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半导体激光器在照明领域的应用

来源:欧益光电2024-04-16 我要评论(0 )   

目前在照明领域,发光二极管的地位毋庸置疑,但是在某些特殊情况下,发光二极管的缺陷就会被放大导致照明效果不好或者完全无法使用。而利用高功率的半导体激光器照明技...

  目前在照明领域,发光二极管的地位毋庸置疑,但是在某些特殊情况下,发光二极管的缺陷就会被放大导致照明效果不好或者完全无法使用。而利用高功率的半导体激光器照明技术就慢慢走近研发人员的视野。



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激光的高穿透性和准直性



半导体激光器可以提供LED所达不到的高光通量、良好的方向性等优良特性,但是也要考虑在实践中,半导体激光器照明系统需要透镜、反射镜、荧光粉和散热器的复杂组合,以及仔细的系统设计。虽然这使得激光驱动的照明系统比 LED 照明更复杂,但激光技术相对较高的输出通量可实现更引人注目和引人注目的效果,如图所示悉尼歌剧院的墙壁照明。



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LED很难实现如此高亮度的照明效果,虽然也有研究人员在开发新材料填补LED这一空白,但是其相对成本明显比半导体激光器照明系统的设计成本要大得多。




来自激光器的光是定向的、单色的和相干的。尽管这些属性中的每一个对于特定的照明应用都很有价值,但一般的高亮度照明需要白色或准白色的非相干光。一种波长转换荧光粉可以将单色激光变成广谱光,这样在人眼看来就会是白色的。但是激光的高功率同样带来了高热量,由于斯托克司频移(Stokes shift)的存在,导致能量大多以热能散出,这种热量使磷光体退化并降低了波长转换效率。俄亥俄大学的FAIZ RAHMAN教授设计了一款荧光转盘可以很好的解决这一问题,如图。



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泵浦激光束在圆盘边缘附近入射。由于圆盘旋转,加热区域在再次在激光束下旋转之前冷却。



建筑照明是一种需要非常明亮的光源的应用。基于激光的磷光体转换灯非常适用于此。泵送合适的磷光体子系统的多激光模块提供电力以照亮整个建筑立面。有了这样的光源,即使是大型建筑物的外部,几盏高强度的灯也可以照亮。另一个应用是外科手术室的照明。高精度操作需要非常强的光线来最大化对比度。目前在手术室中使用的灯体积庞大,因为它们由一组高强度放电灯组成。使用激光驱动的照明系统可以大大简化这些组件。目前有很多成熟的专利面试,现有的手术灯能耗高,在长时间、高亮度照明后容易亮度降低,并且现有的手术灯的灯泡在多次使用后容易坏掉。而激光作为一种新型的光源,其亮度与太阳光接近,相比于现有先进的LED灯,激光灯的发光效率高于LED灯60%,相应速度更快、亮度衰减更低、体积小、寿命更长,而在使用过程中,激光灯的发热量更低,是作为手术灯的理想光源。

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欧益


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半导体激光器照明领域
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