用于冷却发光材料的设备和套件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及投影系统，尤其涉及用于冷却发光材料的设备和套件。
【背景技术】
[0002]发光材料，例如磷光体、量子点等等，通常具有较弱的热传导性。因此，存在对光功率(即，用于激发)的限制，其可在发光材料在光转换时效率降低和/或失效之前被应用于发光材料，例如磷光体轮(等等)的激光照明。这种失效模式可包括:发光材料，例如磷光体，在变热时效率降低；发光材料的效率被永久性地破坏；以及发光材料从冷却片和/或热沉和/或背板上剥离。尽管通过导入板中、并对流入空气中和/或其他流体中，背板/冷却片能移除一些由发光材料产生的热量，对于用于投影仪中的高功率/高亮度系统，这种系统的效率尚不够高。
【发明内容】
[0003]概括地讲，本文旨在提供一种设备，用于将热通过热传导导出发光材料，例如发光轮上的磷光体、量子点等等。这种发光轮(例如磷光体轮)可被高功率激光，和/或多个低功率激光照明，然而磷光体被激光的激发、以及对激光的吸收/损耗，会产生比冷却片能通过磷光体和冷却片之间的界面热移除的热量多的热量。这导致了磷光体和冷却片的温度的升高；由于发光材料，例如磷光体，的热膨胀系数(CTE)与用于冷却片的材料，例如铝，的CTE相比往往较小，两种材料以不同的速率膨胀，导致发光材料-冷却片界面的热机械故障。光转换效率和/或发光材料失效降低发光材料的温度升高附加的可能的故障模式。这些故障目前已经通过在设备中增加导热光学窗口得到了解决，该窗口将热从发光材料热传导至保持器，保持器接着将热导入背板；也增加了对流冷却。在一些实施例中，保持器可被用于倚靠着发光材料保持窗口，和/或协助将热从窗口导向背板。
[0004]在本说明书中，元件可被描述为“配置以”执行一个或多个功能或“配置用于”这种功能。通常，配置以执行或配置用于执行一功能的元件使得执行该功能，或适合于执行该功能，或适应于执行该功能，或可操作地执行该功能，或能够执行该功能。
[0005]应当理解，为本说明书的目的，“X，Y和Z的至少一个”和“X，Y和Z的一个或多个”的语言可被解释为仅X、仅Y、仅Ζ，或两项或更多项X、Y和Z的任意组合(例如，XYZ, XYY,
ΥΖ，ΖΖ等)。相似的逻辑可应用于“至少一个......”和“一个或多个......”语言中的两项或更多项。
[0006]本说明书提供了一设备，包括:发光材料；冷却片，被配置以冷却发光材料；窗口，发光材料被夹在窗口和冷却片之间，窗口被配置以:透过用于激发发光材料的激发光；透过从发光材料发出的光；和，将热从发光材料导出至冷却片。
[0007]该设备还能包括下面中的一个:在冷却片中的凹陷，发光材料位于凹陷中，从而冷却片和发光材料的相应表面彼此齐平，且该窗口同时和发光材料以及冷却片接触；和，窗口中的另一个凹陷，发光材料位于冷却片的表面上且位于窗口的该另一个凹陷中。
[0008]窗口可与冷却片接触，从而热直接从窗口被导向冷却片。
[0009]该设备还可在窗口和冷却片之间包括环氧树脂和粘接剂中的至少一个，该环氧树脂和粘接剂中的至少一个被配置以将窗口结合到冷却片上，从而使热从窗口流向冷却片。
[0010]该设备还可包括一保持器，该保持器被配置以实现下面的一个或多个功能:保持窗口倚靠着发光材料；保持窗口与冷却片接触；和，将窗口热连接至冷却片，从而热从窗口通过保持器流向冷却片。该保持器被配置以倚靠着发光材料夹持窗口。该保持器可包括用于沿着窗口的两个或更多的侧边倚靠着发光材料保持窗口的框架。该保持器可包括一个或多个夹具，用于沿着窗口的两个或更多的侧边倚靠着发光材料夹持窗口。该设备还可包括一个或多个紧固件，被配置以将保持器紧固到冷却片上。
[0011]该冷却片可被配置以从冷却片和发光材料之间的界面进一步冷却发光材料。
[0012]该冷却片可包括用于向着窗口反射发射光的反射镜、反射表面和抛光表面中的一个或多个。
[0013]该冷却片可包括块状物、轮状物、环状物和水箱中的一个或多个。
[0014]该设备还可包括发光材料轮、发光材料环和发光材料片中的一个或多个。
[0015]该窗口可包括金刚石、氟化钙和蓝宝石中的一个或多个。
[0016]该窗口可包括热传输表面特征。该热传输表面特征位于发光材料的发光区域之夕卜。该热传输表面特征包括窗口的粗糙表面和窗口中的微通道中的一个或多个。
[0017]本说明书还提供了一套件，包括:窗口，用于将发光材料夹在窗口和冷却片之间，该窗口被配置以:透过用于激发发光材料的激发光；透过从发光材料发出的光；和，将热从发光材料导出；和，保持器，被配置以实现下面的一个或多个功能:倚靠着发光材料保持窗口 ；保持窗口与冷却片接触；和，将窗口热连接至冷却片，从而热通过保持器从窗口流向冷却片。
[0018]该套件还可包括一个或多个紧固件，紧固件被配置以将保持器紧固至冷却片上。该套件还可包括一个或多个变型的设备，用于将冷却片改造成容纳紧固件。
【附图说明】
[0019]为了更好地理解本文所述的各个实施例，以及为了更加清晰地示出它们是如何生效的，可参考附图，仅以示例的方式给出，其中:
[0020]图1描绘了根据非限制性的实施例、被配置以冷却发光材料的设备的透视图。
[0021]图2描绘了根据非限制性的实施例、图1中的设备的正视图。
[0022]图3描绘了根据非限制性的实施例、图1中的设备沿着图2中的线A-A的横截面。
[0023]图4描绘了根据非限制性的实施例、处于工作状态下的图1中的设备。
[0024]图5描绘了根据非限制性的实施例、被配置以冷却发光材料的设备的横截面。
[0025]图6描绘了根据非限制性的实施例、被配置以冷却发光材料的设备的横截面。
[0026]图7描绘了根据非限制性的实施例、被配置以冷却发光材料的设备的横截面。
[0027]图8描绘了根据非限制性的实施例、用于将发光材料适配在冷却片上以更高效散热的套件。
【具体实施方式】
[0028]图1、2和3绘出了一设备100，该设备被配置以用于冷却发光材料。具体地:图1绘出了设备100穿过线A-A的透视图和横截面透视图；图2绘出了设备100的正视图；以及图3绘出了设备100穿过图1的线A-A的横截面。设备100包括:发光材料101 ;冷却片103，被配置以用于冷却发光材料101 ;窗口 105，发光材料101被夹在窗口 105和冷却片103之间(最佳示例如图3所示)，窗口 105被配置以:传输用于激发发光材料101的激发光；传输从发光材料101发出的光；和，从发光材料101导出热量；以及，保持器109，用于保持窗口 105抵靠发光材料101，保持器109使窗口 105与冷却片103热连接，从而从窗口 105流出的热通过保持器109导向冷却片103。
[0029]发光材料101可包括，但不限于，磷光体、陶瓷磷光体、量子点、冷光材料、焚光材料等等中的一个或多个；当然，虽然本实施例就陶瓷磷光体进行描述，但其他发光材料也落入本实施例的范围。具体地，发光材料101包括当被至少第二波长的光激发时、发射至少第一波长的光的任意材料；一般地，第一波长长于第二波长。
[0030]例如，在一些实施例中，发光材料101可配置为被蓝色激光激发，发射波长长于蓝色激光的光，包括但不限于，红光和绿光。进一步地，在一些实施例中，发光材料101包括例如分段地位于冷却片103上的多于一个发光材料。例如，发光材料101的一个或多个段可发射红光，而发光材料101的一个或多个其它段可发射绿光。因此，设备100可被配置以一个或多个运动的、和/或转动和/或平移的，从而蓝色激光等与发光材料的不同段相互作用。
[0031]尽管设备100通常被描绘成圆形，在其它实施例中，设备100可以是另一种形状。设备100可包含发光材料轮、发光材料环、和发光材料片中的一个或多个。当然，尽管被描绘成圆形，设备100并不局限于此，而是可以是任何形状，包括，但不限于，环形、块状等。
[0032]设备100通常可被用于投影系统(未被绘出)，其中，例如，蓝色激光激发发光材料101，其发出红光和/或绿光和/或黄光，蓝色激光