CN110848589A - 波长转换装置及其制备方法 - Google Patents

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夏智锋
许毅钦
古志良
张强
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Abstract

本发明提供了一种波长转换装置及其制备方法，涉及光照技术领域。所述波长转换装置包括入射板、出射板、散热板、高反光片和波长转换材料块。其中，所述散热板位于所述入射板与所述出射板之间。所述入射板的中心位置上开设有入射口，所述出射板的中心位置上开设有出射口。所述散热板上开设有通孔，所述高反光片设置在所述通孔的内壁上，所述波长转换材料块设置在所述通孔内，所述波长转换材料上开设有光孔，其中，所述入射口、所述出射口和所述光孔共线设置。波长转换装置的光路设计简单、散热效率高、量子转换效率高、整体光效高。

Description

波长转换装置及其制备方法
技术领域
本发明涉及光照技术领域，具体而言，涉及一种波长转换装置及其制备方法。
背景技术
目前，超窄光束传输属于照明特种应用领域，可广泛应用于国防(边防巡逻、执勤、营地驻防)、军事(战术枪灯、单兵手电、战术应用)、监狱***(探照、搜索)、水利电力部门(水电站、水库、核电站)等领域。目前应用在该领域的高亮度光源，主要采用高压汞灯和氙气灯，但是由于寿命过短，只有1000小时左右，使得其应用成本高；此外，现有固态光源LED虽然具有节能，响应时间长，波长可控等优势，但是其亮度无法与上述光源比拟，使得其难以在该应用领域取代上述光源。
在此背景下，基于半导体固态光源LD激发的白光光源，亮度远高于LED，且兼顾其节能，响应时间短、波长可控等优势，是未来应用在该领域的理想光源。但是目前，其光路设计复杂，激光难以均匀传输至波长转换材料中，此外，激光光源亮度过大，波长转换材料遇高温，量子转换效率会降低，使得整体光效过低等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种波长转换装置及其制备方法，其光路设计简单、散热效率高、量子转换效率高、整体光效高。
本发明提供一种技术方案：
一种波长转换装置包括：
入射板，所述入射板上开设有入射口；
出射板，所述出射板上开设有出射口；
散热板，所述散热板位于所述入射板与所述出射板之间，所述散热板上开设有通孔；
高反光片，所述高反光片设置在所述通孔的内壁上；
波长转换材料块，所述波长转换材料块设置在所述通孔内，所述波长转换材料上开设有光孔；
其中，所述入射口、所述出射口和所述光孔共线设置。
进一步地，所述通孔为方孔。
进一步地，所述高反光片的数量为四片，四片所述高反光片首尾相连、围成方形柱体。
进一步地，所述波长转换材料块为方形柱体，所述光孔为方孔。
进一步地，所述散热板上开设有多个所述通孔，每个所述通孔内均设置有所述高反光片和所述波长转换材料块，所述入射板的数量为多个，每个所述入射板上开设一个所述入射口，所述出射板的数量为多个，每个所述出射板上开设一个所述出射口，所述入射口、所述出射口和所述光孔一一对应。
进一步地，所述入射板呈矩阵形式排布，所述通孔呈矩阵形式排布，所述出射板呈矩阵形式排布。
进一步地，所述散热板上开设有多个所述通孔，每个所述通孔内均设置有所述高反光片和所述波长转换材料块，所述入射板上开设有多个所述入射口，所述出射板上开设有多个所述出射口，所述入射口、所述出射口和所述光孔一一对应。
进一步地，所述通孔呈矩阵形式排布。
本发明还提供一种技术方案：
一种波长转换装置的制备方法，包括：
提供开设有入射口的入射板；
提供开设有出射口的出射板；
提供开设有通孔的散热板；
在所述通孔的内壁上设置高反光片；
在所述通孔内设置波长转换材料块，所述波长转换材料上开设有光孔；
将所述散热板设置于所述入射板与所述出射板之间，使所述入射口、所述出射口和所述光孔共线设置。
本发明还提供一种技术方案：
一种波长转换装置的制备方法，包括：
提供开设有多个入射口的入射板；
提供开设有多个出射口的出射板；
提供开设有多个通孔的散热板；
在每个所述通孔的内壁上设置高反光片；
在每个所述通孔内设置波长转换材料块，每个所述波长转换材料上开设有光孔；
将所述散热板设置于所述入射板与所述出射板之间，使所述入射口、所述出射口和所述光孔一一对应、且共线设置。
本发明提供的波长转换装置及其制备方法的有益效果是：
所述入射口、所述出射口和所述光孔共线设置，使光路设计简单，激光能够均匀传输至波长转换材料块中。所述波长转换材料块设置在所述通孔内，能及时散去波长转换材料块工作时的热量。总之，该装置进行了巧妙的二次光学设计，并兼顾制造工艺，使得该波长转换装置，不仅能充分均匀利用激光光源，而且能及时解决其散热问题，使得光源整体效率大幅度提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的波长转换装置的分解示意图。
图2为图1中散热板的结构示意图。
图3为图1中高反光片的结构示意图。
图4为图1中波长转换材料块的结构示意图。
图5为图1中散热板、高反光片和波长转换材料块的装配示意图。
图6为本发明第二实施例提供的波长转换装置的第一视角的结构示意图。
图7为本发明第二实施例提供的波长转换装置的第二视角的结构示意图。
图8为图6中删掉一个入射板后、并将局部A放大的结构示意图。
图9为图6中散热板的结构示意图。
图10为本发明第三实施例提供的波长转换装置的结构示意图。
图标：100-波长转换装置；110-入射板；111-入射口；120-出射板；121-出射口；130-散热板；131-通孔；140-高反光片；150-波长转换材料块；151-光孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
目前的波长转换装置中，光路设计复杂，激光难以均匀传输至波长转换材料中，此外，激光光源亮度过大，波长转换材料遇高温，量子转换效率会降低，使得整体光效过低等。
本发明实施例提供一种波长转换装置，其光路设计简单、散热效率高、量子转换效率高、整体光效高，具体结构见下文。
第一实施例
请参阅图1和图2，本实施例提供了一种波长转换装置100，波长转换装置100包括入射板110、出射板120、散热板130、高反光片140和波长转换材料块150。其中，散热板130位于入射板110与出射板120之间。入射板110的中心位置上开设有入射口111，出射板120的中心位置上开设有出射口121。
请参阅图2，散热板130上开设有通孔131，通孔131为方孔。
请参阅图3，高反光片140的数量为四片，四片高反光片140首尾相连、围成方形柱体。
请参阅图4，波长转换材料块150为方形柱体，波长转换材料上开设有光孔151，光孔151为方孔。
请参阅图5，高反光片140设置在通孔131的内壁上，波长转换材料块150设置在通孔131内，波长转换材料上开设有光孔151，其中，入射口111、出射口121和光孔151共线设置。
本实施例提供的波长转换装置100的工作原理：
首先，激光从入射板110的入射口111入射，进入波长转换材料块150的光孔151内；接着，激光贯穿波长转换材料块150的侧壁、并经高反光片140反射，如此反复，直到从出射板120的出射口121射出。这样，光路设计简单，激光传输均匀。
本实施例还提供上述波长转换装置100的制备方法，包括以下步骤：
首先，提供开设有入射口111的入射板110、开设有出射口121的出射板120以及开设有通孔131的散热板130。
接着，在通孔131的内壁上设置高反光片140。
然后，在通孔131内设置开设有光孔151的波长转换材料块150。
最后，将散热板130设置于入射板110与出射板120之间，使入射口111、出射口121和光孔151共线设置。
本实施例提供的波长转换装置100的有益效果：
入射口111、出射口121和光孔151共线设置，使光路设计简单，激光能够均匀传输至波长转换材料块150中。波长转换材料块150设置在通孔131内，能及时散去波长转换材料块150工作时的热量。总之，该装置进行了巧妙的二次光学设计，并兼顾制造工艺，使得该波长转换装置100，不仅能充分均匀利用激光光源，而且能及时解决其散热问题，使得光源整体效率大幅度提高。
第二实施例
请参阅图6和图7，本实施例提供了一种波长转换装置100，波长转换装置100包括入射板110、出射板120、散热板130、高反光片140和波长转换材料块150。
其中，入射板110为小方块形状，入射板110的数量为多个，入射板110呈矩阵形式排布在散热板130上，每个入射板110上开设一个入射口111。
出射板120的形状和排布与入射板110相同，出射板120呈矩阵形式排布在散热板130相对于入射板110的另一侧，每个出射板120上开设一个出射口121。
请参阅图9，散热板130上开设有多个通孔131，通孔131呈矩阵形式排布。
请参阅图8，每个通孔131内均设置有高反光片140和波长转换材料块150，高反光片140贴附在通孔131的内壁上，波长转换材料块150上开设有光孔151，入射口111、出射口121和光孔151一一对应、且共线设置。
本实施例还提供上述波长转换装置100的制备方法，包括以下步骤：
首先，提供多个开设有入射口111的入射板110、多个开设有出射口121的出射板120以及开设有多个通孔131的散热板130。
接着，在每个通孔131的内壁上设置高反光片140。
然后，在每个通孔131内设置开设有光孔151的波长转换材料块150。
最后，将散热板130设置于入射板110与出射板120之间，使入射板110呈矩阵形式排布在散热板130上，出射板120呈矩阵形式排布在散热板130上相对入射板110的另一侧，入射口111、出射口121和光孔151一一对应、且共线设置。
本实施例提供的波长转换装置100，能够同时入射多束激光，且入射口111分布均匀，激光能够均匀传输至波长转换材料块150中，波长转换材料块150均设置在散热板130的通孔131内，散热效率高，能够保证量子转换效率较高，使得整体光效良好。
第三实施例
请参阅图10，本实施例提供了一种波长转换装置100，波长转换装置100包括入射板110、出射板120、散热板130、高反光片140和波长转换材料块150。
其中，入射板110为大圆形形状，入射板110上开设有多个入射口111，入射口111呈矩阵形式排布。出射板120的形状与入射板110相同，出射板120设置在散热板130相对于入射板110的另一侧。
散热板130与第二实施例中的相同。入射口111、出射口121和光孔151一一对应、且共线设置。
本实施例还提供上述波长转换装置100的制备方法，包括以下步骤：
首先，提供开设有多个入射口111的入射板110、开设有多个出射口121的出射板120以及开设有多个通孔131的散热板130，其中，入射口111呈矩阵形式排布，出射口121呈矩阵形式排布，通孔131呈矩阵形式排布。
接着，在每个通孔131的内壁上设置高反光片140。
然后，在每个通孔131内设置开设有光孔151的波长转换材料块150。
最后，将散热板130设置于入射板110与出射板120之间，使入射口111、出射口121和光孔151一一对应、且共线设置。
本实施例提供的波长转换装置100，不仅光路设计简单，激光传输均匀，而且结构简单、制备成本低。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种波长转换装置，其特征在于，所述波长转换装置包括：
入射板(110)，所述入射板(110)上开设有入射口(111)；
出射板(120)，所述出射板(120)上开设有出射口(121)；
散热板(130)，所述散热板(130)位于所述入射板(110)与所述出射板(120)之间，所述散热板(130)上开设有通孔(131)；
高反光片(140)，所述高反光片(140)设置在所述通孔(131)的内壁上；
波长转换材料块(150)，所述波长转换材料块(150)设置在所述通孔(131)内，所述波长转换材料上开设有光孔(151)；
其中，所述入射口(111)、所述出射口(121)和所述光孔(151)共线设置。
2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述通孔(131)为方孔。
3.根据权利要求2所述的波长转换装置，其特征在于，所述高反光片(140)的数量为四片，四片所述高反光片(140)首尾相连、围成方形柱体。
4.根据权利要求3所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换材料块(150)为方形柱体，所述光孔(151)为方孔。
5.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述散热板(130)上开设有多个所述通孔(131)，每个所述通孔(131)内均设置有所述高反光片(140)和所述波长转换材料块(150)，所述入射板(110)的数量为多个，每个所述入射板(110)上开设一个所述入射口(111)，所述出射板(120)的数量为多个，每个所述出射板(120)上开设一个所述出射口(121)，所述入射口(111)、所述出射口(121)和所述光孔(151)一一对应。
6.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述入射板(110)呈矩阵形式排布，所述通孔(131)呈矩阵形式排布，所述出射板(120)呈矩阵形式排布。
7.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述散热板(130)上开设有多个所述通孔(131)，每个所述通孔(131)内均设置有所述高反光片(140)和所述波长转换材料块(150)，所述入射板(110)上开设有多个所述入射口(111)，所述出射板(120)上开设有多个所述出射口(121)，所述入射口(111)、所述出射口(121)和所述光孔(151)一一对应。
8.根据权利要求7所述的波长转换装置，其特征在于，所述通孔(131)呈矩阵形式排布。
9.一种波长转换装置的制备方法，其特征在于，包括：
提供开设有入射口(111)的入射板(110)；
提供开设有出射口(121)的出射板(120)；
提供开设有通孔(131)的散热板(130)；
在所述通孔(131)的内壁上设置高反光片(140)；
在所述通孔(131)内设置波长转换材料块(150)，所述波长转换材料上开设有光孔(151)；
将所述散热板(130)设置于所述入射板(110)与所述出射板(120)之间，使所述入射口(111)、所述出射口(121)和所述光孔(151)共线设置。
10.一种波长转换装置的制备方法，其特征在于，包括：
提供开设有多个入射口(111)的入射板(110)；
提供开设有多个出射口(121)的出射板(120)；
提供开设有多个通孔(131)的散热板(130)；
在每个所述通孔(131)的内壁上设置高反光片(140)；
在每个所述通孔(131)内设置波长转换材料块(150)，每个所述波长转换材料上开设有光孔(151)；
将所述散热板(130)设置于所述入射板(110)与所述出射板(120)之间，使所述入射口(111)、所述出射口(121)和所述光孔(151)一一对应、且共线设置。
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