WO2016012111A1 - Bestrahlungsvorrichtung mit einer pumpstrahlungsquelle - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an irradiation device having a pump radiation source for emitting pump radiation and a conversion element for the at least partial conversion of the pump radiation into longer-wave conversion radiation.
  • the conversion element can, for example, be used in conjunction with a laser as the pump radiation source and convert its short-wave and thus higher-energy pump radiation.
  • the pump radiation may be, for example, UV radiation or blue light, the wavelength of the conversion radiation is preferably in the visible spectral range.
  • a corresponding conversion element is also referred to as a phosphor element and can be arranged at a distance from the pump radiation source in a so-called remote phosphor arrangement. If the conversion / phosphor element is then irradiated with pump radiation during operation, it emits conversion radiation, for example visible radiation
  • Conversion light can be used for example as a light source ⁇ high luminance.
  • the present invention is the technical problem to provide a comparison with the prior art ⁇ advantageous exemplary irradiation device with pump radiation source and the conversion element.
  • an irradiation device having a pump radiation source for emitting pump radiation, a conversion element for at least partial conversion of the pump radiation into longer-wave conversion radiation, which conversion element has a conversion radiation emission surface, and a reflection surface which is at least partially reflective for the conversion radiation which falls a backscatter conversion radiation way which would the conversion element to one of the conversion-ray radiating set backscatter-emitting surface emits which Refle ⁇ xions Formation is curved concavely with respect to the conversion element, that at least the entire divergent in an area centroid of the backscattered radiation surface returned backscatter conversion radiation falls at a respective angle of incidence of the amount after a maximum of 20 ° on the reflection surface.
  • a pump radiation incident surface of the conversion element and the conversion radiation emission surface lie on opposite sides of the conversion element, so this is operated in transmission (see, for example, Fig. 1).
  • the pump radiation falls while the pump radiation input surface, and it is used the Toge ⁇ bene at the entge ⁇ gennewen conversion radiation emitting conversion radiation, such as a conversion of light for illumination.
  • conversion radiation such as a conversion of light for illumination.
  • the emission of the conversion radiation omnidirectional in principle (and thus "rearward”).
  • "Forward" for converting radiation emitting Desige ⁇ surrounded light may further for example, by scattering processes within the conversion element are deflected "backwards”.
  • conversion radiation is emitted not only at the conversion radiation emission surface but also at the pump radiation input surface.
  • the conversion element can also be operated in reflection, that is to say the pump radiation is irradiated on a pump radiation irradiation surface and the conversion radiation is removed from the same surface (used in the sense described above); the pump radiation irradiation surface is then equal to the conversion radiation emission surface. Also in this case, conversion radiation is emitted at a surface opposite the conversion radiation emitting surface for the reasons mentioned.
  • the opposite face of the conversion element, independent of operation in transmission or reflection of the conversion radiation emitting surface (from which the light is applied to the illumination) is referred to as a "backscatter emitting surface.”
  • the backscatter emitting surface In the case of operation in transmission, the backscatter emitting surface is at the same time a pumping radiation input surface in the case of the operation in reflection it is the pumping radiation input surface opposite to. in any event, to put it simply on the backscattered radiation surface conversion radiation in the wrong direction given. Therefore, the reflection surface is vorgese ⁇ hen to increase the proportion of the "forward" output conversion radiation to increase.
  • the term “backscatter conversion radiation” refers to the part of the conversion radiation emitted at the backscatter emission surface that falls on the reflection surface.
  • the backscatter conversion radiation then has a directional component to the front, that is to say that the portion of the conversion radiation emitted towards the front is increased.
  • "Forward” means with a directional component along a normal to the conversion radiation emitting surface, “backwards” with an opposite directional component (equal in transmission and reflection).
  • the Ref ⁇ lexions slaughter is when operating in transmission forthcoming Trains t a dichroic layer which is transmissive for the Pumpstrah ⁇ lung, but reflects the conversion radiation.
  • This dichroic layer is then preferably ⁇ provided on a the conversion element with respect to the pump radiation upstream lens.
  • the pump radiation source starting the Pumpstrah ⁇ lung thus penetrated then the lens and the reflection layer and falls on the pumping radiation input surface. In the set counter ⁇ this is the not mittiert trans- at this given backscatter conversion radiation at the reflective surface but reflected, at least broadly.
  • the reflecting surface is now such a concave curvature that at ⁇ least the middle of the pumping radiation input surface diver ⁇ gent (ie in different solid angle) given backscatter-conversion radiation at angles of incidence is incident on the reflecting surface that the amount to at most 20 °, in this order increasingly preferably at most 15 °, 10 °, 5 and 3 °, respectively.
  • the amount ie an amount function of the angle of incidence (the absolute amount).
  • the "angle of incidence” is taken to be the smallest angle Zvi ⁇ rule of each incident beam and a respective surface normal to the input surface Pumpstrahlungs- in the respective point of incidence; it in other words, is a substantially perpendicular incidence (parallel to the respective surface normal, incidence angle of 0 °) of the backscattering
  • Conversion radiation on the reflection surface preferred (both in operation in transmission and in reflection).
  • the reflection surface is concavely curved "with respect to" the convergence ⁇ sion element, that is seen by the conversion element is made by the conversion element away arched (from the edge of the reflecting surface to the inside as possible).
  • the curvature decreases not only an average of the A ⁇ angle of incidence, but also In comparison, for example, in the case of a planar reflection surface oriented parallel to the backscatter emission surface, the backscatter conversion radiation would be at all incidence angles between 0 ° and, for example, 70 °
  • a dichroic reflection layer which is constructed in ⁇ example, as a dielectric multilayer system, for example, be optimized for vertical radiation incidence (angle of incidence of 0 °) out. moves now with increasing angle of incidence, the reflection ⁇ window, conversion ⁇ radiation can be transmitted, for example, inadvertently, which deteriorates the efficiency.
  • the variance of the input angle of incidence is decreased, may impinge at the respective reflection surface geeig ⁇ Neten incidence angles corresponding to more radiation.
  • a corresponding concave curvature which also reflects the pump radiation also referred to as "Vollveraptung”
  • This is mög ⁇ Lich one hand, in an operation (of the conversion element) in reflection.
  • the concave curvature can then also offer advantages, for example with respect to a reflection of backscatter pump radiation, that is to say unconverted pump radiation re-emitted at the backscatter emission surface.
  • the backscatter pump radiation can be emitted divergently at the backscatter emission surface of the backscatter conversion radiation, for example also Lambertsch.
  • a curved Reflection ⁇ onsstal the backscatter pumping radiation impinges on accordingly approximately perpendicular. There and Return path are thus approximately identical, the backscatter pump radiation is thus guided back to the conversion element, which then increase the total converted proportion and thus improve the efficiency.
  • the concave curvature also generally, so ⁇ well in the case of a dichroic reflection layer as well as in a Vollveraptung, even when returning the backscatter conversion radiation offer an advantage.
  • backscatter-conversion radiation With the substantially vertical incidence of backscatter-conversion radiation round trip coincide approximately, that hits a good part of the re ⁇ inflected backscatter radiation conversion to the backscattered radiation surface. Then interspersed these backscatter radiation conversion, the conversion element, it can be used this downstream together with the originally delivered to the conversion radiation emitting convergence ⁇ sion radiation. An optics downstream of the conversion element does not therefore have to take account of backscatter conversion radiation passed by, for example, "in addition to" the conversion element.
  • the conversion radiation emitting surface may preferably have an optical system for "collecting" the there to Matte ⁇ NEN conversion radiation to be assigned, such as an imaging optical system such as a lens or a reflector, or a non-imaging optics, as in ⁇ play, a Compound Parabolic Concentrator (CPC) In the case of the operation (of the conversion element) in reflection, this optics or a part thereof may be preferred. at the same time lead the pump radiation to the conversion element.
  • an optical system for "collecting" the there togebe ⁇ NEN conversion radiation to be assigned such as an imaging optical system such as a lens or a reflector, or a non-imaging optics, as in ⁇ play, a Compound Parabolic Concentrator (CPC)
  • CPC Compound Parabolic Concentrator
  • the incident angle condition refers to the centroid, so it can, for example, at a distance to the surface centroid toge ⁇ bene backscatter conversion radiation also meet with a (slightly) more varying angle of incidence on the reflection ⁇ ons Design.
  • a flat reflective surface is an optimization in loading but train on the centroid of the incident angle ⁇ variance for distance reduces the centroid from ⁇ given backscatter conversion radiation.
  • the "centroid" may correspond to the intersection of the diagonals or in the case of a circular backscatter radiating the circle center ⁇ point, for example, in Favor ⁇ th case of a rectangular backscatter radiation surface.
  • ⁇ point for example, in Favor ⁇ th case of a rectangular backscatter radiation surface.
  • the reflecting surface is such a concave curvature that at least 80%, preferably at least 90%, particularly preferably falling at least 95%, of the total backscatter-conversion radiation at an incident angle to the reflection surface of the Be ⁇ support by no more than 20 ° is (in terms of The preferred maximum incident angle is referred to the above disclosure).
  • the curvature is optimized according to the total backscatter emission surface out the variance of the angle of incidence is reduced a total of, thus also for a distance from the surfaces ⁇ focus emitted backscatter conversion radiation.
  • the conversion element is Betrie ⁇ ben in transmission at a preferred exporting ⁇ approximate shape, so the backscattered radiation surface then equal to the pumping radiation input surface (the useful
  • Backscatter radiation surface is also to be understood as meaning pump radiation irradiation surface, as far as operation is generally referred to as transmission / reflection, this refers in its entire disclosure to the conversion element, that is, to it Which side of the Nutz conversion radiation is dissipated.
  • a lens between the pump radiation source and the Kon ⁇ version element is preferably arranged, which lens has the reflection surface ⁇ ; It can thus for example, a dense roitician coating on the entrance or exit surface of the lens ⁇ be provided.
  • the lens with the reflective surface is "between" the pump radiation source and the conversion element angeord ⁇ net, which refers to the path of the pump radiation. If the pump radiation path, for example, deflected by a mirror, the extent between Pumpstrahlungsquel- Le and conversion element arranged lens also outside ⁇ half a (geometric) connecting line of pump radiation source to conversion element lie.
  • the "Lin ⁇ se” is in its volume, apart from the reflection surface if necessary, for pumping and conversion ⁇ radiation transmissive body, preferably at least the pump radiation inlet surface or the Austrittsflä ⁇ che is curved, preferably both curved (see.
  • the lens is provided and arranged such that it focuses the pumping radiation onto the conversion element, preferably on the pump radiation irradiation surface, in other words, the lens has a positive focal length and is the pumping radiation
  • the pump radiation can not collide with the lens in a collimated manner, for example in the case of a plano-convex lens onto which focused pump radiation falls (see below) "is under this open ⁇ barung the entire Sofl Designated area of the conversion element through which the pump radiation enters, so not only the area of the pumped radiation radiated by it.
  • the pumping radiation input surface may thus for example be a rectangular side surface of the cuboid, and in the case of a cylindrical Konversionsele ⁇ ments for example, the circular base of the Zy ⁇ Linders.
  • an optically effective gas volume is arranged between the reflection surface and the conversion element, for example an inert gas volume or preferably an air space. This applies preferably in the case of a conversion element operated in transmission. Since ⁇ with concerns "between" the path of backscatter conversion radiation.
  • This volume of gas does not have to fill the entire area between the reflecting surface and Konversi ⁇ onselement, but it may, for example, in addition a further explained in detail below support plate between the reflection surface and Konversi be ⁇ onselement provided. says “Optical effect” that the volume of gas changes the optical path as a whole, so it is not just, for example, microscopic air bubbles in an adhesive layer.
  • the volume of gas adjacent to the Reflexionsflä ⁇ surface (which is in this case pre ⁇ see when operating in transmission on a pumping radiation exit surface of the lens).
  • the gas volume can offer, for example, the adjustability of the curvature with regard to advantages, ie with regard to the design options.
  • the lens when operating in transmission, the lens may, however, be provided for example as a plano-convex lens, the reflecting surface would be disposed on the convex side (the convex side is then remote from the conversion element, the Reflection ⁇ ons Stiffer thereto nevertheless concave); the conversion element could then for example also be provided in direct optical contact with the plane side, So for example glued. It could then ⁇ example, on the convex pumping radiation entry surface with the reflection layer falls pump radiation that is focused such that it passes through the (convex) Pumpstrahlungs- entrance surface perpendicular.
  • a plano-convex lens may also have the reflective surface in a preferred embodiment; then it is say for example, the convex side of this plan convex lens with a reflecting surface forming Ref ⁇ lexions slaughter provided, such as a metal film.
  • This planoconvex lens and the conversion element are then arranged, for example, so that the backscatter emission surface of the conversion element faces the plane side of the plano-convex lens, preferably the conversion element is fastened to the planar side, et wa over an adhesive layer.
  • the plano-convex lens can then represent a support for the conversion element and also cool it to some extent.
  • the power delivered to the backscatter-emitting backscatter-conversion radiation then passes through at least the plano-convex lens and reflectors ⁇ advantage on the convex reflecting surface back to the conversion element, at least partially. The same applies to unconverted pump radiation.
  • the reflection surface is provided so that it at least partially has the shape ei ⁇ ner spherical surface.
  • At least partially means, for example, that at least 70%, preferably at least 80%, more preferably at least 90%, of that portion of the Ref ⁇ lexions Formation on which backscatter-conversion radiation falls, has the shape of a spherical surface.
  • backscatter conversion radiation is incident on the entire reflection surface, so the percentages are to be read on the reflection surface as a whole.
  • the "spherical surface” is preferably a single Ku ⁇ gel based, having a radius R.
  • the reflective surface is the surface of a spherical segment, which is a spherical cap.
  • a surface area may be preferable that the spherical Reflexionsflä ⁇ surface has a surface area of the in this order with increasing preference at least 20%, 30%, 40% or 45% of the surface area of the full spherical surface makes off (a complete sphere theoretically based ge ⁇ inserted). Possible upper limits may be about at most 70%, 60%, or 55% lie.
  • the backscatter-emitting surface has an average Warre ⁇ ckung x, which results as the average IH rer smallest and largest extent, by definition; in the preferred case of a plane backscatter radiating surface, a respective (smallest and largest) extent is taken along a respective straight line lying in the plane of the backscatter radiating surface. In the case of a circular backscatter radiating surface, the average extent results as the corresponding Kreis manmes ⁇ ser (in the case of a rectangle as the mean of Malawi ⁇ edge edge length and a diagonal).
  • the radius R of the underlying ball is selected to be greater than or equal to half the mean extension x (R 1 / x 2).
  • Further advantageous lower limits for R may be, for example, in this order increasingly preferably at least 3x / 4, x, 5x / 4, 3x / 2, 7x / 4 or 2x; independently of this, possible upper limits may be, for example, at most 10x, 8x, 6x, 4x, and 3x, respectively.
  • Vorse- hen a lower limit may be advantageous, therefore, because the backscatter radiation area may with increasing radius R increas ⁇ mend "point-like", in the ratio is small, appear, bringing the incident angle condition can be achieved well.
  • an upper limit may be about out - Be visibly a compact design or the material requirements regarding interest.
  • the centroid of the backscatter radiating surface has a distance d taken along a surface norma len (in the centroid) to the reflection surface.
  • this distance d greater than / equal to the radius R of the ball is selected, which is based on the ku ⁇ gel-shaped reflection surface. Possible upper limits may be, for example, d ⁇ 3R or d ⁇ 2R.
  • a spherical reflective surface is preferably disposed ⁇ art, that the center of their zugrundelie ⁇ constricting sphere lies on a straight line which extends perpendicular to the backscatter-emitting surface by its centroid.
  • a transmissive carrier is provided between the conversion element and the lens, preferably a plane-parallel plate. At least the conversion element is fastened to the carrier, and preferably also the lens during operation in transmission.
  • the conversion element is supplied ⁇ Wandt connected to its pumping radiation input surface of the carrier with this, preferably material layer on a joint ⁇ compound layer, particularly preferably an adhesive ⁇ .
  • an advantage of the erfindungsge ⁇ MAESSEN structure for example, also consist in that the conversion element is not glued directly to the reflection ⁇ surface. Doing so may, for example, in the case of a dichroic reflective layer (or in the case ge ⁇ a smooth reflection surface Nerell) lead to adhesion problems.
  • the “conversion element” is generally a body with egg ⁇ nem conversion material, which converts the pump radiation, preferably converts the pump radiation into visible light with a phosphor.
  • the Kon ⁇ version element may, for example as fluorescent single crystal can be provided, which is approximately in the Case of a YAG or LuYAG phosphor may be preferred (the For example, with a seed crystal from the melt gezo ⁇ conditions).
  • a wide ⁇ res, also suitable for high temperature applications conversion element can for example be provided from an increased thermally conductive matrix material with atientbet- therein ended conversion material; "Increased heat conductive", for example, a thermal conductivity of at least 0.5 W / mK, preferably at least 1 W / mK, more preferably at least 1.5 W / mK my (a Moegli ⁇ ches matrix material is, for example, glass).
  • the lens is also attached to the carrier, namely on the opposite side of the conversion element, and then preferably a gas volume is provided between the lens and the carrier (with respect to the path of the backscatter
  • the reflection surface can therefore be provided, for example, on a pump radiation exit surface of the lens, which rises like a dome away from the support (the attachment between the lens and the support can extend circumferentially around this dome).
  • the support is made of sapphire, which, for example, in terms of heat dissipation. drove from the attached conversion element may be preferred.
  • the distance d is then so adapted to the plane-parallel plate (thickness t and refractive index n) that despite the offset, so despite the refraction of the plane-parallel plate, the backscatter conversion radiation falls largely perpendicular to the reflection surface.
  • the reflection surface is provided either on the pump radiation entrance surface or the pump radiation exit surface of the lens, where ⁇ is preferred in the latter.
  • the corresponding pump radiation passage area is then related to the convergence ⁇ sion element concavely curved - facing the conversion element pumping radiation exit surface is then thus also in consideration of the lens alone concave, whereas the opposite and thus off the conversion element facing the pumping radiation entry surface at Viewing the lens alone is convex (and thus concave with respect to the conversion element).
  • the "lens” could (operating in TRANSMISSI ⁇ on) for example, a lens system consisting of several, for example the adhesive interconnected individual lenses be (cemented group).
  • the reflective surface could then be provided on that passage area of one of the single lenses, which then after assembling within the lens system.
  • said "lens" preferably, a single lens and is the Refle ⁇ xions Formation on the pumping radiation entry surface or even preferably, the exit surface is provided.
  • the pumping radiation entry surface faces with respect to the pump radiation path of the pump radiation source and the opposite pumping radiation exit surface facing the conversion element, also respect ⁇ Lich of the pump radiation path.
  • the reflection surface is provided in a preferred embodiment on the pump radiation exit surface, which is Pump radiation input surface further preferably with respect to the conversion element also concavely curved, al ⁇ so when viewing the lens itself convex.
  • the lens preferably has the shape of a meniscus, namely a positive meniscus, which focuses the pump radiation.
  • the pump radiation exit surface (with the reflection surface) a larger radius of curvature R than the pump radiation entrance surface.
  • R radius of curvature
  • the curvature of the reflection surface can then be optimized independently of the pump radiation focusing, and then only the offset at the pump radiation exit surface must be taken into account when optimizing the pump radiation input surface focusing the pump radiation.
  • the positive meniscus and the conversion element are then arranged relative to one another in such a way that the optical axis of the positive meniscus passes through the centroid of the pump radiation irradiation surface;
  • Sonders ⁇ be a plane-parallel
  • Sus ⁇ te is flat preferably provided therebetween, in which the optical axis is perpendicular.
  • the reflection layer is a dichroic reflection layer when operating in transmission in a preferred embodiment, which is transmissive to the pump radiation, ie at least 70 "6 / ⁇ preferably at least 80%, more preferably at least 90%, of the pump radiation transmits.
  • the transmissivity results here as an average value over the spectral range of the pump radiation with respect to the actual irradiation situation (with regard to the passage angles) in the irradiation device.
  • the offer curved reflective surface ⁇ advantages in terms of the conversion element namely, for example, reduce the Va ⁇ RIANZ the passage angle.
  • a corresponding dichroic reflection layer is preferably applied as a multilayer system which is made up of at least two respective layer materials; the layer materials differ in their refractive indices.
  • a first layer of material may be, for example titanium dioxide as silicon dioxide and a second Schichtma ⁇ TERIAL.
  • a plurality are then for the multi-layer system ⁇ respectively from each layer material layers are formed and arranged so that the different layer materials aufei- alternately Nander follow.
  • a dichroic reflection layer does not necessarily have to reflect the entire conversion radiation (for technical reasons).
  • the reflectivity averaged over the spectral range of the conversion radiation for example, in this order increasingly preferably at least 30%, 40%, 50%, 60%, 70% or 80%, again based on the concrete situation in the irradiation device (the angle of incidence concerning) .
  • this then covers the entire pump radiation entrance surface or exit surface, vorzugswei ⁇ se latter.
  • a side surface of the lens can be so far as ⁇ example, a respective part of an outer surface having a constant radius of curvature R (or is flat).
  • a full mirroring can also be provided for operation in transmission as an alternative to the dichroic reflection surface.
  • the pump radiation can then be for example through a hole in the reflection surface or, preferably, performed on the reflection surface ⁇ over; the pump radiation can thus offset the lens offset in particular to the optical axis (off-axis configuration).
  • the pumping radiation source is preferably a laser (light amplification by stimulated emission of radiation), for example a laser diode.
  • laser light amplification by stimulated emission of radiation
  • insbeson ⁇ particular "laser” can also be read on a plurality of laser sources, such as on an array of laser diodes.
  • the invention also relates to the use of the presently disclosed irradiation device as a light source for illumination.
  • the conversion radiation in general, for example, infrared Radiation could be, it is preferably visible Light. It is used then the power delivered to the emission surface Konversionsstrahlungs- conversion light to the BL LEVEL ⁇ processing, such as for projection purposes (as a light source of a projection device) or for outdoor lighting of a motor vehicle.
  • a preferred application can be ⁇ example, as a light source of a vehicle headlight.
  • the entire pump radiation does not necessarily have to be converted (full conversion), but only a part of it can be converted and then, for example, a mixture of pump radiation (pump light) and conversion light used (partial conversion); preferred is a full conversion.
  • FIG. 1 shows a part of a first illumination device according to the invention with a dichroic reflection surface in a schematic section;
  • FIG. 2 boundary conditions in the construction of the dichroic reflection surface of FIG. 1; 3 shows a part of a second illumination device according to the invention with a reflection surface which is also reflective for the pump radiation, in a schematic section; 4 shows the dependence of the reflectivity of a dichroic reflection layer on the angle of incidence;
  • FIG. 5 shows a lighting apparatus according to the invention with the conversion element, lens and Pumpstrah ⁇ radiation source.
  • 6 shows a part of a third illumination device according to the invention with a dichroic reflection surface in a schematic section;
  • Fig. 7 shows a fourth inventive lighting ⁇ device, wherein the conversion element in contrast to those shown in FIGS. 1 to 6 in
  • FIG. 8 shows a detailed view of the lighting device according to FIG. 7.
  • FIG. 1 shows part of a lighting device according to the invention, namely a lens 1, which focuses the pump radiation 2 onto a conversion element 3.
  • the Pumpstrah ⁇ lung 2 applies in this case collimated to a pump radiation entry surface 4 of the lens 1, and then Siert focus at a pumping radiation exit surface 5 personallytre ⁇ th.
  • the lens 1 is attached to a plane-parallel support plate 6, namely glued. Between the pumping radiation exit surface 5 and the support plate 6 passes through the pump radiation 2 is a volume of gas, namely, in this case an air space 7 in order then to take through the support plate 6 to a pumping radiation input surface 8 of the Konversi ⁇ onselements. 3
  • the conversion element 3 is a phosphor element, namely a phosphor ceramic, which converts the pump radiation 2 (in the present case blue pump light) to conversion radiation of longer wavelength, which in the present case lies in the visible spectral range and is referred to below as conversion light.
  • the phosphor may be, for example, a YAG: Ce phosphor emitting yellow conversion light. It is then used at a the pumping radiation beam surface 8 entge ⁇ gennewen conversion radiation emitting surface 9 to ⁇ passed conversion light.
  • the emission of the conversion light takes place in principle omnidirectional, so it is not only at the conversion radiation emitting surface 9, but also at the pumping radiation Einstrahl Structure 8 conversion light emitted (this is also jitter-emitting surface, but will continue to be referred to as pump radiation Einstrahl procedure ).
  • the lens 1 is on the pump radiation exit surface 5 Reflection layer 10 is provided. A large part of the discharged at the Pumpstrah- lungs Einstrahlflache-8 conversion light is reflected back to ⁇ for conversion element 3 at the associated reflecting surface. 11 The use of this backscatter conversion light increases the efficiency.
  • the reflection layer 10 pas ⁇ Sieren can, the latter is dichroic provided.
  • the reflection layer 10 is therefore transmissive for the pump radiation 2, but the backscatter conversion radiation is reflected thereon.
  • the reflection layer 10 is constructed as a multilayer system of successive silicon dioxide / titanium dioxide layers.
  • Fig. 3 illustrates the wavelength-dependent reflectivity of such a layer system, this is so reflective of the yellow light conversion may vary ⁇ but transmit the blue pump radiation.
  • the reflectivity (y-axis) over the wavelength (x-axis) is plotted, namely for five different angles of incidence Aol (Angle of Incidence) for surface norma len ⁇ len.
  • Aol Angle of Incidence
  • the cut-off wavelength below which the multilayer system becomes transmissive shifts progressively to the left, that is to say to small wavelengths.
  • a change in the reflection window can also be recognized, namely, with large angles of incidence between approximately 520 and 580 nm, the reflectivity drops.
  • a respective Einfallswin ⁇ angle, ie the angle between a respective surface normal and the incident beam, respectively, is within the scope technically customary accuracy at 0 °.
  • Fig. 2 illustrates the construction of a corresponding array of lens 1, the support plate 6 and convergence ⁇ sion element 3.
  • the support plate 6 is made of sapphire is planpa ⁇ rallel and has a perpendicular to the directions of the pla ⁇ NEN extension apparent thickness t; Their refractive index n is approx. 1.8.
  • the area centroid 15 of the pump radiation irradiation surface 8 has a distance d taken along a surface normal 21 to the reflection surface 11.
  • the curvature of the reflection surface 11 has a radius R which corresponds approximately to 1.2 times the mean extent x of the pump radiation input surface 8 ,
  • the pump radiation irradiation surface 8 is square and the mean extension x results as the mean value of edge length and diagonal.
  • the pump radiation irradiation surface 8 has an area of lxl mm 2 taken perpendicular to the optical axis 17, x thus results in x ⁇ 1.2 mm.
  • the radius R is 0.7 mm and d is approximately equal to d ⁇ 0.83 mm.
  • the radius R EF of the pump radiation entrance surface 4 then, for example, 1.08 mm at a taken along the optical axis 17 distance to Reflection area 11 of 2 mm (refractive index of the lens: 1.62). If, for example, the pumping light 2 is slightly focused on the pumping radiation entrance surface 4, the radius R EF can then be 1.2 mm at a distance to the reflection surface 11 of 2 mm (refractive index of the lens: 1, 62).
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment with regard to the reflection / transmission properties of the reflection layer 31 with the reflection surface 32 to the embodiment according to FIGS. 1 and 2.
  • a full mirroring is provided namely on the reflection surface 32 is thus not only the backscatter conversion light (for clarity, not shown ⁇ ), but also backscattered backscatter pump radiation 33 is reflected.
  • the pump radiation exit surface 5 is not completely covered with the reflection layer 31 in this case.
  • the pump radiation 2 passes through the lens 1 offset to its optical axis 17 and thus passes the reflection layer 31st
  • the reflection surface 32 is concavely curved in the same way as described above, so that the backscatter pump radiation 33, like the backscatter conversion light, also drops substantially perpendicularly onto the reflection surface 32.
  • the backscatter pump radiation 33 strikes in Wesentli ⁇ surfaces perpendicular to the reflective surface 32 and is reflected back to its original location success ⁇ Lich on the Pumpstrahlungs- irradiation surface 8, so again impinges on the conversion element 3 and can be converted.
  • the efficiency is thus increased not only by the use of the backscatter conversion light, but also by a ver ⁇ improved use of the pump radiation.
  • Fig. 5 shows by the lens shown in FIGS. 1 and 2 out ⁇ basis, ie for the case of a dichroic reflection layer 11, the construction of an irradiation device 50 as a whole.
  • the pump radiation 2 (only one main beam is shown for the sake of clarity) is supplied by a laser diode 51 emitted and collimated a plano-convex condenser lens 52.
  • a Gölagerungsop ⁇ tik 53 is provided, which superimposes the laser radiation emitted by the laser diode 51 ⁇ pumped radiation 2 with the pump radiation of further laser serdioden.
  • an array of laser diodes 51 is provided, which are arranged perpendicular to the plane of the drawing. Concretely, there are three laser ⁇ diode, which is located next to the illustrated laser diode 51 one behind and the other in front of the plane of the drawing.
  • the overlay optical system 53 merges the three laser beams via reflections in wedge plates 53a and a downstream plano-convex lens 53b.
  • the pump radiation 2 is then directed onto the pump radiation entry surface 4 of the lens 1 via a mirror 54, passes through the lens 1 and the downstream carrier plate 6 and finally strikes the pump radiation injection surface 8 of the conversion element 3.
  • the lens with the vorlie ⁇ quietly not shown dichroic reflection layer 10 at the pumping radiation Einstrahlflache 8 togebe ⁇ NEN backscattered light conversion is made to the above description.
  • FIG. 6 shows, as a further embodiment, a part of an irradiation device, namely a plano-convex lens 1, which focuses the pump radiation 2 onto a conversion element 3.
  • the pump radiation 2 impinges on a convex (in relation to the conversion element 3 concave) pump radiation entry surface 4 of an upstream (not shown) lens focused on the lens. 1.
  • the pump radiation 2 is focused in such a way that it falls perpendicular to the pump radiation inlet surface 4.
  • the curved reflection layer 10 with the reflection surface 11 is provided on the convex pump radiation entrance surface 4 in this case.
  • the conversion element 3 is arranged directly (in direct optical contact), namely adhesively bonded.
  • the reflection surface 11 has at a Kon ⁇ version element 3 with a taken perpendicular to the optical axis (square) area of lxl mm 2 (x ⁇ 1.2) has a radius of curvature of 2 mm at a refractive index of the lens 1 of 1.78 ,
  • the previous exemplary embodiments according to FIGS. 1, 2, 3, 5 and 6 were each directed to a conversion element 3 operated in transmission, in which case the backscatter emission surface 8 is equal to the pump radiation element.
  • Irradiation surface 8 is in other words on one side (pump radiation irradiation surface) to the pumping radiation on and on the opposite side (conversion radiation emitting surface), the conversion light is dissipated.
  • the conversion element is be exaggerated ⁇ wherein exporting ⁇ approximately example according to the figures 7 and 8 in reflection is therefore inlet on one side of the pumping radiation and discharged, the conversion of light on the same side.
  • the pumping radiation input surface 71 is in this case equal to ⁇ conversion radiation emitting surface 72 and the back-scattered radiation surface 8 is the two 71, 72 entge ⁇ gennew (see FIG. 8 for a detailed view).
  • FIG 7 illustrates the structure with which the conversion element 3 is operated in reflection, in an overview.
  • the pump radiation 2 which in turn emanates from a laser diode 51, is collimated with the planoconvex condenser lens 52 (collimation lens).
  • a beam splitter 75 Disposed downstream of this is a beam splitter 75 with a dichroic reflection layer 76, on which the pump radiation 2 is reflected, which is then transmissive for the conversion light.
  • the pump radiation 2 is focused onto the pump radiation irradiation surface 71 of the conversion element 3 via a lens system 77 comprising a plano-convex lens 77a and a meniscus 77b.
  • the conversion light generated as a result is emitted in part ( ⁇ 50%) at the conversion radiation emitting surface 72, the other part ( ⁇ 50%) becomes as backscatter conversion radiation 16 at the backscatter emitting surface 8 issued. This will be referred to with reference to Figure 8 in detail.
  • the To ⁇ passed to the conversion-ray emission surface 72 conversion light is about (also for coupling the pump radiation used) lens system 77 substantially collimated, passes through the dichroic layer 76 and the beam splitter 75 and is then focused by a coupling-out lens 78 and the BL LEVEL ⁇ processing application-supplied , For the sake of clarity, the beam path of the conversion light is not shown in FIG.
  • FIG. 8 shows the conversion element 3 with the plano-convex lens 79 downstream in this case with regard to the path of the pump radiation 2 in an enlarged view.
  • the conversion light is shown, with some rays taken by way of example from a ray tracing simulation.
  • both conversion light originally emitted at the conversion radiation emitting surface 72 and backscatter conversion light 16 emitted at the backscatter emission surface 8 are shown.
  • the conversion element 3 is glued to the lens 7, the backscatter conversion light 16 thus enters (via the essentially negligible adhesive layer) in the plane convex lens 79 and then strikes the reflection surface 81 of the reflection layer 82 (a metal film) and becomes reflected back to the conversion element 3.
  • This back-reflected conversion light then passes through the conversion element 3 and occurs anyway Much of the conversion radiation Abstrahlflache 72 from. It can be used together with the originally delivered there conversion light 18.
  • the pump radiation in Figure 8 is not shown, the pump radiation delivered to the backscattered radiation surface 8 is, however, reflects the backscattered light 16 conversion comparable to the ge ⁇ curved reflective surface 81 back to Konversionsele ⁇ ment. 3 The full mirroring is reflective both for the pump radiation and for the conversion light.
  • the light reflected back to the conversion element 3 pumping ⁇ radiation is then converted (when re-passing through the conversion element 3) for the most part, which increases the efficiency.
  • the curved reflection surface 81 is thus advantageous both with regard to the conversion light (use together with the conversion light originally emitted at the conversion radiation emitting surface 72) and the pump radiation because it reflects the latter onto the conversion element 3.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bestrahlungsvorrichtung (50) mit einer Pumpstrahlungsquelle (51) zur Emission von Pumpstrahlung(2), einem Konversionselement (3) zur Konversion der Pumpstrahlung (2) in längerwellige Konversionsstrahlung (16,18) und einer für die Konversionsstrahlung (16,18) reflektiven Reflexionsfläche (11), auf welche eine an einer Rückstreu-Abstrahlfläche (8) und damit entgegen einer Nutzrichtung abgegebene Rückstreu-Konversionsstrahlung (16) fällt und davon zurück zu dem Konversionselement (3) reflektiert wird; diese Reflexionsfläche (11) ist mit Bezug auf das Konversionselement (3) derart konkav gekrümmt, dass zumindest die von einem Flächenschwerpunkt (15) der Rückstreu-Abstrahlfläche (8) divergent abgegebene Rückstreu-Konversionsstrahlung (16a) unter einem Einfallswinkel von dem Betrag nach höchstens 20 ° auf die Reflexionsfläche (11) fällt.

Description

Beschreibung
Bestrahlungsvorrichtung mit einer Pumpstrahlungsquelle Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bestrahlungsvor¬ richtung mit einer Pumpstrahlungsquelle zur Emission von Pumpstrahlung und einem Konversionselement zur zumindest teilweisen Konversion der Pumpstrahlung in längerwellige Konversions Strahlung .
Stand der Technik
Das Konversionselement kann beispielsweise in Verbindung mit einem Laser als Pumpstrahlungsquelle eingesetzt wer- den und dessen kurzwellige und damit höherenergetische Pumpstrahlung konvertieren. Bei der Pumpstrahlung kann es sich beispielsweise um UV-Strahlung oder blaues Licht handeln, die Wellenlänge der Konversionsstrahlung liegt bevorzugt im sichtbaren Spektralbereich. Ein entsprechen- des Konversionselement wird auch als Leuchtstoffelement bezeichnet und kann in einer sogenannten remote phosphor- Anordnung zur Pumpstrahlungsquelle beabstandet angeordnet sein. Wird das Konversions-/Leuchtstoffelement dann im Betrieb mit Pumpstrahlung bestrahlt, emittiert es Konver- sionsstrahlung, beispielsweise sichtbares
Konversionslicht, und kann so beispielsweise als Licht¬ quelle hoher Leuchtdichte genutzt werden. Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik vorteil¬ hafte Bestrahlungsvorrichtung mit Pumpstrahlungsquelle und Konversionselement anzugeben.
Darstellung der Erfindung Erfindungsgemäß löst diese Aufgabe eine Bestrahlungsvor¬ richtung mit einer Pumpstrahlungsquelle zur Emission von Pumpstrahlung, einem Konversionselement zur zumindest teilweisen Konversion der Pumpstrahlung in längerwellige Konversionsstrahlung, welches Konversionselement eine Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche aufweist, und einer für die Konversionsstrahlung zumindest teilweise reflektiven Reflexionsfläche, auf welche eine Rückstreu- Konversionsstrahlung fällt, die das Konversionselement an einer der Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche entgegen- gesetzten Rückstreu-Abstrahlfläche abgibt, welche Refle¬ xionsfläche mit Bezug auf das Konversionselement derart konkav gekrümmt ist, dass zumindest die gesamte in einem Flächenschwerpunkt der Rückstreu-Abstrahlfläche divergent abgegebene Rückstreu-Konversionsstrahlung unter einem je- weiligen Einfallswinkel von dem Betrag nach höchstens 20 ° auf die Reflexionsfläche fällt.
Bevorzugte Ausgestaltungen finden sich in der Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen, wobei in der Darstellung nicht immer im Einzelnen zwischen Vorrichtungs- und Verfahrens- bzw. Verwendungsaspekten unterschieden wird; jedenfalls implizit ist die Offenbarung hinsichtlich sämtlicher Anspruchskategorien zu lesen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegen eine Pumpstrahlungs-Einstrahlflache des Konversionselements und die Konversionsstrahlungs-Abstrahlflache auf einander entgegengesetzten Seiten des Konversionselements, wird dieses also in Transmission betrieben (vgl. beispielsweise Fig. 1) . Die Pumpstrahlung fällt dabei auf die Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche, und es wird die an der entge¬ gengesetzten Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche abgege¬ bene Konversionsstrahlung genutzt, beispielsweise als Konversionslicht zur Beleuchtung. Die Emission der Konversionsstrahlung erfolgt jedoch im Prinzip omnidirektional (und damit auch „nach hinten") . „Nach vorne", zur Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche abgege¬ benes Licht kann ferner beispielsweise auch durch Streu- prozesse innerhalb des Konversionselements „nach hinten" umgelenkt werden.
Im Ergebnis wird beim Betrieb in Transmission jedenfalls nicht nur an der Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche, sondern auch an der Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche Kon- versionsstrahlung abgegeben. Andererseits kann das Konversionselement auch in Reflexion betrieben werden, also die Pumpstrahlung an einer Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche eingestrahlt und die Konversionsstrahlung von der selben Fläche abgeführt (im oben dargestellten Sinne genutzt) werden; die Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche ist dann also gleich der Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche . Auch in diesem Fall wird an einer der Konversionsstrahlungs- Abstrahlfläche entgegengesetzten Fläche aus den genannten Gründen Konversionsstrahlung abgegeben. Die unabhängig von Betrieb in Transmission oder Reflexion der Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche (von welcher das Licht der Beleuchtung zugeführt wird) entgegengesetzte Fläche des Konversionselements wird als „Rückstreu- Abstrahlfläche" bezeichnet. Im Falle des Betriebs in Transmission ist die Rückstreu-Abstrahlfläche zugleich Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche, im Falle des Betriebs in Reflexion liegt sie der Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche entgegengesetzt . Jedenfalls wird vereinfacht gesprochen an der Rückstreu- Abstrahlfläche Konversionsstrahlung in die falsche Richtung abgegeben. Deshalb ist die Reflexionsfläche vorgese¬ hen, um den Anteil der „nach vorne" abgegebenen Konversionsstrahlung zu erhöhen. Vorliegend wird als „Rückstreu- Konversionsstrahlung" der Teil der an der Rückstreu- Abstrahlfläche abgegebenen Konversionsstrahlung bezeichnet, der auf die Reflexionsfläche fällt.
Infolge einer Reflexion zurück zum Konversionselement hat die Rückstreu-Konversionsstrahlung dann eine Richtungs- komponente nach vorne, wird also der nach vorne abgegebe¬ ne Anteil der Konversionsstrahlung erhöht. „Nach vorne" meint mit einer Richtungskomponente entlang einer Norma¬ len auf die Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche, „nach hinten" mit einer entgegengesetzten Richtungskomponente (ist gleich bei Transmission und Reflexion) . Mit Blick auf eine möglichst effiziente Nutzung der erzeugten Kon¬ versionsstrahlung können beispielsweise mindestens 60 %, vorzugsweise mindestens 80 %, weiter bevorzugt mindestens 90 %, der an der Rückstreu-Abstrahlflache abgegebenen Konversionsstrahlung Rückstreu-Konversionsstrahlung sein.
Wie nachstehend weiter im Detail erläutert, ist die Ref¬ lexionsschicht bei einem Betrieb in Transmission bevor- zugt eine dichroitische Schicht, die für die Pumpstrah¬ lung transmissiv ist, die Konversionsstrahlung jedoch reflektiert. Diese dichroitische Schicht ist dann vorzugs¬ weise an einer dem Konversionselement hinsichtlich der Pumpstrahlung vorgelagerten Linse vorgesehen. Von der Pumpstrahlungsquelle ausgehend durchsetzt die Pumpstrah¬ lung dann also die Linse und die Reflexionsschicht und fällt auf die Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche . Im Gegen¬ satz dazu wird die an dieser abgegebene Rückstreu- Konversionsstrahlung an der Reflexionsfläche nicht trans- mittiert, sondern reflektiert, jedenfalls weitgehend.
Bei der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung ist nun die Reflexionsfläche derart konkav gekrümmt, dass zumin¬ dest die mittig der Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche diver¬ gent (also in unterschiedliche Raumwinkel) abgegebene Rückstreu-Konversionsstrahlung unter Einfallswinkeln auf die Reflexionsfläche fällt, die dem Betrag nach höchstens 20 °, in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt höchstens 15 °, 10 °, 5 bzw. 3 °, ausmachen. Betrachtet wird hierbei der Betrag, also eine Betragsfunktion des Ein- fallswinkels (der absolute Betrag) .
Der „Einfallswinkel" wird als der kleinste Winkel zwi¬ schen dem jeweiligen einfallenden Strahl und einer jeweiligen Flächennormalen auf die Pumpstrahlungs- Einstrahlfläche im jeweiligen Einfallpunkt genommen; es ist also anders ausgedrückt ein im Wesentlichen senkrechter Einfall (parallel zur jeweiligen Flächennormalen, Einfallswinkel von 0 °) der Rückstreu-
Konversionsstrahlung auf die Reflexionsfläche bevorzugt (sowohl beim Betrieb in Transmission als auch in Reflexion) . Die Reflexionsfläche ist „mit Bezug auf" das Konver¬ sionselement konkav gekrümmt, also vom Konversionselement aus gesehen vom Konversionselement weg gewölbt (vom Rand der Reflexionsfläche nach innen gehend) . Mit der Krümmung nimmt nicht nur ein Mittelwert der Ein¬ fallswinkel ab, sondern auch deren Varianz. Im Vergleich dazu würde beispielsweise im Falle einer planen, parallel zur Rückstreu-Abstrahlfläche orientierten Reflexionsflä¬ che die Rückstreu-Konversionsstrahlung unter sämtlichen Einfallswinkeln zwischen 0 ° und beispielsweise 70
(oder mehr, je nach Anordnung und Abstand) auf die Refle¬ xionsfläche treffen. Die Emission der Konversionsstrahlung an der Rückstreu-Abstrahlfläche erfolgt typischer¬ weise Lambertsch. Im Vergleichsfall würde die Konversi- onsstrahlung also unter verschiedensten Einfallswinkeln auftreffen. Dies kann beispielsweise insoweit nachteilig sein, als die Reflexionseigenschaften einer dichroiti- schen Reflexionsschicht eine mitunter starke Abhängigkeit vom Einfallswinkel zeigen können, vgl. Fig. 4 zur Illust- ration.
So kann eine dichroitische Reflexionsschicht, die bei¬ spielsweise als Dielektrika-Mehrschichtsystem aufgebaut ist, beispielsweise auf senkrechten Strahlungseinfall (Einfallswinkel von 0°) hin optimiert sein. Verschiebt sich nun mit zunehmendem Einfallswinkel das Reflexions¬ fenster, kann beispielsweise unbeabsichtigt Konversions¬ strahlung transmittiert werden, was die Effizienz verschlechtert. Indem erfindungsgemäß die Varianz der Ein- fallswinkel verringert wird, kann entsprechend mehr Strahlung unter für die jeweilige Reflexionsfläche geeig¬ neten Einfallswinkeln auftreffen.
Andererseits kann eine entsprechend konkave Krümmung je¬ doch auch im Falle einer Reflexionsfläche von Vorteil sein, die auch die Pumpstrahlung reflektiert (auch als „Vollverspiegelung" bezeichnet) . Dies ist einerseits bei einem Betrieb (des Konversionselements) in Reflexion mög¬ lich. Andererseits kann die Reflexionsfläche für einen Betrieb in Transmission beispielsweise eine im Verhältnis zu ihrer Fläche kleine Blende aufweisen, durch welche die Pumpstrahlung von der Pumpstrahlungsquelle zur Pumpstrah- lungs-Einstrahlfläche gelangt (alternativ kann die Pump¬ strahlung auch an der Reflexionsfläche vorbeigeführt wer¬ den) . Im Falle einer solchen Vollverspiegelung kann die konkave Krümmung dann beispielsweise auch hinsichtlich einer Reflexion von Rückstreu-Pumpstrahlung Vorteile bieten, also nicht konvertierte, an der Rückstreu- Abstrahlfläche reemittierte Pumpstrahlung betreffend.
Die Rückstreu-Pumpstrahlung kann an der Rückstreu- Abstrahlfläche der Rückstreu-Konversionsstrahlung vergleichbar divergent abgegeben werden, etwa ebenfalls Lambertsch. Auf eine erfindungsgemäß gekrümmte Reflexi¬ onsfläche trifft dementsprechend auch die Rückstreu- Pumpstrahlung näherungsweise senkrecht auf. Hin- und Rückweg sind damit näherungsweise identisch, die Rück- streu-Pumpstrahlung wird also zurück zum Konversionselement geführt, was dann den insgesamt konvertierten Anteil erhöhen und somit die Effizienz verbessern kann. Ferner kann die konkave Krümmung auch generell, also so¬ wohl im Falle einer dichroitischen Reflexionsschicht als auch bei einer Vollverspiegelung, auch beim Zurückführen der Rückstreu-Konversionsstrahlung einen Vorteil bieten. Mit dem im Wesentlichen senkrechten Einfall der Rück- streu-Konversionsstrahlung fallen Hin- und Rückweg näherungsweise zusammen, trifft also ein guter Teil der re¬ flektierten Rückstreu-Konversionsstrahlung auf die Rück- streu-Abstrahlfläche . Durchsetzt diese Rückstreu- Konversionsstrahlung dann das Konversionselement, kann sie diesem nachgelagert gemeinsam mit der originär an der Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche abgegebenen Konver¬ sionsstrahlung genutzt werden. Eine dem Konversionsele¬ ment nachgelagerte Optik muss also beispielsweise nicht eigens „neben" dem Konversionselement vorbeigeführte Rückstreu-Konversionsstrahlung berücksichtigen.
Generell kann der Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche bevorzugt eine Optik zum „Aufsammeln" der dort abgegebe¬ nen Konversionsstrahlung zugeordnet sein, etwa eine abbildende Optik, wie beispielsweise eine Linse oder ein Reflektor, oder eine nicht-abbildende Optik, wie bei¬ spielsweise ein Compound Parabolic Concentrator (CPC) . Im Falle des Betriebs (des Koversionselements ) in Reflexion kann diese Optik beziehungsweise ein Teil davon Vorzugs- weise zugleich die Pumpstrahlung zum Konversionselement führen .
Zurück zur Reflexionsfläche: Die Einfallswinkel-Bedingung bezieht sich auf den Flächenschwerpunkt, es kann also beispielsweise beabstandet zum Flächenschwerpunkt abgege¬ bene Rückstreu-Konversionsstrahlung auch mit einem (etwas) stärker variierenden Einfallswinkel auf die Reflexi¬ onsfläche treffen. Gegenüber dem Vergleichsfall einer planen Reflexionsfläche ist durch eine Optimierung in Be- zug auf den Flächenschwerpunkt jedoch auch die Einfalls¬ winkel-Varianz für beabstandet zum Flächenschwerpunkt ab¬ gegebene Rückstreu-Konversionsstrahlung verringert.
Der „Flächenschwerpunkt" kann beispielsweise im bevorzug¬ ten Fall einer rechteckförmigen Rückstreu-Abstrahlfläche dem Schnittpunkt der Diagonalen oder im Falle einer kreisförmigen Rückstreu-Abstrahlfläche dem Kreismittel¬ punkt entsprechen. Vorzugsweise durchsetzt eine optische Achse der Linse den Flächenschwerpunkt. Eine Flächennor¬ male auf die Rückstreu-Abstrahlfläche im Flächenschwer- punkt kann im Allgemeinen beispielsweise auch verkippt zu einer optischen Achse der Linse liegen; vorzugsweise lie¬ gen diese Flächennormale und die optische Achse der Linse jedoch parallel zueinander.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Reflexionsfläche derart konkav gekrümmt, dass zumindest 80 %, vorzugsweise mindestens 90 %, besonders bevorzugt mindestens 95 %, der gesamten Rückstreu-Konversionsstrahlung unter einem Einfallswinkel auf die Reflexionsfläche fallen, der dem Be¬ trag nach nicht mehr als 20 ° beträgt (hinsichtlich wei- terer bevorzugter maximaler Einfallswinkel wird auf die vorstehende Offenbarung verwiesen) . Indem die Krümmung entsprechend auf die gesamte Rückstreu-Abstrahlflache hin optimiert ist, wird die Varianz der Einfallswinkel insge- samt reduziert, also auch für beabstandet zum Flächen¬ schwerpunkt emittierte Rückstreu-Konversionsstrahlung.
Wie bereits erwähnt, wird bei einer bevorzugten Ausfüh¬ rungsform das Konversionselement in Transmission betrie¬ ben, ist also die Rückstreu-Abstrahlfläche dann gleich der Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche (die Nutz-
Konversionsstrahlung wird an der entgegengesetzten Seite abgeführt) . Insoweit ist in der vorliegenden Offenbarung also „Rückstreu-Abstrahlfläche" auch also Pumpstrahlungs- Einstrahlfläche zu lesen. Soweit generell von einem Be- trieb in Transmission/Reflexion die Rede ist, bezieht sich dies in er gesamten Offenbarung auf das Konversionselement, also darauf, an welcher Seite davon die Nutz- Konversionsstrahlung abgeführt wird.
Im Falle des Betriebs in Transmission ist vorzugsweise eine Linse zwischen der Pumpstrahlungsquelle und dem Kon¬ versionselement angeordnet, welche Linse die Reflexions¬ fläche aufweist; es kann also beispielsweise eine dich- roitische Beschichtung auf der Eintritts- oder Austritts¬ fläche der Linse vorgesehen sein. Die Linse mit der Reflexionsfläche ist „zwischen" der Pumpstrahlungsquelle und dem Konversionselement angeord¬ net, was sich auf den Pfad der Pumpstrahlung bezieht. Ist der Pumpstrahlungspfad beispielsweise über einen Spiegel umgelenkt, kann die insoweit zwischen Pumpstrahlungsquel- le und Konversionselement angeordnete Linse auch außer¬ halb einer (geometrischen) Verbindungsgeraden von Pumpstrahlungsquelle zu Konversionselement liegen. Die „Lin¬ se" ist ein in seinem Volumen, von gegebenenfalls der Reflexionsfläche abgesehen, für Pump- und Konversions¬ strahlung transmissiver Körper, wobei bevorzugt zumindest die Pumpstrahlungs-Eintrittsflache oder die Austrittsflä¬ che gekrümmt ist, vorzugsweise beide gekrümmt sind (vgl. nachstehende Beschreibung im Detail) . In bevorzugter Ausgestaltung ist die Linse so vorgesehen und angeordnet, dass sie die Pumpstrahlung auf das Kon¬ versionselement fokussiert, vorzugsweise auf dessen Pump- strahlungs-Einstrahlfläche . In anderen Worten hat die Linse eine positive Brennweite und ist die Pumpstrah- lungs-Einstrahlfläche des Konversionselements dann im Brennpunkt angeordnet. Im Allgemeinen kann die Pumpstrahlung beispielsweise auch nicht kollimiert auf die Linse treffen, etwa im Falle einer Plankonvexlinse, auf die fo- kussierte Pumpstrahlung fällt (siehe unten) . Als „Pump- strahlungs-Einstrahlfläche" wird im Rahmen dieser Offen¬ barung die gesamte Seitenfläche des Konversionselements bezeichnet, durch welche die Pumpstrahlung eintritt, also nicht nur der von der Pumpstrahlung durchleuchtete Bereich davon. Im Falle eines quaderförmigen Konversions- elements kann die Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche also beispielsweise eine rechteckige Seitenfläche des Quaders sein, und im Falle eines zylinderförmigen Konversionsele¬ ments beispielweise die kreisförmige Grundfläche des Zy¬ linders . In bevorzugter Ausgestaltung ist zwischen der Reflexionsfläche und dem Konversionselement ein optisch wirksames Gasvolumen angeordnet, etwa ein Inertgasvolumen oder vorzugsweise ein Luftraum. Dies gilt bevorzugt im Falle ei- nes in Transmission betriebenen Konversionselements. Da¬ bei bezieht sich „zwischen" auf den Pfad der Rückstreu- Konversionsstrahlung . Dieses Gasvolumen muss nicht den gesamten Bereich zwischen Reflexionsfläche und Konversi¬ onselement auffüllen, sondern es kann beispielsweise zu- sätzlich auch eine nachstehend weiter im Detail erläuterte Trägerplatte zwischen Reflexionsfläche und Konversi¬ onselement vorgesehen sein. „Optisch wirksam" meint, dass das Gasvolumen den Strahlengang im Gesamten verändert, es sich also beispielsweise nicht bloß um mikroskopische Lufteinschlüsse in einer KlebstoffSchicht handelt.
Vorzugsweise grenzt das Gasvolumen an die Reflexionsflä¬ che (die in diesem Fall bei einem Betrieb in Transmission auf einer Pumpstrahlungs-Austrittsfläche der Linse vorge¬ sehen ist) . Das Gasvolumen kann beispielsweise die Einstellbarkeit der Krümmung betreffend Vorteile bieten, also hinsichtlich der Gestaltungsmöglichkeiten.
Im Allgemeinen könnte bei einem Betrieb in Transmission die Linse hingegen beispielsweise auch als Plankonvexlinse vorgesehen sein, auf deren konvexer Seite dann die Reflexionsfläche angeordnet wäre (ist die konvexe Seite dann dem Konversionselement abgewandt, ist die Reflexi¬ onsfläche in Bezug darauf gleichwohl konkav) ; das Konversionselement könnte dann beispielsweise auch in direktem optischen Kontakt mit der planen Seite vorgesehen sein, also beispielsweise angeklebt. Es könnte dann beispiels¬ weise auf die konvexe Pumpstrahlungs-Eintrittsflache mit der Reflexionsschicht Pumpstrahlung fallen, die derart fokussiert ist, dass sie die (konvexe) Pumpstrahlungs- Eintrittsfläche senkrecht durchsetzt.
Im Falle eines in Reflexion betriebenen Konversionsele¬ ments kann in bevorzugter Ausgestaltung ebenfalls eine Plankonvexlinse die Reflexionsfläche aufweisen; es ist dann also beispielsweise die konvexe Seite dieser Plan- konvexlinse mit einer die Reflexionsfläche bildenden Ref¬ lexionsschicht versehen, etwa einem Metallfilm. Diese Plankonvexlinse und das Konversionselement werden dann beispielsweise so angeordnet, dass die Rückstreu- Abstrahlfläche des Konversionselements der planen Seite der Plankonvexlinse zugewandt liegt, vorzugsweise wird das Konversionselement an der planen Seite befestigt, et¬ wa über eine KlebstoffSchicht .
Die Plankonvexlinse kann dann also einen Träger für das Konversionselement darstellen und dieses auch in gewissem Umfang kühlen. Die an der Rückstreu-Abstrahlfläche abgegebene Rückstreu-Konversionsstrahlung durchsetzt dann jedenfalls die Plankonvexlinse und wird an der konvexen Reflexionsfläche zurück zum Konversionselement reflek¬ tiert, jedenfalls teilweise. Gleiches gilt für nicht- konvertierte Pumpstrahlung.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Reflexionsfläche so vorgesehen, dass sie zumindest bereichsweise die Form ei¬ ner Kugeloberfläche hat. „Zumindest bereichsweise" meint etwa, dass zumindest 70 %, vorzugsweise mindestens 80 %, weiter bevorzugt mindestens 90 %, jenes Bereichs der Ref¬ lexionsfläche, auf welchen Rückstreu-Konversionsstrahlung fällt, die Form einer Kugeloberfläche hat. Vorzugsweise fällt auf die gesamte Reflexionsfläche Rückstreu- Konversionsstrahlung, sind die Prozentangaben also auf die Reflexionsfläche im Gesamten zu lesen.
Der „Kugeloberfläche" liegt vorzugsweise eine einzige Ku¬ gel zugrunde, die einen Radius R hat. Vorzugsweise ist die Reflexionsfläche die Oberfläche eines Kugelsegments, also eine Kugelkappe. Hinsichtlich eines Flächeninhalts kann bevorzugt sein, dass die kugelförmige Reflexionsflä¬ che einen Flächeninhalt hat, der in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 20 %, 30 %, 40 % bzw. 45 % des Flächeninhalts der vollständigen Kugeloberfläche aus- macht (eine vollständige Kugel theoretisch zugrunde ge¬ legt) . Mögliche Obergrenzen können etwa bei höchstens 70 %, 60 % bzw. 55 % liegen.
Die Rückstreu-Abstrahlfläche hat eine mittlere Erstre¬ ckung x, welche sich per definitionem als Mittelwert ih- rer kleinsten und größten Erstreckung ergibt; im bevorzugten Fall einer planen Rückstreu-Abstrahlfläche wird eine jeweilige (kleinste und größte) Erstreckung entlang einer jeweiligen, in der Ebene der Rückstreu- Abstrahlfläche liegenden Geraden genommen. Im Falle einer kreisförmigen Rückstreu-Abstrahlfläche ergibt sich die mittlere Erstreckung als der entsprechende Kreisdurchmes¬ ser (im Falle eines Rechtecks als Mittelwert aus klein¬ ster Kantenlänge und einer Diagonalen) . In bevorzugter Ausgestaltung wird bei einer Reflexionsfläche mit der Form einer Kugeloberfläche der Radius R der dieser zugrunde liegenden Kugel so gewählt, dass er größer/gleich der halben mittleren Erstreckung x ist (R ^ x/2) . Weitere vorteilhafte Untergrenzen für R können beispielsweise bei in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 3x/4, x, 5x/4, 3x/2, 7x/4 bzw. 2x liegen; davon unabhängig können mögliche Obergrenzen beispielsweise bei höchstens lOx, 8x, 6x, 4x bzw. 3x liegen. Das Vorse- hen einer Untergrenze kann vorteilhaft sein, weil die Rückstreu-Abstrahlfläche mit zunehmendem Radius R zuneh¬ mend „punktförmig", also im Verhältnis klein, erscheinen kann, womit sich die Einfallswinkel-Bedingung gut erreichen lässt. Andererseits kann eine Obergrenze etwa hin- sichtlich einer kompakten Bauweise bzw. auch den Materialbedarf betreffend von Interesse sein.
Der Flächenschwerpunkt der Rückstreu-Abstrahlfläche hat zu der Reflexionsfläche einen entlang einer Flächennorma¬ len (im Flächenschwerpunkt) genommenen Abstand d. In be- vorzugter Ausgestaltung wird dieser Abstand d größer/gleich dem Radius R der Kugel gewählt, welche der ku¬ gelförmigen Reflexionsfläche zugrunde liegt. Mögliche Obergrenzen können beispielsweise bei d < 3R bzw. d < 2R liegen. Breitet sich die Rückstreu-Konversionsstrahlung zwischen Rückstreu-Abstrahlfläche und Reflexionsfläche brechungsfrei aus, ist also beispielsweise keine nachste¬ hend weiter erläuterte Trägerplatte vorgesehen, gilt vor¬ zugsweise d = R. In anderen Worten liegt dann also der Kugelmittelpunkt auf der Rückstreu-Abstrahlfläche . Auch unabhängig vom im Einzelnen gewählten Abstand d, wird eine kugelförmige Reflexionsfläche vorzugsweise der¬ art angeordnet, dass der Mittelpunkt der ihr zugrundelie¬ genden Kugel auf einer Geraden liegt, die sich senkrecht zur Rückstreu-Abstrahlfläche durch deren Flächenschwerpunkt erstreckt.
In bevorzugter Ausgestaltung ist zwischen Konversionselement und Linse ein transmissiver Träger vorgesehen, vorzugsweise eine planparallele Platte. An dem Träger ist zumindest das Konversionselement befestigt, beim Betrieb in Transmission vorzugsweise auch die Linse. Dabei (Be¬ trieb in Transmission) ist das Konversionselement mit seiner Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche dem Träger zuge¬ wandt mit diesem verbunden, vorzugsweise über eine Fuge¬ Verbindungsschicht, besonders bevorzugt über eine Kleb¬ stoffschicht . Insoweit kann ein Vorteil des erfindungsge¬ mäßen Aufbaus beispielsweise auch darin bestehen, dass das Konversionselement nicht direkt auf die Reflexions¬ fläche aufgeklebt ist. Dies könnte nämlich beispielsweise im Falle einer dichroitischen Reflexionsschicht (bzw. ge¬ nerell im Falle einer sehr glatten Reflexionsfläche) zu Haftungsproblemen führen.
Das „Konversionselement" ist generell ein Körper mit ei¬ nem Konversionsmaterial, welches die Pumpstrahlung kon- vertiert, vorzugsweise mit einem Leuchtstoff, der die Pumpstrahlung in sichtbares Licht konvertiert. Das Kon¬ versionselement kann beispielsweise als Leuchtstoff- Einkristall vorgesehen sein, was etwa im Falle eines YAG- oder LuYAG-Leuchtstoffs bevorzugt sein kann (der bei- spielsweise mit einem Impfkristall aus der Schmelze gezo¬ gen wird) .
Alternativ zum Leuchtstoff-Einkristall kann beispielswei¬ se auch eine Leuchtstoff-Keramik als Konversionselement vorgesehen sein, kann das Konversionselement also bei¬ spielsweise durch Sintern hergestellt werden. Ein weite¬ res, ebenfalls für Hochtemperaturanwendungen geeignetes Konversionselement kann beispielsweise aus einem erhöht wärmeleitfähigen Matrixmaterial mit einem darin eingebet- teten Konversionsmaterial vorgesehen sein; „erhöht wärme- leitfähig" kann beispielsweise eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 0,5 W/mK, vorzugsweise mindestens 1 W/mK, weiter bevorzugt mindestens 1,5 W/mK meinen (ein mögli¬ ches Matrixmaterial ist beispielsweise Glas) . Nun zurück zu dem Träger mit dem daran befestigten Konversionselement (in Transmission betrieben) . Vorzugsweise ist auch die Linse an dem Träger befestigt, und zwar an dessen dem Konversionselement entgegengesetzter Seite. Es ist dann vorzugsweise gleichwohl ein Gasvolumen zwischen Linse und Träger vorgesehen (hinsichtlich des Pfades der Rückstreu-Konversionsstrahlung) . Die Reflexionsfläche kann also beispielsweise auf einer Pumpstrahlungs- Austrittsfläche der Linse vorgesehen sein, die sich vom Träger domartig weg erhebt (die Befestigung zwischen Lin- se und Träger kann sich um diesen Dom umlaufend erstrecken) .
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Träger aus Saphir vorgesehen, was beispielsweise hinsichtlich der Wärmeab- fuhr von dem daran befestigten Konversionselement bevorzugt sein kann.
Wie bereits erwähnt, ist der Träger vorzugsweise eine planparallele Platte. Diese hat eine senkrecht zu den Plattenrichtungen, also den Richtungen der planen Erstre- ckung, genommene Dicke t. Zusammen mit ihrem Brechungsindex n (genommen bei der Dominantwellenlänge der Konversi¬ onsstrahlung) ergibt sich dann in bevorzugter Ausgestaltung für den Abstand d zwischen Flächenschwerpunkt der Rückstreu-Abstrahlfläche (= Pumpstrahlungs-
Einstrahlfläche) und Reflexionsfläche: d > 0,7-(R + f (1 - 1/n)) (Gig. 1) und d < 1,3-(R + t-(l - 1/n)) (Gig. 2). Weiter bevorzugte Untergrenzen für d können bei dem 0,8- bzw. 0,9-fachen von (R + t-(l - 1/n)) liegen und weiter bevorzugte Obergrenzen bei dem 1,2- bzw. 1,1-fachen von (R + t-(l - 1/n)). Das Vorsehen einer Untergrenze (Gig. 1) soll ausdrücklich auch unabhängig vom Vorsehen einer Obergrenze (Gig. 2) offenbart sein.
Der Abstand d ist dann also derart auf die planparallele Platte (Dicke t und Brechungsindex n) angepasst, dass trotz des Versatzes, also trotz der Brechung an der planparallelen Platte, die Rückstreu-Konversionsstrahlung weitgehend senkrecht auf die Reflexionsfläche fällt. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Reflexionsfläche entweder auf der Pumpstrahlungs-Eintrittsfläche oder der Pumpstrahlungs-Austrittsfläche der Linse vorgesehen, wo¬ bei letzteres bevorzugt ist. Die entsprechende Pumpstrah- lungs-Durchtrittsfläche ist dann bezogen auf das Konver¬ sionselement konkav gekrümmt - die dem Konversionselement zugewandte Pumpstrahlungs-Austrittsfläche ist dann also auch bei Betrachtung der Linse allein konkav, wohingegen die entgegengesetzte und damit dem Konversionselement ab- gewandte Pumpstrahlungs-Eintrittsfläche bei Betrachtung der Linse allein konvex ist (und damit konkav in Bezug auf das Konversionselement) .
Im Allgemeinen könnte die „Linse" (Betrieb in Transmissi¬ on) beispielsweise auch ein Linsensystem aus mehreren, beispielsweise über Klebstoff miteinander verbundenen Einzellinsen sein (Kittgruppe) . Die Reflexionsfläche könnte dann auch auf jener Durchtrittsfläche einer der Einzellinsen vorgesehen sein, die dann nach dem Zusammensetzen innerhalb des Linsensystems liegt. Vorzugsweise meint „Linse" jedoch eine Einzellinse und ist die Refle¬ xionsfläche auf der Pumpstrahlungs-Eintrittsfläche oder eben bevorzugt der Austrittsfläche vorgesehen.
Die Pumpstrahlungs-Eintrittsfläche ist hinsichtlich des Pumpstrahlungspfads der Pumpstrahlungsquelle zugewandt, und die entgegengesetzte Pumpstrahlungs-Austrittsfläche ist dem Konversionselement zugewandt, ebenfalls hinsicht¬ lich des Pumpstrahlungspfads.
Ist die Reflexionsfläche in bevorzugter Ausgestaltung auf der Pumpstrahlungs-Austrittsfläche vorgesehen, ist die Pumpstrahlungs-Eintrittsflache weiter bevorzugt mit Bezug auf das Konversionselement ebenfalls konkav gekrümmt, al¬ so bei Betrachtung der Linse selbst konvex. In anderen Worten hat die Linse bevorzugt die Form eines Meniskus, und zwar eines positiven Meniskus, der die Pumpstrahlung fokussiert .
Es hat dann also vorzugsweise die Pumpstrahlungs- Austrittsflache (mit der Reflexionsfläche) einen größeren Krümmungsradius R als die Pumpstrahlungs-Eintrittsflache . Ein Vorteil einer Linse, bei welcher sowohl Pumpstrahlungs-Eintrittsflache als auch Austrittsfläche gekrümmt ist, kann sich beispielsweise bei einer Optimierung erge¬ ben. Vereinfacht gesprochen kann dann nämlich die Krümmung der Reflexionsfläche unabhängig von der Pumpstrah- lungs-Fokussierung optimiert werden und ist dann bei der Optimierung der die Pumpstrahlung fokussierenden Pumpstrahlungs-Eintrittsfläche lediglich der Versatz an der Pumpstrahlungs-Austrittsfläche zu berücksichtigen.
Vorzugsweise sind der positive Meniskus und das Konversi- onselement dann derart zueinander angeordnet, dass die optische Achse des positiven Meniskus den Flächenschwerpunkt der Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche durchsetzt; be¬ sonders bevorzugt ist eben eine planparallele Trägerplat¬ te dazwischen vorgesehen, auf welche die optische Achse dann senkrecht steht.
Wie bereits eingangs erwähnt, ist die Reflexionsschicht beim Betrieb in Transmission in bevorzugter Ausgestaltung eine dichroitische Reflexionsschicht, welche für die Pumpstrahlung transmissiv ist, also mindestens 70 "6 / νθΓ zugsweise mindestens 80 %, weiter bevorzugt mindestens 90 %, der Pumpstrahlung transmittiert . Die Transmissivitat ergibt sich hier als Mittelwert über den Spektralbereich der Pumpstrahlung bezogen auf konkret die Bestrahlungssi- tuation (hinsichtlich der Durchtrittswinkel) in der Bestrahlungsvorrichtung. Auch in dieser Hinsicht kann die in Bezug auf das Konversionselement gekrümmte Reflexions¬ fläche Vorteile bieten, nämlich beispielsweise die Va¬ rianz der Durchtrittswinkel verringern. Eine entsprechende dichroitische Reflexionsschicht wird vorzugsweise als Mehrschichtsystem aufgebracht, das aus mindestens zwei jeweiligen Schichtmaterialien aufgebaut ist; die Schichtmaterialien unterscheiden sich dabei in ihren Brechungsindizes. Ein erstes Schichtmaterial kann beispielsweise Siliziumdioxid und ein zweites Schichtma¬ terial beispielsweise Titandioxid sein. Für das Mehr¬ schichtsystem sind dann jeweils aus jedem Schichtmaterial eine Vielzahl Schichten gebildet und so angeordnet, dass die verschiedenen Schichtmaterialien abwechselnd aufei- nander folgen.
Auch unabhängig vom Aufbau im Einzelnen muss eine dichroitische Reflexionsschicht dabei (technisch bedingt) nicht zwingend die gesamte Konversionsstrahlung reflektieren. So kann die Reflektivität gemittelt über den Spektralbereich der Konversionsstrahlung beispielsweise bei in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 % bzw. 80 % liegen, wiederum bezogen auf konkret die Situation in der Bestrahlungsvorrichtung (die Einfallswinkel betreffend) . Im Falle einer dichroitischen Reflexionsfläche ist weiter bevorzugt, dass diese dann die gesamte Pumpstrahlungs- Eintrittsfläche oder Austrittsfläche bedeckt, vorzugswei¬ se letztere. Als „Pumpstrahlungs-Eintrittsfläche" bzw. „Austrittsfläche" wird vorliegend die entsprechende, von der Pumpstrahlung durchsetzte Seitenfläche der Linse be¬ zeichnet; eine Seitenfläche der Linse kann insofern bei¬ spielsweise ein jeweiliger Teil einer Außenfläche sein, der einen konstanten Krümmungsradius R hat (oder plan ist) .
Wie ebenfalls bereits eingangs erwähnt, kann auch beim Betrieb in Transmission alternativ zu der dichroitischen Reflexionsfläche auch eine Vollverspiegelung vorgesehen sein. Die Pumpstrahlung kann dann etwa durch ein Loch in der Reflexionsfläche oder vorzugsweise an der Reflexions¬ fläche vorbei geführt sein; die Pumpstrahlung kann die Linse also insbesondere zu deren optischer Achse versetzt durchsetzen (off axis-Konfiguration) .
Wie bereits eingangs erwähnt, handelt es sich bei der Pumpstrahlungsquelle vorzugsweise um einen Laser (Light Ämplification by Stimulated Emission of Radiation) , beispielsweise eine Laserdiode. Dabei kann „Laser" insbeson¬ dere auch auf eine Mehrzahl Laser-Quellen zu lesen sein, etwa auf ein Array aus Laserdioden. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer vorliegend offenbarten Bestrahlungsvorrichtung als Lichtquelle zur Beleuchtung. Wenngleich die Konversionsstrahlung im Allgemeinen beispielsweise auch Infrarot-Strahlung sein könnte, handelt es sich dabei vorzugsweise um sichtbares Licht. Es wird dann das an der Konversionsstrahlungs- Abstrahlflache abgegebene Konversionslicht zur Beleuch¬ tung genutzt, etwa zu Projektionszwecken (als Lichtquelle eines Projektionsgeräts) oder zur Außenbeleuchtung eines Kraftfahrzeugs. Eine bevorzugte Anwendung kann beispiels¬ weise als Lichtquelle eines Kfz-Frontscheinwerfers sein. Generell muss nicht zwingend die gesamten Pumpstrahlung konvertiert werden (Vollkonversion) , sondern kann auch nur ein Teil konvertiert und dann beispielsweise auch ei- ne Mischung aus Pumpstrahlung (Pumplicht) und Konversionslicht genutzt werden (Teilkonversion) ; bevorzugt ist eine Vollkonversion.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs¬ beispielen näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale im Rahmen der nebengeordneten Ansprüche auch in anderer Kombination erfindungswesentlich sein können und auch weiterhin nicht immer im Einzelnen zwischen den unterschiedlichen Anspruchskategorien unterschieden wird.
Im Einzelnen zeigt: Fig. 1 einen Teil einer ersten erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung mit einer dichroitischen Reflexionsfläche in einem schematischen Schnitt;
Fig. 2 Randbedingungen bei der Konstruktion der dichroitischen Reflexionsfläche gemäß Fig. 1; Fig. 3 einen Teil einer zweiten erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung mit einer auch für die Pumpstrahlung reflektiven Reflexionsfläche in einem schematischen Schnitt; Fig. 4 die Abhängigkeit der Reflektivität einer dich- roitischen Reflexionsschicht vom Einfallswinkel;
Fig. 5 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung mit Konversionselement, Linse und Pumpstrah¬ lungsquelle; Fig. 6 einen Teil einer dritten erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung mit einer dichroitischen Reflexionsfläche in einem schematischen Schnitt;
Fig. 7 eine vierte erfindungsgemäße Beleuchtungs¬ vorrichtung, bei welcher das Konversionselement im Gegensatz zu jenen gemäß den Fig. 1 bis 6 in
Reflexion betrieben wird;
Fig. 8 eine Detailansicht zu der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Figur 7.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung Fig. 1 zeigt einen Teil einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung, nämlich eine Linse 1, die Pumpstrahlung 2 auf ein Konversionselement 3 fokussiert. Die Pumpstrah¬ lung 2 trifft in diesem Fall kollimiert auf eine Pump- strahlungs-Eintrittsfläche 4 der Linse 1, um dann fokus- siert an einer Pumpstrahlungs-Austrittsfläche 5 auszutre¬ ten . Die Linse 1 ist an einer planparallelen Trägerplatte 6 befestigt, nämlich festgeklebt. Zwischen der Pumpstrah- lungs-Austrittsfläche 5 und der Trägerplatte 6 durchsetzt die Pumpstrahlung 2 ein Gasvolumen, nämlich in diesem Fall einen Luftraum 7, um dann durch die Trägerplatte 6 auf eine Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche 8 des Konversi¬ onselements 3 zu treffen.
Bei dem Konversionselement 3 handelt es sich um ein Leuchtstoffelement, und zwar eine Leuchtstoff-Keramik, welche die Pumpstrahlung 2 (vorliegend blaues Pumplicht) zu Konversionsstrahlung längerer Wellenlänge konvertiert, welche vorliegend im sichtbaren Spektralbereich liegt und im Folgenden als Konversionslicht bezeichnet wird. Der Leuchtstoff kann beispielsweise ein YAG : Ce-Leuchtstoff sein, der gelbes Konversionslicht emittiert. Es wird dann das an einer der Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche 8 entge¬ gengesetzten Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche 9 abge¬ gebene Konversionslicht genutzt.
Die Emission des Konversionslichts erfolgt jedoch im Prinzip omnidirektional , es wird also nicht nur an der Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche 9, sondern auch an der Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche 8 Konversionslicht emittiert (diese ist auch Ruckstreu-Abstrahlfläche, wird im Folgenden jedoch weiterhin als Pumpstrahlungs- Einstrahlfläche bezeichnet) .
Zur Erhöhung der Effizienz, um also auch das an der Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche 8 abgegebene Konversionslicht zumindest teilweise zur Beleuchtung nutzen zu können, ist auf der Pumpstrahlungs-Austrittsfläche 5 der Linse 1 eine Reflexionsschicht 10 vorgesehen. An der zugehörigen Reflexionsfläche 11 wird ein Großteil des an der Pumpstrah- lungs-Einstrahlflache 8 abgegebenen Konversionslichts zu¬ rück zum Konversionselement 3 reflektiert. Die Nutzung dieses Rückstreu-Konversionslichts erhöht die Effizienz.
Damit die Pumpstrahlung 2 die Reflexionsschicht 10 pas¬ sieren kann, ist letztere dichroitisch vorgesehen. Die Reflexionsschicht 10 ist also für die Pumpstrahlung 2 transmissiv, die Rückstreu-Konversionsstrahlung wird da- ran jedoch reflektiert. Um diese wellenlängenabhängige Transmission/Reflexion zu erreichen, ist die Reflexionsschicht 10 als Mehrschichtsystem aus aufeinanderfolgenden Siliziumdioxid-/Titandioxid-Schichten aufgebaut .
Fig. 3 illustriert die wellenlängenabhängige Reflektivität eines solchen Schichtsystems, dieses ist für das gelbe Konversionslicht also reflektiv, kann je¬ doch die blaue Pumpstrahlung transmittieren . In Fig. 4 ist die Reflektivität (y-Achse) über die Wellenlänge (x- Achse) aufgetragen, und zwar für fünf unterschiedliche Einfallswinkel Aol (Angle of Incidence) zur Flächennorma¬ len. Mit zunehmendem Einfallswinkel verschiebt sich die Grenzwellenlänge, unterhalb welcher das Mehrschichtsystem transmissiv wird, zunehmend nach links, also zu kleinen Wellenlängen. Ferner ist auch eine Veränderung im Refle- xionsfenster zu erkennen, kommt es nämlich bei großen Einfallswinkeln zwischen ca. 520 und 580 nm zu einem Einbruch der Reflektivität .
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Pumpstrahlungs- Austrittsfläche 5 der Linse 1 und damit die Reflexions- Schicht 10 mit der Reflexionsfläche 11 derart konkav ge¬ krümmt, dass zumindest das in einem Flächenschwerpunkt 15 der Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche 8 abgegebene Rück- streu-Konversionslicht 16a im Wesentlichen senkrecht auf die Reflexionsfläche trifft. Ein jeweiliger Einfallswin¬ kel, also der Winkel zwischen einer jeweiligen Flächennormalen und dem jeweilig einfallenden Strahl, liegt im Rahmen technisch üblicher Genauigkeit bei 0°.
Es wird jedoch an der gesamten Pumpstrahlungs- Einstrahlfläche 8 Rückstreu-Konversionslicht 16 abgege¬ ben, nicht nur im Flächenschwerpunkt 15. Das beabstandet zum Flächenschwerpunkt 15 abgegebene Rückstreu- Konversionslicht 16b trifft jedoch ebenfalls nahezu senk¬ recht auf die Reflexionsfläche 11, selbst für am Rand der Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche 8 abgegebenes Rückstreu- Konversionslicht beträgt der Einfallswinkel maximal eini¬ ge Grad (weniger als 3°) .
Im Vergleich zu einem Referenzfall mit einer planen, senkrecht zur optischen Achse 17 orientierten Reflexions- fläche 11 variieren die Einfallswinkel einerseits deut¬ lich weniger und ist auch ein mittlerer Einfallswinkel deutlich geringer. Damit ist die Reflektivität der Refle¬ xionsschicht 10 für das gesamte Rückstreu- Konversionslicht 16 im Wesentlichen gleich, kann das Mehrschichtsystem also entsprechend optimiert und das Rückstreu-Konversionslicht 16 damit effizient genutzt werden. Es wird im Ergebnis mehr Konversionslicht 18 an der Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche 9 abgegeben (der Übersichtlichkeit halber ist nur das in deren Flächen- Schwerpunkt abgegebene Konversionslicht 18 dargestellt, die Emission erfolgt entsprechend Lambertsch über die ge¬ samte Abstrahlfläche 9) .
Fig. 2 veranschaulicht die Konstruktion einer entspre- chenden Anordnung aus Linse 1, Trägerplatte 6 und Konver¬ sionselement 3. Die Trägerplatte 6 aus Saphir ist planpa¬ rallel und hat eine senkrecht zu den Richtungen der pla¬ nen Erstreckung genommene Dicke t; ihr Brechungsindex n liegt bei ca . 1,8. Der Flächenschwerpunkt 15 der Pumpstrahlungs- Einstrahlfläche 8 hat einen entlang einer Flächennormalen 21 genommenen Abstand d zur Reflexionsfläche 11. Die Krümmung der Reflexionsfläche 11 hat einen Radius R, der in etwa dem 1,2-fachen der mittleren Erstreckung x der Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche 8 entspricht. Vorliegend ist die Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche 8 quadratisch und ergibt sich die mittlere Erstreckung x als Mittelwert von Kantenlänge und Diagonale. Die Pumpstrahlungs- Einstrahlfläche 8 hat in diesem Beispiel eine senkrecht zur optischen Achse 17 genommene Fläche von lxl mm2, x ergibt sich also zu x ~ 1,2 mm. Der Radius R beträgt 0,7 mm und d ergibt sich in etwa zu d ~ 0,83 mm. Die Dicke der Trägerplatte 6 beträgt 0,5 mm, und sie hat einen Bre¬ chungsindex n = 1,78. Im Falle kollimiert auf die Pumpstrahlungs- Eintrittsfläche 4 der Linse 1 fallender Pumpstrahlung 2 beträgt der Radius REF der Pumpstrahlungs- Eintrittsfläche 4 dann beispielsweise 1,08 mm bei einem entlang der optischen Achse 17 genommenen Abstand zur Reflexionsfläche 11 von 2 mm (Brechungsindex der Linse: 1,62) . Fällt das Pumplicht 2 beispielsweise leicht fokus- siert auf die Pumpstrahlungs-Eintrittsfläche 4, kann der Radius REF dann 1,2 mm bei einem Abstand zur Reflexions- fläche 11 von 2 mm betragen (Brechungsindex der Linse: 1, 62) .
Nun liegt zunächst der Mittelpunkt 22 der der Reflexions¬ fläche 11 zugrunde liegenden Kugel mit dem Radius R auf einer Geraden entlang der Flächennormalen 21. Ferner ist der Abstand d so angepasst, dass er der Summe aus Radius R und t(l-l/n) entspricht. Es wird also ein durch die Trägerplatte 6 bedingter Versatz derart berücksichtigt, dass im Ergebnis das Rückstreu-Konversionslicht 16 senk¬ recht auf die Reflexionsfläche 11 fällt. Fig. 3 zeigt eine hinsichtlich der Reflexions- /Transmissionseigenschaften der Reflexionsschicht 31 mit der Reflexionsfläche 32 zu der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 alternative Ausgestaltung. In diesem Fall ist nämlich eine Vollverspiegelung vorgesehen, an der Reflexionsfläche 32 wird also nicht nur das Rückstreu- Konversionslicht (der Übersichtlichkeit halber nicht dar¬ gestellt) , sondern auch zurückgestreute Rückstreu- Pumpstrahlung 33 reflektiert.
Damit die von der Pumpstrahlungsquelle stammende Pump- Strahlung 2 gleichwohl durch die Linse 1 zum Konversionselement 3 gelangen kann, ist die Pumpstrahlungs- Austrittsfläche 5 in diesem Fall nicht vollständig mit der Reflexionsschicht 31 bedeckt. Die Pumpstrahlung 2 durchsetzt die Linse 1 versetzt zu ihrer optischen Achse 17 und passiert so die Reflexionsschicht 31.
Indem im Bereich der Reflexionsschicht 31 dann neben dem Rückstreu-Konversionslicht auch Rückstreu-Pumpstrahlung 33 reflektiert wird, kann die Effizienz der Beleuchtungs¬ vorrichtung weiter erhöht werden. Die Reflexionsfläche 32 ist nämlich analog der vorstehenden Beschreibung konkav gekrümmt, sodass die Rückstreu-Pumpstrahlung 33, wie das Rückstreu-Konversionslicht auch, im Wesentlichen senk- recht auf die Reflexionsfläche 32 fällt. Sowohl das Rück¬ streu-Konversionslicht als auch die Rückstreu- Pumpstrahlung 33 werden nämlich an der Pumpstrahlungs- Einstrahlfläche Lambertsch und damit mit der gleichen Winkelverteilung emittiert. Die Rückstreu-Pumpstrahlung 33 trifft also im Wesentli¬ chen senkrecht auf die Reflexionsfläche 32 und wird folg¬ lich zu ihrem Ursprungsort auf der Pumpstrahlungs- Einstrahlfläche 8 zurückreflektiert, trifft also erneut auf das Konversionselement 3 und kann konvertiert werden. Die Effizienz wird also nicht nur durch die Nutzung des Rückstreu-Konversionslichts , sondern auch durch eine ver¬ besserte Nutzung der Pumpstrahlung erhöht.
Fig. 5 zeigt von der Linse gemäß den Fig. 1 und 2 ausge¬ hend, also für den Fall einer dichroitischen Reflexions- schicht 11, den Aufbau einer Bestrahlungsvorrichtung 50 im Gesamten.
Die Pumpstrahlung 2 (der Übersichtlichkeit halber ist nur ein Hauptstrahl gezeigt) wird von einer Laserdiode 51 emittiert und einer plankonvexen Kondensorlinse 52 kollimiert. Dieser nachgelagert ist eine Überlagerungsop¬ tik 53 vorgesehen, welche die von der Laserdiode 51 emit¬ tierte Pumpstrahlung 2 mit der Pumpstrahlung weiterer La- serdioden überlagert. Vorliegend ist also ein Array aus Laserdioden 51 vorgesehen, die senkrecht zur Zeichenebene aufgereiht angeordnet sind. Konkret sind dies drei Laser¬ dioden, wovon neben der dargestellten Laserdiode 51 eine hinter und die andere vor der Zeichenebene liegt. Die Überlagerungsoptik 53 führt die drei Laserstrahlen zusammen, und zwar über Reflexionen in Keilplatten 53a und eine nachgelagerte Plankonvexlinse 53b. Über einen Spiegel 54 wird die Pumpstrahlung 2 dann auf die Pump- strahlungs-Eintrittsflache 4 der Linse 1 gelenkt, durch- setzt die Linse 1 und die nachgeordnete Trägerplatte 6 und trifft schließlich auf die Pumpstrahlungs- Einstrahlflache 8 des Konversionselements 3. Hinsichtlich des weiteren Zusammenwirkens der Linse (mit der vorlie¬ gend nicht dargestellten dichroitischen Reflexionsschicht 10) mit an der Pumpstrahlungs-Einstrahlflache 8 abgegebe¬ nen Rückstreu-Konversionslicht wird auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.
Fig. 6 zeigt als weitere Ausführungsform einen Teil einer Bestrahlungsvorrichtung, und zwar eine plankonvexe Lin- se 1, die Pumpstrahlung 2 auf ein Konversionselement 3 fokussiert. In diesem Fall trifft die Pumpstrahlung 2 von einer vorgelagerten (nicht dargestellten) Linse fokussiert auf die konvexe (in Bezug auf das Konversionsele¬ ment 3 konkave) Pumpstrahlungs-Eintrittsflache 4 der Lin- se 1. Die Pumpstrahlung 2 ist derart fokussiert, dass sie senkrecht auf die Pumpstrahlungs-Eintrittsflache 4 fällt.
Die Reflexionsschicht 10 ist auf der konvexen Pumpstrah¬ lungs-Eintrittsflache 4 vorgesehen. Von dem Konversions- element 3 (wiederum YAG:Ce) an der Pumpstrahlungs- Einstrahlflache 8 (= Rückstreu-Abstrahlflache) abgegebe¬ nes Rückstreu-Konversionslicht 16a, b fällt wiederum unter geringen Einfallswinkeln (im Wesentlichen senkrecht) auf die in Bezug auf das Konversionselement 3 konkave Refle- xionsfläche 11 und wird zurück zum Konversionselement 3 reflektiert, was den Anteil des an der Konversionsstrah- lungs-Abstrahlfläche 9 abgegebenen Konversionslichts 18 erhöht .
Die gekrümmte Reflexionsschicht 10 mit der Reflexionsflä- che 11 ist in diesem Fall auf der konvexen Pumpstrahlungs-Eintrittsfläche 4 vorgesehen. Auf der planen Pump- strahlungs-Austrittsfläche 5 ist direkt (in unmittelbarem optischen Kontakt) das Konversionselement 3 angeordnet, nämlich aufgeklebt. In diesem Fall hat die Reflexionsfläche 11 bei einem Kon¬ versionselement 3 mit einer senkrecht zur optischen Achse genommenen (quadratischen) Fläche von lxl mm2 (x ~ 1,2) einen Krümmungsradius von 2 mm bei einem Brechungsindex der Linse 1 von 1,78. Die bisherigen Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 1, 2, 3, 5 und 6 waren jeweils auf ein in Transmission betriebenes Konversionselement 3 gerichtet, bei dem also die Rückstreu-Abstrahlfläche 8 gleich der Pumpstrahlungs- Einstrahlfläche 8 ist bzw. in anderen Worten an einer Seite (Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche) die Pumpstrahlung zu- und an der entgegengesetzten Seite (Konversionsstrah- lungs-Abstrahlfläche) das Konversionslicht abgeführt wird.
Demgegenüber wird das Konversionselement bei dem Ausfüh¬ rungsbeispiel gemäß den Figuren 7 und 8 in Reflexion be¬ trieben, wird also an einer Seite Pumpstrahlung zu- und das Konversionslicht an derselben Seite abgeführt. Die Pumpstrahlungs-Einstrahlfläche 71 ist in diesem Fall zu¬ gleich Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche 72, und die Rückstreu-Abstrahlfläche 8 liegt den beiden 71, 72 entge¬ gengesetzt (vgl. Figur 8 für eine Detailansicht) .
Figur 7 illustriert den Aufbau, mit welchem das Konversi- onselement 3 in Reflexion betrieben wird, in einer Übersicht. Die wiederum von einer Laserdiode 51 ausgehende Pumpstrahlung 2 wird mit der plankonvexen Kondensorlinse 52 kollimiert (Kollimationslinse) . Dieser nachgelagert ist ein Strahlteiler 75 mit einer dichroitischen Reflexi- onsschicht 76 angeordnet, an welcher die Pumpstrahlung 2 reflektiert wird, die dann jedoch für das Konversionslicht transmissiv ist. Über ein Linsensystem 77 aus einer Plankonvexlinse 77a und einem Meniskus 77b wird die Pumpstrahlung 2 auf die Pumpstrahlungs- Einstrahlfläche 71 des Konversionselements 3 fokussiert.
Das infolgedessen erzeugte Konversionslicht wird zum Teil (~ 50 %) an der Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche 72 emittiert, der andere Teil (~ 50 %) wird als Rückstreu- Konversionsstrahlung 16 an der Rückstreu-Abstrahlfläche 8 abgegeben. Darauf wird anhand von Figur 8 noch im Detail Bezug genommen.
Das an der Konversionsstrahlungs-Abstrahlflache 72 abge¬ gebene Konversionslicht wird über das (auch zur Einkopplung der Pumpstrahlung genutzte) Linsensystem 77 weitgehend kollimiert, durchsetzt die dichroitische Schicht 76 und den Strahlteiler 75 und wird anschließend von einer Auskoppellinse 78 fokussiert und der Beleuch¬ tungsanwendung zugeführt. Der Übersichtlichkeit halber ist der Strahlengang des Konversionslichts in Figur 7 nicht dargestellt.
Figur 8 zeigt das Konversionselement 3 mit der in diesem Fall hinsichtlich des Pfades der Pumpstrahlung 2 nachgelagerten Plankonvexlinse 79 in einer vergrößerten Dar- Stellung. In diesem Fall ist nicht die Pumpstrahlung, sondern das Konversionslicht dargestellt, und zwar mit einigen, exemplarisch einer ray tracing-Simulation entnommenen Strahlen. Dabei ist sowohl originär an der Kon- versionsstrahlungs-Abstrahlflache 72 abgegebenes Konversionslicht als auch an der Rückstreu-Abstrahlflache 8 abgegebenes Rückstreu-Konversionslicht 16 dargestellt.
Das Konversionselement 3 ist auf die Linse 7 aufgeklebt, das Rückstreu-Konversionslicht 16 tritt also (über die im Prinzip vernachlässigbare KlebstoffSchicht ) in die Plan- konvexlinse 79 ein und trifft dann auf die Reflexionsflä¬ che 81 der Reflexionsschicht 82 (einem Metallfilm) und wird zurück zum Konversionselement 3 reflektiert. Dieses zurückreflektierte Rückstreu-Konversionslicht durchsetzt dann das Konversionselement 3 und tritt jedenfalls zum Großteil an der Konversionsstrahlungs-Abstrahlflache 72 aus. Es kann gemeinsam mit dem originär dort abgegebenen Konversionslicht 18 genutzt werden.
Andererseits wird auch nicht die gesamte Pumpstrahlung 2 beim ersten Durchtritt durch das Konversionselement 3 konvertiert, sondern tritt auch ein Teil davon an der Rückstreu-Abstrahlfläche 8 aus, und zwar aufgrund von Streuprozessen auch winkelverkippt zur optischen Achse 17. Der Übersichtlichkeit halber ist die Pumpstrahlung in Figur 8 nicht dargestellt, die an der Rückstreu- Abstrahlfläche 8 abgegebene Pumpstrahlung wird jedoch dem Rückstreu-Konversionslicht 16 vergleichbar an der ge¬ krümmten Reflexionsfläche 81 zurück zum Konversionsele¬ ment 3 reflektiert. Die Vollverspiegelung ist sowohl für die Pumpstrahlung also auch für das Konversionslicht reflektiv .
Die zum Konversionselement 3 zurückreflektierte Pump¬ strahlung wird dann (beim erneuten Durchtritt durch das Konversionselement 3) zum Großteil konvertiert, was die Effizienz erhöht. Die gekrümmte Reflexionsfläche 81 ist also sowohl hinsichtlich des Konversionslichts (Nutzung gemeinsam mit dem originär an der Konversionsstrahlungs- Abstrahlfläche 72 abgegebenen Konversionslicht) als auch die Pumpstrahlung betreffend von Vorteil, weil sie letz- tere auf das Konversionselement 3 reflektiert.

Claims

Bestrahlungsvorrichtung (50) mit
einer Pumpstrahlungsquelle (51) zur Emission von Pumpstrahlung (2),
einem Konversionselement (3) zur zumindest teilwei¬ sen Konversion der Pumpstrahlung (2) in längerwellige Konversionsstrahlung (16,18), welches Konversionselement (3) eine Konversionsstrahlungs- Abstrahlfläche (9) aufweist,
und einer für die Konversionsstrahlung (16,18) zumindest teilweise reflektiven Reflexionsfläche (11), auf welche eine Rückstreu-Konversionsstrahlung (16) fällt, die das Konversionselement (3) an einer der Konversionsstrahlungs-Abstrahlfläche (9, 72) entge¬ gengesetzten Rückstreu-Abstrahlfläche (8) abgibt, welche Reflexionsfläche (11) mit Bezug auf das Kon¬ versionselement (3) derart konkav gekrümmt ist, dass zumindest die gesamte in einem Flächenschwerpunkt (15) der Rückstreu-Abstrahlfläche (8) divergent ab¬ gegebene Rückstreu-Konversionsstrahlung (16a) unter einem jeweiligen Einfallswinkel von dem Betrag nach höchstens 20 ° auf die Reflexionsfläche (11) fällt.
Bestrahlungsvorrichtung (50) nach Anspruch 1, bei welcher die Reflexionsfläche (11) derart konkav ge¬ krümmt ist, dass zumindest 80 % der gesamten Rück¬ streu-Konversionsstrahlung (16) unter einem Einfallswinkel auf die Reflexionsfläche (11) fallen, der dem Betrag nach kleiner als 20° ist. Bestrahlungsvorrichtung (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher zwischen der Reflexionsfläche (11) und dem Konversionselement (3) ein optisch wirksames Gasvolumen angeordnet ist.
Bestrahlungsvorrichtung (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Reflexionsfläche (11) zumindest bereichsweise die Form eine Kugel¬ oberfläche hat.
Bestrahlungsvorrichtung (50) nach Anspruch 4, bei welcher die der Kugeloberfläche zugrundeliegende Ku¬ gel einen Radius R hat und die Rückstreu- Abstrahlfläche (8) eine mittlere Erstreckung x hat, wobei R ^ x/2.
Bestrahlungsvorrichtung (50) nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher der Flächenschwerpunkt (15) der Rück- streu-Abstrahlfläche (8) einen entlang einer Flä¬ chennormalen (21) genommenen Abstand d zu der Reflexionsfläche (11) hat und die der Kugeloberfläche zu¬ grundeliegende Kugel einen Radius R hat, wobei d ^ R.
Bestrahlungsvorrichtung (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Rückstreu- Abstrahlfläche (8) gleich einer Pumpstrahlungs- Einstrahlfläche (8) ist, das Konversionselement (3) also in Transmission betrieben wird. Bestrahlungsvorrichtung (50) nach Anspruch 7, bei welcher die Reflexionsfläche (11) Teil einer Linse (1) ist, welche zwischen der Pumpstrahlungsquelle (51) und dem Konversionselement (3) angeordnet ist, welche Linse (1) vorzugsweise so vorgesehen und an¬ geordnet ist, dass sie die Pumpstrahlung (2) auf das Konversionselement (3) fokussiert.
Bestrahlungsvorrichtung (50) nach Anspruch 8 mit einem für die Pumpstrahlung (2) und die Konversionsstrahlung (16,18) transmissiven Träger (6), vorzugsweise einer planparallelen Platte, der zwischen der Linse (1) und dem Konversionselement (3) angeordnet ist und an dem zumindest das Konversionselement (3) befestigt ist.
Bestrahlungsvorrichtung (50) nach Anspruch 9 in Verbindung mit Anspruch 6, bei welcher der Träger (6) eine planparallele Platte ist, die eine Dicke t und einen Brechungsindex n hat, wobei 0,7 · (R + t-(l - 1/n)) < d < 1,3-(R + t-(l - 1/n) ) .
Bestrahlungsvorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei welcher die Linse (1) eine Pump- strahlungs-Eintrittsfläche (4) und eine Pumpstrah- lungs-Austrittsfläche (5) hat und die Reflexionsflä¬ che (11) auf einer davon vorgesehen ist, vorzugswei¬ se auf der Pumpstrahlungs-Austrittsfläche (5) . Bestrahlungsvorrichtung (50) nach Anspruch 11, bei welcher die Reflexionsfläche (11) auf der Pumpstrah- lungs-Austrittsfläche (5) vorgesehen ist und auch die Pumpstrahlungs-Eintrittsfläche (4) mit Bezug auf das Konversionselement (3) konkav gekrümmt ist, näm¬ lich die Linse (1) die Form eines positiven Meniskus hat .
Bestrahlungsvorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei welcher eine dichroitische Refle¬ xionsschicht (10) die Reflexionsfläche (11) zur Ver¬ fügung stellt, welche dichroitische Reflexions¬ schicht (10) für die Pumpstrahlung (2) weitgehend transmissiv ist.
Bestrahlungsvorrichtung (50) nach Anspruch 13, bei welcher die Linse (1) eine Pumpstrahlungs- Eintrittsfläche (4) und eine Pumpstrahlungs- Austrittsfläche (5) aufweist und die Reflexions¬ schicht (10) eine davon vollständig bedeckt.
Bestrahlungsvorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei welcher die Reflexionsfläche (11) für die Pumpstrahlung (2) reflektiv ist und die Pumpstrahlung (2) an der Reflexionsfläche (11) vor¬ bei durch die Linse (1) geführt wird.
16. Verwendung einer Bestrahlungsvorrichtung (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche als Lichtquelle zur Beleuchtung, wobei an der Konversionsstrahlungs- Abstrahlfläche (9) abgegebenes Konversionslicht (18) zur Beleuchtung genutzt wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016133655A1 (en) * 2015-02-16 2016-08-25 Osram Sylvania Inc. Light source utilizing wavelength conversion
CN109426050A (zh) * 2017-08-22 2019-03-05 精工爱普生株式会社 波长转换元件、光源装置和投影仪

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6964611B2 (ja) * 2016-06-28 2021-11-10 ルミレッズ ホールディング ベーフェー 熱伝導性の蛍光取り出しドームを備えたレーザベース光源
JP6829821B2 (ja) * 2018-10-01 2021-02-17 カシオ計算機株式会社 光源装置及び投影装置
CN117687259A (zh) * 2022-09-02 2024-03-12 中强光电股份有限公司 反射式扩散装置及投影装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012091973A1 (en) * 2010-12-29 2012-07-05 3M Innovative Properties Company Remote phosphor led device with broadband output and controllable color
US20120257386A1 (en) * 2011-06-24 2012-10-11 Xicato, Inc. Led based illumination module with a reflective mask
US20140016300A1 (en) * 2012-07-13 2014-01-16 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, illuminating apparatus, and light emitting method
US20140177201A1 (en) * 2012-12-24 2014-06-26 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Illumination apparatus using laser diode as light source

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101120203A (zh) * 2005-02-16 2008-02-06 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 照明设备
CN102563410B (zh) * 2011-12-04 2014-08-06 深圳市光峰光电技术有限公司 发光装置、投影装置和照明装置
DE102012220455A1 (de) * 2012-11-09 2014-05-15 Osram Gmbh Leuchtvorrichtung mit halbleiterlichtquelle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012091973A1 (en) * 2010-12-29 2012-07-05 3M Innovative Properties Company Remote phosphor led device with broadband output and controllable color
US20120257386A1 (en) * 2011-06-24 2012-10-11 Xicato, Inc. Led based illumination module with a reflective mask
US20140016300A1 (en) * 2012-07-13 2014-01-16 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, illuminating apparatus, and light emitting method
US20140177201A1 (en) * 2012-12-24 2014-06-26 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Illumination apparatus using laser diode as light source

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016133655A1 (en) * 2015-02-16 2016-08-25 Osram Sylvania Inc. Light source utilizing wavelength conversion
US10236658B2 (en) 2015-02-16 2019-03-19 Alan Lenef Light source utilizing wavelength conversion
CN109426050A (zh) * 2017-08-22 2019-03-05 精工爱普生株式会社 波长转换元件、光源装置和投影仪

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