CN108180403A - 一种液冷激光发光装置及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液冷激光发光装置及其制作方法,该装置包括基座、透镜、荧光转换片和LD发光光源;基座包括基板,基板顶部固定设置有顶部开口的腔体,腔体侧面相对两端开设有液体进口和液体出口;腔体顶部密封粘贴透镜;位于腔体内部的基板上通过荧光材料支撑体固定设置荧光转换片;荧光转换片与基板之间固定设置焊接有LD发光光源的电路。本发明将LD发光光源工作产生的大量热通过线路板和引脚直接传导到液体中,液体将热主动带走,保证了LD发光光源的使用温度,具有很好的导热散热能力,有效提高出光效率和使用寿命,同功率大面积降低散热器体积,可在小面积光源实现大功率激光发光,光效好、重量轻,成本低,实现了LD激光照明。
Description
技术领域
本发明是关于一种液冷激光发光装置及其制作方法,涉及激光发光技术领域。
背景技术
在全球能源危机、环保要求不断提高的情况下,低功耗、长寿命的半导体照明已被世界公认为一种节能环保的重要途径。全球主要国家政府对半导体照明予以高度重视,相继推出半导体照明计划,已形成世界性的半导体照明技术合围突破的态势。以高效高亮度半导体激光照明为核心的半导体照明产业是21世纪最具有发展前景的高新技术产业,正在引发全球性的照明光源革命。
目前随着半导体技术的发展,半导体发光具有高效,节能,环保寿命长等特点而得到了广泛应用;诺贝尔物理学奖获得者,蓝光LED之父中村修二2014年12月8日在瑞典斯德哥尔摩大学举行诺贝尔奖纪念演讲中指出,半导体激光照明是未来照明的发展方向。激光照明具有亮度高、方向性好、照射距离远、效率高、能耗低、易于配光等优势;因此,中村修二预计激光照明将来会取代其他半导体照明;可以预见,随着技术的不断成熟,激光照明的成本将不断降低,在不久的将来蓝光半导体激光照明将成为照明领域的主流光源。LD(半导体激光二极管)蓝光激光照明亮度高,方向性集中,因此在转换成白光时LD光源和白光转换材料都产生大量的热且热量非常集中,如果不能有效快速的将热量导出,将无法实现照明。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种导热效果好且成本低的液冷激光发光装置及其制作方法。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种液冷激光发光装置,其特征在于,该装置包括基座、透镜、荧光转换片和LD发光光源;所述基座包括基板,所述基板顶部固定设置有顶部开口的腔体,所述腔体侧面相对两端开设有液体进口和液体出口;所述腔体顶部密封粘贴所述透镜;位于所述腔体内部的所述基板上通过荧光材料支撑体固定设置所述荧光转换片;所述荧光转换片与所述基板之间固定设置焊接有所述LD发光光源的电路。
进一步地,位于所述荧光转换片下方的所述基板顶部通过线路板支撑柱固定设置线路板,所述线路板顶部焊接有所述LD发光光源,所述线路板底部设置有电路层,所述LD发光光源的引脚穿过所述线路板固定连接所述电路层并导通。
进一步地,所述透镜采用厚度为1~8mm的钢化平面玻璃透镜。
进一步地,所述荧光转换片采用0.15~2mm厚的YAG单晶或YAG透明陶瓷。
进一步地,所述LD发光光源4波长为450nm的激光二极管。
进一步地,所述基座采用铝制作而成。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种液冷激光发光装置制作方法,其特征在于包括以下内容:通过机加工得到一体成型的基座,其中,基座包括基板和顶部开口的腔体,基板顶部加工有荧光材料支撑柱和线路板支撑柱,腔体的侧面相对两侧加工有液体入口安装孔和液体出口安装孔;加工线路板,并在线路板上根据要求进行打孔;将LD发光光源放置在线路板顶部,LD发光光源引脚***线路板预设的孔内,并进行正负极区分,将LD发光光源引脚穿过线路板采用焊锡将LD发光光源引脚与线路板底部的电路层进行焊接固定并导通;将焊接固定有LD发光光源的线路板采用粘结胶粘贴固定在线路板支撑柱顶部;将荧光转换片固定设置在荧光材料支撑柱顶部;将透镜通过粘结密封胶粘贴固定在腔体顶部;将液体入口管和液体出口管分别安装在腔体的液体入口安装孔和液体出口安装孔内。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本发明将荧光材料转换产生的大量热直接被液体导走,使荧光材料工作温度不超标,确保荧光材料不会高温失效,同时提高转换效率。2、本发明将LD发光光源工作产生的大量热通过线路板和引脚直接传导到液体中,液体将热主动带走,保证了LD发光光源的使用温度,具有很好的导热散热能力,有效提高出光效率和使用寿命,同功率大面积降低散热器体积,可在小面积光源实现大功率激光发光,光效好、重量轻,成本低,实现了LD激光照明。本发明可以广泛应用于液冷激光发光装置的制作及使用中。
附图说明
图1是本发明的液冷激光发光装置结构示意图;
图2是本发明的液冷激光发光装置3D切面结构示意图,其中箭头表示出光方向;
图中附图标记为:1基座、11基板、12腔体、13液体进口、14液体出口、15荧光材料支撑柱、16线路板支撑柱、17线路板、18电路层、2玻璃透镜、3荧光转换片、4LD发光光源、5为液体入口管、6液体出口管。
具体实施方式
以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解,附图的提供仅为了更好地理解本发明,它们不应该理解成对本发明的限制。
如图1、图2所示,本发明提供的液冷激光发光装置,包括基座1、玻璃透镜2、荧光转换片3和LD发光光源4。
基座1包括有基板11和顶部开口的腔体12,基板11的顶部固定设置圆柱形腔体12,腔体12侧面相对两端开设有液体进口13和液体出口14,腔体12的顶部密封粘贴有玻璃透镜2,位于腔体12内的基板11顶部通过若干荧光材料支撑柱15(以此为例,不限于此,可以采用其他支撑体进行支撑)固定设置荧光转换片3,位于荧光转换片3下方的基板11顶部通过线路板支撑柱16固定设置线路板17,线路板17的顶部焊接有LD发光光源4,线路板17的底部设置有电路层18,LD发光光源4的引脚穿过线路板18固定连接电路层18并导通。
在一个优选的实施例中,基座1可以采用铝制作而成。
在一个优选的实施例中,玻璃透镜2可以采用厚度为1~8mm钢化平面透镜。
在一个优选的实施例中,荧光转换片3可以采用厚为0.15~2mm的YAG单晶或YAG透明陶瓷。
在一个优选的实施例中,线路板17可以采用厚度为0.5~2mm铝基板、铜基板、氮化铝基板或氧化铝基板。
在一个优选的实施例中,LD发光光源4可以采用波长为450nm,功率为80mw的激光二极管。
在一个优选的实施例中,电路层18包括引脚焊盘,线路可以通过丝印、磁控溅射或电镀等常规方式制作,其为现有技术,只要能够驱动LD发光光源4进行工作即可,在此不做限定。
本发明还提供液冷激光发光装置的制作方法,包括以下步骤:
1、通过机加工铝块得到基座1,其中,基座1包括有基板11和腔体12,基板11顶部加工有荧光材料支撑柱15和线路板支撑柱16,腔体12的侧面相对两侧加工有液体入口安装孔和液体出口安装孔;
2、加工线路板17,并在线路板17上根据要求进行打孔;
3、将LD发光光源4放置在线路板17顶部,LD发光光源4引脚***线路板17预设的孔内,并进行正负极区分,将LD发光光源4引脚穿过线路板17采用焊锡将LD发光光源4引脚与线路板17底部的电路层18进行焊接固定并导通;
4、将焊接固定有LD发光光源4的线路板17采用粘结胶粘贴固定在线路板支撑柱16顶部;
5、将厚度为0.25mm荧光转换片3固定设置在荧光材料支撑柱15顶部;
6、将玻璃透镜2通过粘结密封胶粘贴固定在腔体12顶部;
7、将直径为8mm的液体入口管5和8mm的液体出口管6分别安装在腔体12的液体入口安装孔和液体出口安装孔内;
8、将液体从液体入口管5注入腔体12内,使用时,荧光转换片3转换产生的大量热以及LD发光光源4工作产生的大量热直接被液体导走,具有很好的导热散热能力。
上述各实施例仅用于说明本发明,其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的,凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进,均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (7)
1.一种液冷激光发光装置,其特征在于,该装置包括基座、透镜、荧光转换片和LD发光光源;
所述基座包括基板,所述基板顶部固定设置有顶部开口的腔体,所述腔体侧面相对两端开设有液体进口和液体出口;
所述腔体顶部密封粘贴所述透镜;
位于所述腔体内部的所述基板上通过荧光材料支撑体固定设置所述荧光转换片;
所述荧光转换片与所述基板之间固定设置焊接有所述LD发光光源的电路。
2.如权利要求1所述的液冷激光发光装置,其特征在于,位于所述荧光转换片下方的所述基板顶部通过线路板支撑柱固定设置线路板,所述线路板顶部焊接有所述LD发光光源,所述线路板底部设置有电路层,所述LD发光光源的引脚穿过所述线路板固定连接所述电路层并导通。
3.如权利要求1所述的液冷激光发光装置,其特征在于,所述透镜采用厚度为1~8mm的钢化平面玻璃透镜。
4.如权利要求1~3任一项所述的液冷激光发光装置,其特征在于,所述荧光转换片采用0.15~2mm厚的YAG单晶或YAG透明陶瓷。
5.如权利要求1~3任一项所述的液冷激光发光装置,其特征在于,所述LD发光光源4波长为450nm的激光二极管。
6.如权利要求1~3任一项所述的液冷激光发光装置,其特征在于,所述基座采用铝制作而成。
7.一种液冷激光发光装置制作方法,其特征在于包括以下内容:
通过机加工得到一体成型的基座,其中,基座包括基板和顶部开口的腔体,基板顶部加工有荧光材料支撑柱和线路板支撑柱,腔体的侧面相对两侧加工有液体入口安装孔和液体出口安装孔;
加工线路板,并在线路板上根据要求进行打孔;将LD发光光源放置在线路板顶部,LD发光光源引脚***线路板预设的孔内,并进行正负极区分,将LD发光光源引脚穿过线路板采用焊锡将LD发光光源引脚与线路板底部的电路层进行焊接固定并导通;将焊接固定有LD发光光源的线路板采用粘结胶粘贴固定在线路板支撑柱顶部;
将荧光转换片固定设置在荧光材料支撑柱顶部;
将透镜通过粘结密封胶粘贴固定在腔体顶部;
将液体入口管和液体出口管分别安装在腔体的液体入口安装孔和液体出口安装孔内。
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