目前，激光光源基于半極性GaN激光二極管，并結合先進的熒光粉技術。由于激光集中于熒光粉上某個微小點發射光線并轉換成白光，光源能夠輸出安全且高度準直的白光。基于激光的方法，其屬性包括溫度的升高遠低于LED。激光泵浦也是實用的，因為在近紫外發射的裝置很容易獲得，并且可以有效地起到這種作用。基于激光二極管的固態照明系統已經在高亮度照明應用中獲得了應用，并且現在有幾家制造商已經生產了。
激光二極管泵浦燈具發展的動力之一是避免LED效率下降。目前，除了Soraa和其他幾家外，其他LED源的制造商使用的芯片不包含短于約450nm的波長。因此，當采用這些峰值波長為450-460nm的廉價LED用于磷光體泵浦時，得到的光源在光譜的紫色部分會不足。使用405nm紫外發光激光二極管的白光燈可以避免這種情況。使用短波長磷光體泵浦，光譜輸出更豐富，光譜覆蓋率更大，而且顯色指數高于典型的LED泵浦白光源(參見圖1)。
圖1.來自激光二極管泵浦白光燈的光的色度點幾乎是中性的(x=0.3305，y=0.3309)，證明了光源的光譜豐富度。圖中的黑線是普朗克軌跡。
在許多情況下，比白光質量更重要的是數量。以這種方式判斷，激光二極管泵浦發出的光線很強，因此它們是建筑照明、探照燈和汽車前燈理想的高強度光源。激光源的另一個屬性是發出的光光束發散性極小，幾乎接近平行。激光泵浦光源的優點引起了汽車制造商的注意，它們正在積極為高端車型安裝上激光頭燈。*像LED照明在汽車行業的滲透一樣，高端車型*潮流，其中*包括寶馬的一些車型(見圖2)。
圖2.寶馬的激光前照燈具有單獨的激光二極管、光束組合器、熒光體靶和反射器組件
激光泵浦結構
與LED不同，當使用激光二極管來泵浦熒光體時，需要不同的結構。由于激光輻射的定向特性及其高強度，不可能簡單地*把磷光體沉積在泵裝置的頂部。相反，需要更多的光學設計，例如磷光體板和反射器的組合，或者使用磷光體涂覆的積分球(參見圖3)。對于這兩種方法，只要使用合適的技術來組合多個激光束，*可以使用一個或兩個以上的二極管進行泵浦。這意味著激光泵浦光模塊的光功率沒有上限。使用遠程泵浦結構的另外一個優點是磷光體不在熱部件上，這可以防止熒光體在操作期間加熱，大大延長其使用壽命。激光泵浦的一個相對簡單的方法是將激光器引導到熒光體板并且用反射器準直所得到的輻射(參見圖3(a))。然而，在光功率轉換方面，使用熒光體涂覆的積分球更有效(參見圖3(b))。
圖3.激光二極管泵浦的典型光學設置
雖然激光泵浦產生的白光源有很多的優點，但是也必須要考慮其局限性。*像基于LED的燈一樣，發射的光線包含兩個不同的組成部分：來自磷光體的下轉換光，以及剩余的未轉換的激光。不同的是，使用激光*的區別*是內在的一致性，這會導致斑點，即在亮面上出現可見光及暗點。這些斑點是不能忽視的，斑點不僅讓人分心，還對視覺感知有負面影響，妨礙了檢測照明物體的空間細節。測試表明，斑點將視力敏度降低了40%，降低了感知高低空間頻率的能力。這些問題是直接激光照明未能流行的一部分原因。請注意，使用激光投影機時，通過一些手段來減少激光的相干性，可以將斑點轉化為可接受的水平。但是使用激光照射熒光體，斑點甚至可以降到更低的水平。在這種情況下，斑點很小，可以完全忽略。*的光學設計可以確保大多數激光被轉換成不發出斑點的較長波長，同時剩余的激光表現出非常小的斑點，這是由于當它通過熒光體層時經歷多次散射，其相干性降低。磷光泵浦激光系統產生的光線強、色彩豐富、無斑點，優于LED燈具產生的光。
關于激光泵浦白光源的討論
激光泵浦白光源的*缺點與二極管相關。首先，這款芯片的價格比LED要高很多。盡管在數據存儲應用中廣泛應用，但對于等效的發光水平，激光二極管比LED要貴得多。由于成本高，激光泵浦磷光體系統價格昂貴，目前只能部署在專門的、不那么在乎成本的照明應用中。
激光泵浦照明系統的一個優點是可以覆蓋廣泛的輸出功率。商用激光二極管的功率額定值從幾毫瓦到幾瓦，通過組合幾個激光器的輸出可以形成更強大的源。但是，這不利于系統的壽命。這是因為二極管壽命低于LED的壽命，特別是當它們在高驅動電流下工作時。壽命短的原因可以追溯到激光結構中微小的、預先存在的晶體位錯。當器件以高功率驅動時，這些缺陷會隨之增大。以這種方式運行會逐漸形成廣泛的位錯網絡，稱為暗線缺陷。它們作為非輻射復合的位點，減少了設備的光輸出。二極管的亮度會隨著時間的推移而減少，并且由于泵浦的光源輸出下降，亮度太低直到燈滅。但是，隨著激光二極管的成熟度增加，以上這些問題的嚴重程度會減弱，直至消除。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
