RU202946U1

RU202946U1 - Источник белого света

Info

Publication number: RU202946U1
Application number: RU2020139311U
Authority: RU
Inventors: Максим Анатольевич Одноблюдов; Валерий Владимирович Крамник; Валерий Дмитриевич Ноздрачев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Трансмаш Плюс"
Priority date: 2020-12-01
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2021-03-16

Abstract

Полезная модель относится к переносным полупроводниковым осветительным устройствам и может использоваться для локального освещения на улице и в помещениях, например, в качестве фонаря. Технический результат заключается в уменьшении габаритных размеров источника белого света при сохранении малого уровня оптических потерь.Результат достигается тем, что источник белого света состоит из корпуса, в котором последовательно расположены смонтированный на радиаторе лазер, первая и вторая фокусирующие линзы, первое плоское зеркало с закрепленным на нем люминофором и линза полного внутреннего отражения с закрепленным на ней вторым зеркалом. Первое зеркало установлено вплотную к кромке входного окна линзы полного внутреннего отражения перпендикулярно ее оптической оси. На его поверхности, обращенной к этой линзе, в ее фокальной точке закреплен люминофор. В кромке входного окна линзы полного внутреннего отражения над верхним краем первого зеркала выполнен паз под углом 30 градусов к продольной оси симметрии зеркала. В пазе установлено второе зеркало, предназначенное для отражения излучения синего лазера на люминофор под углом падения оси конуса 60 градусов к его нормали. Первая и вторая фокусирующие линзы предназначены для подфокусировки излучения лазера на второе зеркало. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к переносным полупроводниковым осветительным устройствам и может использоваться для локального освещения на улице и в помещениях, например, в качестве фонаря.

Известен источник белого света, состоящий из синего лазера и удаленного от него люминофора [US10247382 (B2), МПК F21S41/14, 41/16, 41/24, 41/32, 41/37, 41/663, 41/689, 43/00, 43/33, 41/20, H01R33/00, опубликован 02.04.2019, аналоги: DE102014226668 (A1), WO2016096602 (A1)]. В одном из вариантов исполнения изобретения источник белого света состоит из расположенных на одной оптической оси лазера, вогнутого зеркала, люминофора и линзы, обладающей эффектом полного внутреннего отражения. В вогнутом зеркале выполнено отверстие для ввода лазерного излучения к люминофору. Вогнутое зеркало предназначено для отражения светового излучения, сгенерированного обращенной к лазеру поверхностью люминофора и направления его вокруг линзы. Линза предназначена для отражения светового излучения, сгенерированного противоположной поверхностью люминофора. Люминофор и линза расположены внутри купола вогнутого зеркала.

Недостатком данного научно-технического решения является расположение внутри купола вогнутого зеркала люминофора и линзы с эффектом полного внутреннего отражения, что существенно увеличивает габаритные размеры известного источника белого света.

Техническая проблема заключается в создании миниатюрного источника яркого белого луча света.

Технический результат заключается в уменьшении габаритных размеров источника белого света при сохранении малого уровня оптических потерь.

Технический результат достигается тем, что в источнике белого света, состоящего из корпуса, в котором расположены приспособления для питания и охлаждения синего лазера, синий лазер, удаленный от него люминофор, зеркало, линза полного внутреннего отражения, согласно полезной модели, первое зеркало установлено вплотную к кромке входного окна линзы полного внутреннего отражения перпендикулярно ее оптической оси, и на его поверхности, обращенной к этой линзе, в ее фокальной точке закреплен люминофор, причем верхний край зеркала продолжается выше фокальной точки линзы на три диаметра фокального сечения лазерного излучения в месте крепления люминофора, а его нижний край выходит за кромку входного окна линзы, зеркало предназначено для охлаждения люминофора, в кромке входного окна линзы полного внутреннего отражения над верхним краем зеркала выполнен паз под углом 30 градусов к продольной оси симметрии зеркала, причем продольная ось симметрии паза параллельна продольной оси симметрии зеркала, и в пазе установлено второе зеркало, предназначенное для отражения излучения синего лазера на люминофор под углом падения оси конуса 60 градусов к его нормали, между лазером и зеркалом установлены первая и вторая фокусирующие линзы, предназначенные для подфокусировки излучения лазера на второе зеркало.

На чертеже показана схема конструкции источника белого света и ход оптических лучей. Штриховой линией изображен ход оптического излучения в диапазоне длин волн 440 - 460 нм, пунктирной линией изображен ход белого для глаз оптического излучения.

Источник белого света состоит из корпуса 1, в котором последовательно расположены смонтированный на радиаторе 2 лазер 3, фокусирующая асферическая линза 4, фокусирующая линза 5, первое плоское зеркало 6 с закрепленным на нем люминофором 7 и линза полного внутреннего отражения 8 с закрепленным на ней вторым зеркалом 9.

Зеркало 6 установлено вплотную к кромке входного окна линзы 8 перпендикулярно ее оптической оси. Верхний край зеркала 6 продолжается выше фокальной точки линзы 8 на три диаметра фокального сечения лазерного излучения в месте крепления люминофора, а нижний край зеркала выходит за кромку входного окна линзы 8.

Люминофор 7 закреплен на поверхности зеркала 6, обращенной к линзе 8, в ее фокальной точке. Люминофор 7 выполнен в виде прозрачного в видимом диапазоне кристалла из стеклокерамики с включениями люминофорных соединений и соединений с отличными от стеклокерамики показателями преломления, предназначенными для рассеивания лазерного излучения. Люминофор 7 охлаждается посредством зеркала 6.

Зеркало 9 закреплено в пазе, выполненном в кромке входного окна линзы 8 под углом 30 градусов к продольной оси симметрии зеркала 6. Паз выполнен над верхним краем зеркала 6, при этом продольная ось симметрии паза параллельна продольной оси симметрии зеркала 6. Зеркало 9 предназначено для отражения излучения синего лазера 3 на люминофор 7 под углом падения оси конуса 60 градусов к его нормали.

Корпус 1 со стороны, противоположной лазеру, ограничен выходным окном линзы 8.

Лазер 3 излучает в диапазоне длин волн 440 - 460 нм и питается от аккумуляторной батареи, установленной в корпусе 1 (на чертеже не показана).

Синий свет от лазера 3 проходит через линзы 4 и 5, попадает на зеркало 9, отражается от него и фокусируется на люминофоре 7. В люминофоре 7 синее лазерное излучение частично рассеивается, наряду с этим генерируется широкополосное излучение в диапазоне длин волн 500 - 600 нм. Рассеянное лазерное излучение и сгенерированное люминофором излучение в объеме люминофора образуют белое для глаз излучение, основная часть которого попадает во входное окно линзы 8. Затем часть излучения с большими углами к оптической оси проходит входное окно, отражается от ее боковых стенок и направляется к ее выходной поверхности. А часть излучения с малыми углами к оптической оси проходит ее входное окно, преломляется на линзообразной части линзы 8 и направляется к ее выходной поверхности.

Часть рассеянного лазерного излучения и сгенерированного люминофором излучения в объеме люминофора, направленное в противоположную сторону от линзы 8, перехватывается зеркалом 6 и отражается обратно в люминофор 7.

Уменьшение габаритных размеров источника белого света достигается за счет использования первого зеркала, установленного вплотную к кромке входного окна линзы полного внутреннего отражения, и второго зеркала, установленного в пазе на этой линзе. Это позволяет не использовать крупногабаритное зеркало, окружающее такую линзу и собирающую излучение люминофора от его поверхности, обращенной к лазеру, для предотвращения избыточных оптических потерь.

Claims

Источник белого света, состоящий из корпуса, в котором расположены приспособления для питания и охлаждения синего лазера, синий лазер, удаленный от него люминофор, зеркало, линза полного внутреннего отражения, отличающийся тем, что первое зеркало установлено вплотную к кромке входного окна линзы полного внутреннего отражения перпендикулярно ее оптической оси, и на его поверхности, обращенной к этой линзе, в ее фокальной точке закреплен люминофор, причем верхний край зеркала продолжается выше фокальной точки линзы на три диаметра фокального сечения лазерного излучения в месте крепления люминофора, а его нижний край выходит за кромку входного окна линзы, зеркало предназначено для охлаждения люминофора, в кромке входного окна линзы полного внутреннего отражения над верхним краем зеркала выполнен паз под углом 30 градусов к продольной оси симметрии зеркала, причем продольная ось симметрии паза параллельна продольной оси симметрии зеркала, и в пазе установлено второе зеркало, предназначенное для отражения излучения синего лазера на люминофор под углом падения оси конуса 60 градусов к его нормали, между лазером и зеркалом установлены первая и вторая фокусирующие линзы, предназначенные для подфокусировки излучения лазера на второе зеркало.