (10c) mit der Konversionsstrahlung (54a, 54b) der Laseranordnungen (10a, 10b) vereinigt.
14. Verfahren zum Herstellen einer Konversionseinheit (44), bei dem ein Konversionselement (44), das eine erste Seite und eine von der ersten Seite abgewandte zweite Seite aufweist und das dazu ausgebildet ist, ein Wellenlängenspektrum eines durch das Konversionselement hindurch tretenden
Anregungsstrahls (50, 52) zu konvertieren und so
Konversionsstrahlung (54) zu erzeugen, an der ersten Seite des Konversionselements (44) in körperlichem Kontakt mit einem ersten Kühlelement (42) gekoppelt wird und bei dem das Konversionselement (44) an der zweiten Seite des
Konversionselements (44) in körperlichem Kontakt mit einem zweiten Kühlelement (46) gekoppelt wird. 15. Verfahren zum Betreiben einer Laseranordnung (10), bei dem
• mit Hilfe einer Strahlungsquelle (22) ein
Anregungsstrahl (50) erzeugt wird,
• der Anregungsstrahl (50) auf eine von der
Strahlungsquelle (22) in einem vorgegebenen Abstand angeordnete Konversionseinheit (40) gerichtet wird, ein erstes Kühlelement (42) der Konversionseinheit (44) mit dem Anregungsstrahl (50) durchleuchtet wird,
ein Konversionselement (44) mit dem durch das erste Kühlelement (42) hindurch tretenden Anregungsstrahl (50) beleuchtet wird, und
ein Wellenlängenspektrum von Anregungsstrahlung des Anregungsstrahls (50, 52) mit Hilfe des
Konversionselements (44) konvertiert wird und so Konversionsstrahlung (54) erzeugt wird.
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