配置用于可见光发射和红外光发射的光源的制作方法

本技术涉及照明领域，并且具体地，涉及配置用于可见光发射和红外光发射的光源。

背景技术：

1、18世纪末，托马斯爱迪生发明了灯泡。传统的灯泡通常称为“爱迪生灯泡”，已在包括照明和显示器在内的多个应用内使用了一百多年。传统的灯泡使用封装在玻璃灯泡中的钨丝，这种玻璃灯泡密封在基底中并拧入插座中。插座耦接到交流电源或直流电源。传统灯泡常见于房屋、建筑物和户外照明以及其他需要照明或显示器的区域。不幸的是，传统灯泡存在以下缺陷：

2、·传统灯泡耗散90％以上的能量作为热能。

3、·传统灯泡经常因灯丝元件的热膨胀和收缩而发生故障。

4、·传统灯泡发出的光的光谱范围很广，其中大部分是人眼无法感知的。

5、·传统灯泡向所有方向发光，这对于需要较强方向性或聚焦性的应用来说是不利的，例如投影显示、光学数据存储等。

6、为了克服传统灯泡的一些缺点，已经开发了几种替代方案，包括荧光灯、汞蒸气灯、钠蒸气灯、其他高强度放电(hid)灯、诸如氖灯的气体放电灯等。这些灯技术通常会遇到与爱迪生灯类似的问题，但也有其独特的缺点。例如，荧光灯需要高电压才能启动，对于大型灯而言，电压可能在千伏范围内，并且还会发出以光谱线为主的高度非理想光谱。

7、在过去十年中，由于固态照明与传统照明技术相比具有几个关键优势，因此其重要性日益提高。固态照明是源自半导体装置的照明，例如设计和优化于发射光子的二极管。由于固态照明技术提供了高效率、长寿命、低成本和无毒性的原因，发光二极管(led)迅速成为照明技术的选择。led是通常基于p-i-n结二极管的双引线光源，在激活时会发出电磁辐射。led是自发式发光，通常呈朗伯模式。当对引线施加适当电压时，电子和孔洞将在设备内重新结合以光子的形式释放能量。这种效应称为电致发光，光的颜色由半导体的能带隙决定。

8、最早的led出现于1962年，作为实际的电子元件，可以发出低强度的红外光。红外led仍然经常用作遥控电路中的传输元件，例如用于各种消费电子产品的遥控器中的元件。第一批可见光led的强度也很低，并且仅限于红色。现代led可拥有紫外线和红外线波长，具有非常高的亮度。

9、由于缺少p型gan，使用金属-绝缘体-半导体-结构制造最早的蓝色和紫色光氮化镓(gan)基led。由amano等人使用leebi处理在1989年获得p型gan证实了第一个p-n结ganled。他们获得了led的电流-电压(i-v)曲线和电致发光，但没有记录led的输出功率或效能。nakamura等人在1991年使用低温gan缓冲层和leebi处理证实了在20ma下42w的输出功率的p-n结gan led。nakamura等人在1993年证实了第一个p-gan/n-ingan/n-gan dh蓝led。该led在正向偏置条件下发出在蓝色波长范围内的强带边ingan光，发光波长为440nm。在20ma的正向电流下，输出功率和eqe分别为125w和0.22％。在1994年，nakamura等人证实了且市场上可买到的有1.5mw的输出功率、2.7％的eqe和450nm的发射波长的蓝色led。在2014年10月7日，将诺贝尔物理学奖由于“使明亮的且节能的白光源成为可能的高效蓝色发光二极管的发明”，或者不太正式地叫做led灯，而授予isamu akasaki、hiroshi amano和shujinakamura。

10、通过将gan基的led与诸如磷光体的波长转换材料结合，实现了固态白光源。这项利用gan基的led和磷光体材料产生白光的技术现在正在照亮我们周围的世界，因为它比白炽光源具有更多优势，包括更低的能耗、更长的寿命、更高的物理强度、更小的尺寸和更快的转换。led现在用于航空照明、汽车前照灯、广告、通用照明、交通信号灯和相机闪光灯等多种应用。led支持开发新的文本、视频显示器和传感器，同时它们的高转换速率在通信技术中也非常有用。然而，led并不是唯一的固态光源，并且对于某些照明应用来说可能不是优选的光源。替代固态光源利用受激发射，例如激光二极管(ld)或超发光发光二极管(sled)，可提供了许多优于led的独特特征。

11、1960年，马里布休斯研究实验室的theodore h.maiman展示了激光。该激光器利用固态闪光灯泵浦合成红宝石晶体产生694nm的红色激光。早期的可见光激光技术包括灯泵浦红外固态激光器，使用具有非线性光学特性的特殊晶体将输出波长转换为可见光。例如，绿灯泵浦固态激光器有3个阶段：电为灯供电，灯激发增益晶体，在1064nm处产生激光，1064nm进入变频晶体，转换为532nm的可见光。由此产生的绿色和蓝色激光被称为具有二次谐波产生的“灯管泵浦固态激光器(lpsswith shg)”，其壁塞效率约为1％，比ar离子气体激光效率更高，但效率仍然太低，体积大、昂贵、易碎，适用于专业科学和医学应用之外的广泛部署。为了提高这些可见激光的效率，使用了高功率二极管(或半导体)激光器。这些带“shg的二极管泵浦固态激光器”(带shg的dpss)有3个阶段：电为808nm二极管激光器供电，灯激发增益晶体，在1064nm处产生激光，1064nm进入变频晶体，转换为532nm的可见光。随着高功率激光二极管的发展和新的特种shg晶体的开发，直接转换红外二极管激光器的输出以产生蓝色和绿色激光输出成为可能。这些“直接倍频二极管激光器”或shg二极管激光器有2个阶段：电为1064nm半导体激光器供电，1064nm激光进入变频晶体，转换为可见的532nm绿光。与dpss-shg激光相比，这些激光设计旨在提高效率、降低成本和尺寸，但所需的专用二极管和晶体在今天变得具有挑战性。

12、与led相比，固态激光光源由于其光谱窄，可实现高效光谱过滤、高调制率和较短载流子寿命，尺寸更小，表面亮度更高，因此更适合作为可见光源在许多应用中用作以高带宽传输信息的一种手段，包括照明设备、照明系统、显示器、投影仪等。基于改进工艺的新型gan基蓝色激光技术的进步，在将调制激光信号和光斑直接用于测量周围环境或/与周围环境交互、将数据传输到其他电子系统，以及动态响应来自各种传感器的输入方面大大降低了制造成本，且提供了开放机会。这样的应用在本文中被称为“智能照明”应用，将在本文的整个说明书中披露。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种配置用于可见光发射和红外光发射的光源，其特征在于，所述光源包括：配置为第一泵浦光装置的含氮激光二极管；所述含氮激光二极管具有光腔；所述光腔包括光波导区域和一个或多个端面区域；所述含氮激光二极管被配置为通过至少一个所述端面区域输出定向电磁辐射；来自所述含氮激光二极管的所述定向电磁辐射包括第一峰值波长；第一波长转换器，与光路光耦合，以接收来自所述第一泵浦光装置的所述定向电磁辐射，其中，所述波长转换器被配置为将具有所述第一峰值波长的所述定向电磁辐射的至少一部分转换为至少第二峰值波长，所述第二峰值波长比所述第一峰值波长更长，并生成至少包括所述第二峰值波长的可见光发射；所述光源配置有红外发射激光二极管，以提供红外照明；所述红外发射激光二极管被配置为输出包括第三峰值波长的定向电磁辐射；所述第三峰值波长包括电磁光谱的红外部分中的波长；以及封装构件，配置有底板构件。

2、可选地，所述含氮激光二极管是含镓氮激光二极管，所述含镓氮激光二极管发射390nm至420nm的紫色波长区域或420nm至480nm的蓝色波长区域中的第一峰值波长。

3、可选地，来自由含氮激光二极管组成的第一泵浦光装置的所述第一波长在270nm至390nm的紫外波长范围内；或者其中，所述含氮激光二极管是含镓氮激光二极管，所述含镓氮激光二极管发射480nm至540nm的绿色波长区域中的第一峰值波长。

4、可选地，第一波长转换器构件的特征在于采用反射模式操作，使得来自所述第一泵浦光装置的具有第一波长的所述定向电磁辐射入射到所述波长转换器构件的激发表面上；并且其中，来自所述波长转换器的第二波长的可见光发射是从所述波长转换器构件的相同激发表面发射的。

5、可选地，所述第一波长转换器与所述光路光耦合，以接收来自红外激光二极管的所述定向电磁辐射，其中，所述第一波长转换器被配置为以最小吸收反射和/或散射所述红外发射；并且其中，所述红外发射和所述可见光发射在同一空间区域内重叠。

6、可选地，第一波长转换器构件的特征在于采用透射模式操作，使得来自所述第一泵浦光装置的具有第一波长的所述定向电磁辐射入射到所述波长转换器构件的激发表面上；并且其中，来自所述波长转换器的第二波长的可见光发射是从发射表面发射的，其中，所述发射表面位于所述波长转换器构件的激发表面的相对侧上。

7、可选地，所述第一波长转换器与所述光路光耦合，以接收来自红外激光二极管的所述定向电磁辐射，其中，所述波长转换器被配置为以最小吸收透射和/或散射所述红外发射；并且其中，所述红外发射和所述可见光发射在同一空间区域内重叠。

8、可选地，第一波长转换器构件具有至少每光瓦50流明的光学转换效率。

9、可选地，所述红外发射激光二极管的特征在于具有700nm至1100nm范围内的波长、1100至2500nm范围内的波长或2500nm至15000nm范围内的波长。

10、可选地，所述激光二极管基于带间电子-空穴复合，或者基于以带内或带间跃迁操作的量子级联激光二极管；并且其中，所述激光二极管基于边缘发射腔体设计或垂直腔体发射设计。

11、可选地，所述封装是表面安装装置smd封装，并且其中，公共支撑构件被配置为来自所述smd封装的底部。

12、可选地，所述封装选自to罐型、扁平封装型或蝶形封装。

13、可选地，所述光源还包括被配置为引导可见光和红外光以照亮感兴趣的目标的光束成形器，所述光束成形器包括选自以下列表中的一个或多个光学元件的组合：慢轴准直透镜、快轴准直透镜、非球面透镜、球透镜、全内反射器(tir)光学器件、抛物面透镜光学器件、折射光学器件，以及微机电系统(mems)反射镜，以被配置为引导、准直、聚焦所述可见光发射以至少修改其角度分布。

14、可选地，具有至少第二峰值波长的所述可见光发射被耦合到光纤构件中，或者其中，具有所述第三峰值波长的所述红外光发射被耦合到光纤中，或者其中，至少具有所述第二峰值波长的所述可见光发射和具有所述第三峰值波长的所述红外光发射都被耦合到光纤构件中；其中，所述光纤为单模光纤(smf)或多模光纤(mmf)；并且其中，所述光纤具有范围为1um至10um、10um至50um、50um至150um、150um至500um、500um至1mm、1mm至5mm或大于5mm的纤芯直径。

15、可选地，所述光源还包括一个或多个传感器和控制器，用于向所述光源提供输入信号；其中，所述一个或多个传感器被配置在反馈回路电路中，以向所述控制器提供反馈电流或电压，以调谐一个或多个控制信号中的至少一个来调节可见照明源和/或红外照明源的亮度。

16、可选地，所述光源被配置用于一种或多种应用，包括聚光灯、检测、成像、投射显示、空间动态照明设备、lidar、lifi、可见光通信、普通照明、商业照明和显示、汽车照明、汽车通信和/或检测、国防和安全、搜索和救援、工业加工、互联网通信或农业或园艺。

17、本实用新型提供了一种系统或装置，其配置有与基于白光源的含镓氮的激光二极管集成的红外(ir)照明源。由于能够发射可见光谱和红外光谱的光，该系统或装置至少是双波段发射光源。在一些实施方式中，含镓氮的激光二极管是通过转移含镓氮层的工艺及其制造和使用方法制造的。在一些实施方式中，该系统或装置包含传感器，以形成可以激活红外照明源和/或基于激光的白光照明源的反馈回路。仅通过实例，本实用新型提供远程和集成的智能激光照明装置和方法，配置有红外和可见光照明能力，以用于聚光灯、检测、成像、投影显示、空间动态照明装置和方法、lidar、lifi和可见光通信装置和方法，以及上述能力在通用照明、商业照明与显示、汽车照明与通讯、国防与安全、搜救、工业加工、互联网通讯、农业或园艺等各种应用的不同组合。根据本实用新型的集成光源可以结合到汽车前照灯、普通照明光源、安全光源、搜索光源、防御光源中，作为光保真(lifi)通信装置，用于园艺目的优化植物生长或许多其他应用。

18、在一个方面，本实用新型提供了在配置用于ir照明的照明系统中的含镓氮激光二极管的创新用途和配置，其可以部署在双光谱聚光灯、成像、传感和搜索应用中。本实用新型配置有基于激光的白光源和ir光源，能够发射可见波段和ir波段的光，并且被配置为选择性地在一个波段或同时在两个波段中操作。这种双波段发射源可以部署在通信系统中，例如可见光通信系统(例如li-fi系统)、利用光束成形元件(例如mems扫描镜或数字光处理单元)的静态或动态空间图案并使用照明和显示融合的通信，以及，由集成传感器反馈触发的通信。本实用新型的具体实施方式采用转移的含镓氮材料工艺来制造激光二极管或其他含镓氮的装置，从而能够获得优于现有制造技术的好处。

19、本实用新型被配置用于可见光发射和ir光发射。虽然可见光的必要性和实用性已被清楚地理解，但通常更希望提供不可见的照明波长带。在一个实例中，ir照明用于夜视。夜视或红外探测设备在私营企业和市政或政府部门的国防、安全、搜救和娱乐活动中发挥着关键作用。通过提供在无环境光或低环境光条件下看清东西的能力，夜视技术被广泛部署到消费市场，用于多种应用，包括狩猎、游戏、驾驶、定位、检测、个人保护等。无论是通过生物还是技术手段，夜视和红外检测都是通过足够的光谱范围和足够的强度范围的组合来实现的。这种检测可以用于二维成像，或用于测距等三维距离测量，或用于激光雷达等三维成像。

20、本实用新型提供了一种光源，其配置为发射基于激光的可见光，例如白光和红外光，以形成能够提供可见光和红外光的照明源。光源包括配置有光腔的含镓氮的激光二极管激发源。光腔包括光波导区域和一个或多个端面区域。光腔配置有电极以向含镓氮的材料提供第一驱动电流。第一驱动电流为在含镓氮材料的光波导区域中传播的电磁辐射提供光学增益。电磁辐射作为定向电磁辐射通过一个或多个端面区域中的至少一个输出，其具有紫外、蓝色、绿色或红色波长范围内的第一峰值波长。此外，光源包括波长转换器，例如磷光体构件，其光学耦合到光路以接收来自激发源的定向电磁辐射。波长转换器被配置为至少将具有第一峰值波长的定向电磁辐射的至少一部分转换成比第一峰值波长更长的第二峰值波长。在一个优选实施方式中，输出包括至少具有第二峰值波长和部分第一峰值波长的白色光谱，形成根据本实用新型的基于激光的可见光谱分量。在一个实例中，第一峰值波长是蓝色波长，第二峰值波长是黄色波长。可选地，光源包括光束成形器，该光束成形器被配置为引导白色光谱以照亮目标或感兴趣的区域。

21、在本实用新型的一个优选实施方式中，包括ir发射激光二极管或发光二极管，以形成双波段发射光源的ir发射组件。ir激光二极管包含配置有电极以提供第二驱动电流的光腔。第二驱动电流为光波导区域中传播的ir电磁辐射提供光学增益。电磁辐射作为定向电磁辐射通过一个或多个端面区域中的至少一个输出，其具有ir范围内的第三峰值波长。在一个配置中，定向ir发射光学耦合到波长转换器构件，使得波长转换器构件在ir发射的光学路径内，以接收来自激发源的定向电磁辐射。一旦入射到波长转换器构件上，具有第三峰值波长的ir发射将至少部分地从波长转换器构件反射，并重新定向到与具有第一和第二峰值波长的白光发射相同的光学路径中。ir发射将被引导以通过可选的光束成形器，该光束成形器被配置为引导输出ir光，从而照亮与可见光大致相同的目标或感兴趣区域。在这个实施方式中，第一和第二驱动电流可以被独立激活，使得该装置可以提供仅激活第一驱动电流的可见光源、激活第二驱动电流的ir光源，或者可以同时提供可见和红外光源。在某些应用中，最好仅使用ir照明源进行ir检测。一旦检测到物体，就可以激活可见光源。

22、在本实用新型的第二优选实施方式中，包括第二波长转换器构件，以提供在第三峰值波长的ir区域中的发射，从而提供双波段发射光源的ir发射分量。ir波长转换器构件(例如磷光体构件)将被配置为接收和吸收泵浦光并发射更长波长的ir光。在该实施方式中，双波段光源包括用于发射可见光的第一波长转换器构件和用于发射ir光的第二波长转换器构件。在一个实例中，第一和第二波长转换器构件被配置为并排或相邻布置，使得来自第一波长转换器构件的白光发射从来自第二波长转换器构件的ir发射的空间位置以外的地方发出。在该实例中，第一和第二波长转换器构件可以由单独的激光二极管构件激发，其中在一个实施方式中，第一波长转换器构件将由第一含镓氮的激光二极管(例如紫色、蓝色或绿色激光二极管)激发，并且第二波长转换器构件将由第二含镓氮的激光二极管(例如紫色、蓝色或绿色激光二极管)激发。在该实例的第二实施方式中，第一波长转换器构件由第一含镓氮的激光二极管(例如紫色或蓝色激光二极管)激发，并且第二波长转换器构件由形成于红色或ir波长区域操作的不同材料系统的第二激光二极管激发，例如含镓砷的材料或含铟和磷的材料。在这些实施方式中，第一激光二极管将由第一驱动电流激发，第二激光二极管将由第二驱动电流激发。由于第一和第二驱动电流可以独立激活，因此双波段发光源可以提供仅激活第一驱动电流的可见光源、仅激活第二驱动电流的ir光源，或者可以同时提供具有被激活的第一和第二驱动电流的可见光源和ir光源。在某些应用中，最好仅使用ir照明源进行ir检测。一旦使用红外照明检测到物体，就可以激活可见光源，从而照亮目标使其可见。

23、在根据本实用新型的另一实例中，第一波长转换器构件和第二波长转换器构件可以被配置为垂直堆叠布置。优选地，第一波长转换器构件将布置在与堆叠波长转换器装置的主发射表面相同的一侧，使得从第二波长转换器发射的ir光可以通过第一波长转换器部件而没有明显的吸收。也就是说，在反射模式配置中，发射可见光的第一波长转换器构件将布置在发射ir光的第二波长转换器构件的顶部，使得离开第一波长转换器的发射表面的可见光和ir发射将被收集为有用的光。也就是说，具有第三峰值波长的ir发射将被发射到与具有第一和第二峰值波长的白光发射相同的光路中。在此堆叠配置中，可以将普通的含镓氮激光二极管构件配置为第一波长构件和第二波长构件的激发源。由于ir和可见光发射将从相同的表面和大致相同的区域内离开堆叠波长转换器构件，因此可以使用简单的光学系统(例如收集和准直光学器件)来投影和引导可见发射和ir发射到同一个目标区域。在此配置中，使用第一驱动电流激活激光二极管构件将激发可见光和ir光的发射，使得很难对可见光和ir光的发射进行独立控制。也可使用其他垂直堆叠的波长转换器构件，例如将发射ir的第二波长转换器构件定位在堆叠的发射侧，使得来自第一波长转换器构件的可见光发射用于激发来自第二波长转换器构件的ir发射。

24、在本实例的另一个实例中，具有垂直堆叠的波长转换器构件，第一和第二波长转换器构件可以由单独的激光二极管构件激发，其中在一个实施方式中，第一波长转换器构件将由第一含镓氮的激光二极管(例如紫色或蓝色激光二极管)激发，并且第二波长转换器构件将由第二含镓氮的激光二极管(例如绿色发射或更长波长的激光二极管)激发。在该实例的第二实施方式中，第一波长转换器构件由第一含镓氮的激光二极管(例如紫色或蓝色激光二极管)激发，并且第二波长转换器构件由形成于红色或ir波长区域操作的不同材料系统的第二激光二极管激发，例如含镓砷的材料或含铟和磷的材料。该实施方式的关键考虑是选择第二激光二极管，其操作波长基本上不会在第一波长转换器构件中被吸收，但会在第二波长转换器构件中被吸收，使得当第二激光二极管被激活时，发射将通过第一波长转换器，以激发第二波长转换器并产生ir发射。结果就是第一激光二极管构件主要激活第一波长转换器构件，以产生可见光，第二激光二极管构件主要激活第二波长转换器，以产生ir光。此堆叠波长转换器配置版本的好处在于，由于第一激光二极管将由第一驱动电流激发，而第二激光二极管将由第二驱动电流激发，因此第一和第二波长转换器构件可以独立激活，使得双波段发光源可以提供仅激活第一驱动电流的可见光源、仅激活第二驱动电流的ir光源，或者可以同时提供具有被激活的第一和第一驱动电流的可见光源和ir光源。在某些应用中，最好仅使用ir照明源进行ir检测。一旦检测到物体，就可以激活可见光源。

25、在根据本实用新型的又一实例中，第一波长转换器构件和第二波长转换器构件被组合以形成单个混合波长转换器构件。这可以通过多种方式实现，例如将诸如磷光体的波长转换器元件的混合物烧结成单个固体。在此复合波长转换器中，可以将普通的含镓氮激光二极管构件配置为激发源以生成可见光和ir光。在此配置中，使用第一驱动电流激活激光二极管构件将激发可见光和ir光的发射，使得很难对可见光和ir光的发射进行独立控制。

26、或者，可见光发射可由第一含镓氮的激光二极管(例如紫色或蓝色激光二极管)激发，并且ir发射可由形成于红色或ir波长区域操作的不同材料系统的第二激光二极管激发，例如含镓砷的材料或含铟和磷的材料。该实施方式的关键考虑是选择第二激光二极管，其操作波长基本上不会被复合波长转换器构件的可见光发射元件吸收，但会被复合波长转换器构件的ir发射元件吸收，这样，当第二激光二极管被激活时不会激发可见光发射，而是会激发红外发射。结果就是第一激光二极管构件主要激活第一波长转换器构件，以产生可见光，第二激光二极管构件主要激活第二波长转换器，以产生ir光。由于具有第三峰值波长的红外发射将与具有第一和第二峰值波长的可见光发射从相同的表面和空间位置发射，因此红外发射将很容易被引导到与具有第一和第二峰值波长的白光发射相同的光学路径。ir发射和白光发射然后可以被引导通过可选的光束成形器，该光束成形器被配置为引导输出光以照亮感兴趣的目标。在这个实施方式中，第一和第二驱动电流可以被独立激活，使得该装置可以提供仅激活第一驱动电流的可见光源、激活第二驱动电流的ir光源，或者可以同时提供可见和红外光源。在某些应用中，最好仅使用ir照明源进行ir检测。一旦使用红外照明检测到物体，就可以激活可见光源，从而照亮目标使其可见。

27、此堆叠波长转换器配置版本的好处在于，由于第一激光二极管将由第一驱动电流激发，而第二激光二极管将由第二驱动电流激发，因此第一和第二波长转换器构件可以独立激活，使得双波段发光源可以提供仅激活第一驱动电流的可见光源、仅激活第二驱动电流的ir光源，或者可以同时提供具有被激活的第一和第一驱动电流的可见光源和ir光源。在某些应用中，最好仅使用ir照明源进行ir检测。一旦检测到物体，就可以激活可见光源。

28、在根据本实用新型的优选实施方式中，波长转换器元件包括一个或多个磷光体构件。这种磷光体构件可以以固体形式实施，例如单晶磷光体元件、陶瓷元件或玻璃中的磷光体，或者可以是粉末形式，其中粉末通过粘合剂材料粘合。磷光体的化学物质有多种可供选择，以确保适当的发射和性能特性。此外，这种磷光体构件可以在几种架构布置中操作，例如反射模式、透射模式、混合模式或任何其他模式。

29、在一些实施方式中，本公开提供了一种配置用于可见光通信的双波段光源。光源包括控制器，控制器包括调制解调器和驱动器。调制解调器被配置为接收数据信号。控制器被配置为产生一个或多个控制信号，以操作驱动器基于数据信号产生驱动电流和调制信号。此外，光源包括配置为泵浦光装置的光发射器，该泵浦光装置由含镓氮的材料和光腔组成。光腔包括光波导区域和一个或多个端面区域。光腔配置有电极，以基于一个或多个控制信号中的至少一个向含镓氮的材料供应驱动电流。驱动电流为光波导区域中传播的电磁辐射提供光学增益。电磁辐射作为定向电磁辐射通过一个或多个端面区域中的至少一个输出，其具有紫外、或蓝色波长范围内的第一峰值波长。使用驱动器提供的调制信号，可以调制定向电磁辐射以携带数据信号。光源还包括配置成引导、过滤或分离定向电磁辐射的光路。此外，光源还包括光耦合到光路以接收来自泵浦光装置的定向电磁辐射的波长转换器。波长转换器被配置为将具有第一峰值波长的定向电磁辐射的至少一部分转换为比第一峰值波长更长的至少第二峰值波长，并且输出至少包括第二峰值波长和一部分第一峰值波长的白色光谱。此外，光源包括光束成形器，该光束成形器被配置为引导白色光谱以照亮感兴趣的目标，并通过具有第一峰值波长的定向电磁辐射的至少一部分，将数据信号传输到感兴趣的区域的接收器。

30、可选地，如本文所用，术语“调制解调器”是指通信装置。该设备还可以包括用于无线、有线、电缆或光通信链路及其任何组合的各种其他数据接收和传输设备。在一个实例中，该设备可以包括具有发射器的接收器，或具有合适的滤波器和模拟前端的收发器。在一个实例中，该设备可以耦合到无线网络，例如网状网络，包括zigbee、zeewave等。在一个实例中，无线网络可以基于802.11无线标准或等同物。在一个实例中，无线设备还可以与诸如3g、lte、5g等的电信网络连接。在一个实例中，该设备可以连接到诸如以太网或其他的物理层。该设备还可以与包括耦合到驱动设备或放大器的激光器的光通信连接。当然，还可有其他变型、修改和替代。

31、可选地，泵浦光装置包括激光二极管装置。可选地，泵浦光装置包括超发光二极管(sled)装置。

32、可选地，激光二极管装置包括从载体基板分离的载体芯片。此外，激光二极管装置还包括一个或多个从基板转移到载体基板的外延材料裸片。外延材料包括n型覆层区、包括至少一个覆盖在n型覆层区上的有源层的有源区，以及覆盖在有源层区上的p型覆层区。此外，激光二极管装置还包括形成在外延材料裸片中的一个或多个激光二极管条带区域。

33、可选地，具有第一峰值波长的定向电磁辐射包括具有在380-420nm范围内的第一峰值波长的紫色光谱，和/或具有在420-480nm范围内的第一峰值波长的蓝色光谱。

34、根据本实用新型，具有第三峰值波长的定向ir电磁辐射从在约700nm至约15000nm范围内操作的激光二极管发射。在一个实例中，激光二极管基于gaas在700nm至1100nm范围内的波长操作，用于近红外夜视照明、测距和激光雷达传感，并且可以包括通信。在另一实例中，激光二极管基于inp在1100nm至2500nm范围内的波长操作，用于近红外夜视照明、测距和激光雷达传感，并且可以包括通信。ir发射激光二极管可由化合物半导体材料构成，包括gaas、inp、ingaas、inas、inalas、algaas、alingap、ingaasp或ingaassb，或它们的一些组合。此外，ir发射激光二极管可以基于带间电子-空穴复合，例如量子阱激光二极管，或者可以基于以带内或带间跃迁操作的量子级联激光二极管。在另一实例中，激光二极管基于量子级联激光技术在2500nm至15000nm范围内的波长操作，用于中红外热成像、传感，并且可以包括通信。例如，gainas/alinas量子级联激光器可在室温下操作，波长范围为3μm至8μm。ir发射激光二极管基于边缘发射设计或垂直腔发射设计。

35、可选地，驱动器的输出至少包括用于控制从泵浦光设备发射的定向电磁辐射强度的驱动电流，以及(基于数据信号的)基于幅度调制或基于频率调制的预定义格式的调制信号。

36、可选地，定向电磁辐射包括多个脉冲调制的光信号，其调制频率范围为基于数据信号的约50mhz到300mhz、300mhz到1ghz和1ghz到100ghz。

37、可选地，白色光谱包括基于由来自光发射器的至少一部分定向电磁辐射承载的数据信号调制的多个脉冲调制光信号。

38、可选地，波长转换器包括磷光体材料，该磷光体材料被配置为反射模式，以具有以入射角接收定向电磁辐射的表面。白色光谱是以下光谱的组合：由磷光体材料转换的第二峰值波长的光谱、从磷光体材料表面反射的具有第一峰值波长的定向电磁辐射的一部分，以及从磷光体材料内部散射的定向电磁辐射的一部分。

39、可选地，波长转换器包括磷光体材料，该磷光体材料被配置为处于透射模式以接收通过的定向电磁辐射。白色光谱是未被磷光体材料吸收的一部分定向电磁辐射和由磷光体材料转换的第二峰值波长的光谱的组合。

40、可选地，波长转换器包括多个波长转换区域，该多个波长转换区域分别将蓝色或紫色波长区域转换为以红色为主的光谱，或以绿色为主的光谱，和/或具有比定向电磁辐射的第一峰值波长更长的峰值波长的以蓝色为主的光谱。

41、可选地，光束成形器包括多个特定颜色的光学元件，用于独立地操纵主要为红色的光谱、主要为绿色的光谱和主要为蓝色的光谱，用于传输到为不同的接收器携带不同的数据信号流的不同感兴趣目标。

42、可选地，光束成形器包括选自以下列表中的一个或多个光学元件的组合：慢轴准直透镜、快轴准直透镜、非球面透镜、球透镜、全内反射器(tir)光学器件、抛物面透镜光学器件、折射光学器件，以及微机电系统(mems)反射镜，以被配置为引导、准直、聚焦白色光谱以至少修改其角度分布。

43、可选地，光束成形器被配置为引导白色光谱作为照明源，用于沿优选方向对感兴趣的目标进行照明。

44、可选地，光源包括光束转向装置(beam steering device)，其中光束转向装置被配置为引导白色光谱以动态扫描感兴趣目标周围的空间范围。

45、可选地，该光路包括用于将定向电磁辐射引导至远程设置的波长转换器构件以产生白色光谱的光纤。可选地，该光路包括用于将定向电磁辐射引导至波长转换器构件的波导。可选地，该光路包括自由空间光学装置。

46、可选地，感兴趣目标处的接收器包括光电二极管、雪崩光电二极管、光电倍增管和一个或多个带通滤波器，用于检测调制频率范围为约50mhz至100ghz的脉冲调制光信号，接收器耦合到调制解调器，该调制解调器被配置为将光信号解码为二进制数据。

47、另一方面，本实用新型提供了基于镓氮的激光光源，其被配置用于一个或多个预定的光特性响应，例如光移动响应、光颜色响应、光亮度响应或其他响应。本实用新型的具体实施方式采用转移的含镓氮材料工艺来制造激光二极管或其他含镓氮的装置，从而能够获得优于现有制造技术的好处。

48、在另一实施方式中，本公开提供了一种用于通信和动态空间照明的集成光源。集成光源包括配置用于接收数据信号的调制解调器，以及耦合到调制解调器以产生驱动电流并基于数据信号提供调制格式的激光调制驱动器。此外，集成光源包括激光器装置，该激光器装置由驱动电流驱动以发射具有根据调制格式调制的第一峰值波长的激光。集成光源还包括用于引导激光的光路。此外，集成光源包括波长转换元件，该波长转换元件被配置为与光路耦合以接收具有第一峰值波长的激光，并将通过转换具有第一峰值波长的激光的一部分而激发的白色光重新发射到具有比第一峰值波长更长的第二峰值波长的光谱，并且将具有第一峰值波长的激光的一部分和具有第二峰值波长的光谱进行组合。白色光携带调制格式的数据信号。此外，集成光源包括光束控制光学元件，该光束控制光学元件配置为准直白色光的光束成形光学元件和配置为接收由光束转向驱动器基于输入信息生成的一个或多个电压和电流信号，以动态扫描白色光，从而为多个区域提供图案化照明，同时将数据信号传输到多个区域的不同接收器。

49、可选地，基于数据信号的调制格式包括双边带调制(dsb)、双边带载波调制(dsb-wc)、双边带抑制载波传输(dsb-sc)、双边带缩减载波传输(dsb-rc)、单边带调制(ssb或ssb-am)、带载波的单边带调制(ssb-wc)、单边带调制抑制载波调制(ssb-sc)、残留边带调制(vsb或vsb-am)、正交幅度调制(qam)、脉冲幅度调制(pam)、相移键控(psk)、频移键控(fsk)、连续相位调制(cpm)、最小移相键控(msk)、高斯最小频移键控(gmsk)、连续相位频移键控(cpfsk)、正交频分复用(ofdm)和离散多音(dmt)。

50、可选地，波长转换元件通过热导体材料设置在公共支撑激光器装置的底座结构上。波长转换元件包括选择用于吸收紫色光谱、蓝色光谱、绿色光谱和红色光谱中的至少部分的磷光体材料，以重新发射峰值波长分别比紫色光谱、蓝色光谱、绿色光谱和红色光谱的波长范围的峰值波长更长的更宽光谱。

51、可选地，光束转向光学元件还可选自微机电系统(mems)镜、数字光处理(dlp)芯片、数字镜装置(dmd)和硅上液晶(lcos)芯片中的一种，用于转向、图案化或像素化白色光。

52、可选地，集成光源还包括控制器，该控制器具有配置为用户输入拨盘、开关或操纵杆机构或反馈回路模块的接口，用于接收输入信息以激活mems镜、或dlp芯片、或dmd、或lcos芯片。输入信息包括用户输入的照明空间图案或从传感器反馈更新的动态变化的照明空间图案。光束转向光学元件还被配置为基于输入信息对白色光进行空间调制和动态引导，以在第一周期内将空间调制照明提供到目标表面的第一区域或目标空间的第一方向，并在第二周期内提供到目标表面的第二区域或在目标空间的第二方向，并在第一周期内将数据信号独立地传输到位于第一区域的第一接收器或沿第一方向的下游，并在第二周期内传输到第二区域的第二接收器或沿第二方向的下游。

53、可选地，集成光源还包括设置在白色光下游的反射器。反射器是抛物面反射器，用于沿其轴反射和传播准直光束。

54、可选地，集成光源还包括用于将白色光准直成投射光束的透镜。该透镜包括非球面透镜，该非球面透镜定位在波长转换元件上以准直白光。

55、可选地，集成光源还包括外壳，该外壳具有用于动态输出白色光的光圈。外壳被配置成具有公共底座，以至少支撑激光器装置、波长转换元件和光束转向光学元件。外壳包括to罐式封装、蝶形封装、基板上芯片和磷光体(cpos)封装、表面安装装置(smd)型封装中的一种。

56、在又一实施方式中，本公开提供了一种具有用于可见光通信的颜色和亮度控制的动态光源。动态光源包括配置为接收用于通信的数字信息的调制解调器。此外，动态光源包括激光驱动器，该激光驱动器被配置为基于数字信息产生驱动电流和至少一个调制信号。动态光源还包括激光器装置，被配置为由驱动电流驱动以发射具有在紫色或蓝色光谱颜色范围内的、第一峰值波长的激光束。激光束由至少一个调制信号调制以携带数字信息。此外，动态光源包括光束成形光学元件，该光束成形光学元件被配置为动态地将具有变化角度的激光束引导通过孔径进入光路。动态光源还包括波长转换构件，该波长转换构件包括空间上分布的至少两个彩色磷光体区域，以分别接收从光路输出的具有不同角度的激光束，并被配置为将具有第一峰值波长的激光束的一部分转换为至少两个彩色磷光体区域分别提供的至少两个彩色光谱。至少两个彩色光谱中的每一个包括第二峰值波长，该第二峰值波长比第一峰值波长更长，但随着激光束的一部分被至少两个彩色磷光体区域中的每一个吸收而变化。至少两个彩色光谱分别与具有第一峰值波长的激光束的剩余部分组合，以重新发射具有动态变化的色点的、光谱更宽的输出光束。动态光源还包括配置为在空间上引导输出光束的光束转向光学元件。此外，动态光源还包括光束转向驱动器，该光束转向驱动器被配置为基于光束转向光学元件的输入信息生成控制信号，以动态扫描输出光束，从而在一个或多个选定周期内，将具有动态变化的色点的空间调制照明提供到多个目标中的一个或多个上，或提供到多个目标方向中的一个或多个上，同时在一个或多个选定周期内，将数字信息发送到多个目标区域中的一个或多个接收器上，或多个目标方向中的一个或多个目标方向上。

57、可选地，含镓氮的激光器装置包括一个或多个激光二极管，用于发射紫色光谱范围为380至420nm、蓝色光谱范围为420至480nm、青色光谱和绿色光谱范围为480到560nm或更长的具有第一峰值波长的激光束。

58、根据本实用新型，具有第三峰值波长的定向ir电磁辐射从在约700nm至约15000nm范围内操作的激光二极管发射。在一个实例中，激光二极管基于gaas在700nm至1100nm范围内的波长操作，用于近红外夜视照明、测距和激光雷达传感，并且可以包括通信。在另一实例中，激光二极管基于inp在1100nm至2500nm范围内的波长操作，用于近红外夜视照明、测距和激光雷达传感，并且可以包括通信。ir发射激光二极管可由化合物半导体材料构成，包括gaas、inp、ingaas、inas、inalas、algaas、alingap、ingaasp或ingaassb，或它们的一些组合。此外，ir发射激光二极管可以基于带间电子-空穴复合，例如量子阱激光二极管，或者可以基于以带内或带间跃迁操作的量子级联激光二极管。在另一实例中，激光二极管基于量子级联激光技术在2500nm至15000nm范围内的波长操作，用于中红外热成像、传感，并且可以包括通信。例如，gainas/alinas量子级联激光器可在室温下操作，波长范围为3μm至8μm。ir发射激光二极管基于边缘发射设计或垂直腔发射设计。

59、可选地，波长转换构件的至少两个彩色磷光体区域包括第一磷光体材料，该第一磷光体材料被配置为吸收紫色光谱中具有第一峰值波长的激光束的第一比例，并转换成具有比第一峰值波长更长的第二波长的第一色谱，以发出具有第一色点的输出光束；第二磷光体材料，该第二磷光体材料被配置为吸收蓝色光谱中具有第一峰值波长的激光束的第二比例，并转换成具有比第一峰值波长更长的第二波长的第二色谱，以发出具有第二色点的输出光束；第三磷光体材料，该第三磷光体材料被配置为吸收紫色或蓝色光谱中具有第一峰值波长的激光束的第三比例，并转换成具有比第一峰值波长更长的第二波长的第三色谱，以发射具有第三色点的输出光束。

60、扩展基于激光的照明的可用波长范围，可以使用红外下转换磷光体在nir(0.7-1.4um)和中红外(1.4-3.0um)光谱中生成发射。这可以是纯粹的红外发射，或者是可见光和红外发射的组合，具体取决于应用要求。还有大量潜在的ir磷光体存在，但它们的适用性取决于应用波长，以及将可见光转换为ir光的磷光体的固有特性。

61、可选地，动态光源还包括第二光束成形光学元件，该第二光束成形光学元件被配置为通过至少改变其角度分布来准直和引导输出光束。第二光束成形光学元件包括一个或几个光学器件的组合，包括慢轴准直透镜、快轴准直透镜、非球面透镜、球透镜、全内反射器(tir)光学器件、抛物面透镜光学器件、折射光学器件和微机电系统(mems)反射镜。

62、在一个替代实施方式中，本公开提供了一种具有用于可见光通信的颜色和亮度控制的动态光源。动态光源包括被配置为接收用于通信的数字信息的调制解调器，和被配置为基于数字信息生成一个或多个驱动电流和调制信号的激光驱动器。此外，动态光源还包括激光器装置，该激光器装置被配置为由一个或多个驱动电流驱动，以发射至少在紫色或蓝色光谱的颜色范围内具有第一峰值波长的第一激光束，以及具有波长长于第一峰值波长的第二峰值波长的第二激光束。第一激光束和第二激光束中的至少一个被调制信号调制以携带数字信息。动态光源还包括光束成形光学元件，该光束成形光学元件被配置为准直、聚焦和动态地引导第一激光束和第二激光束分别通过光路。此外，动态光源包括波长转换构件，该波长转换构件被配置为接收来自光路的第一激光束或第二激光束，并且被配置为将具有第一峰值波长的第一激光束的第一部分转换为具有波长长于第一峰值波长的第三峰值波长的第一光谱，或者将具有第二峰值波长的第二激光束的第二部分转换成具有波长长于第二峰值波长的第四峰值波长的第二光谱。第一光谱和第二光谱分别与具有第一峰值波长的第一激光束和具有第二峰值波长的第二激光束的剩余部分组合，以重新发射从第一色点到动态变化的更宽光谱的输出光束。动态光源还包括配置为在空间上引导输出光束的光束转向光学元件。此外，动态光源还包括光束转向驱动器，该光束转向驱动器被配置为基于光束转向光学元件的输入信息生成控制信号，以动态扫描输出光束，从而在一个或多个选定周期内，将具有动态变化的色点的空间调制照明提供到多个目标中的一个或多个上，或提供到多个目标方向中的一个或多个上，同时在一个或多个选定周期内，将数字信息发送到多个目标区域中的一个或多个接收器上，或多个目标方向中的一个或多个目标方向上。

63、可选地，激光器装置包括一个或多个第一激光二极管，用于发射第一激光束，该第一激光束的第一峰值波长在范围为380-420nm的紫色光谱或范围为420-480nm的蓝色光谱中。一个或多个第一激光二极管包括有源区，该有源区包括被配置为由一个或多个驱动电流驱动的含镓氮材料。含镓氮的材料包括gan、aln、inn、ingan、algan、inaln、inalgan中的一种或多种。

64、可选地，激光器装置包括一个或多个第二激光二极管，用于发射第二激光束，该第二激光束的第二峰值波长在范围为600nm至670nm的红色光谱，或范围为480nm至550nm的绿色光谱或蓝色光谱中。一个或多个第二激光二极管包括有源区，该有源区包括被配置为由一个或多个驱动电流驱动的含镓砷材料。

65、根据本实用新型，具有第三峰值波长的定向ir电磁辐射从在约700nm至约15000nm范围内操作的激光二极管发射。在一个实例中，激光二极管基于gaas在700nm至1100nm范围内的波长操作，用于近红外夜视照明、测距和激光雷达传感，并且可以包括通信。在另一实例中，激光二极管基于inp在1100nm至2500nm范围内的波长操作，用于近红外夜视照明、测距和激光雷达传感，并且可以包括通信。ir发射激光二极管可由化合物半导体材料构成，包括gaas、inp、ingaas、inas、inalas、algaas、alingap、ingaasp或ingaassb，或它们的一些组合。此外，ir发射激光二极管可以基于带间电子-空穴复合，例如量子阱激光二极管，或者可以基于以带内或带间跃迁操作的量子级联激光二极管。在另一实例中，激光二极管基于量子级联激光技术在2500nm至15000nm范围内的波长操作，用于中红外热成像、传感，并且可以包括通信。例如，gainas/alinas量子级联激光器可在室温下操作，波长范围为3μm至8μm。ir发射激光二极管基于边缘发射设计或垂直腔发射设计。

66、可选地，第一激光束、第二激光束和/或第三激光束由调制信号独立调制，以充当独立通道来传递数字信息。

67、可选地，波长转换构件包括第一磷光体材料，该第一磷光体材料被选择为吸收紫色光谱中具有第一峰值波长的第一激光束的第一比例，并转换成具有比第一峰值波长更长的第二波长的第一色谱，以发出具有第一色点的输出光束；第二磷光体材料，该第二磷光体材料被选择为部分吸收蓝色光谱中具有第一峰值波长的第一激光束的第二比例，并转换成具有比第一峰值波长更长的第二波长的第二色谱，以发出具有第二色点的第二输出光束；第三磷光体材料，该第三磷光体材料被选择为吸收红色光谱中具有第一峰值波长的第二激光束的第三比例，并转换成具有比第一峰值波长更长的第二波长的第三色谱，以发射具有第三色点的第三输出光束。

68、可选地，光束成形光学元件包括选自慢轴准直透镜、快轴准直透镜、非球面透镜、球透镜、全内反射器(tir)光学器件、抛物面透镜光学器件、折射光学器件和微机电系统(mems)反射镜的一个或几个光学器件的组合，配置为将具有修改过的角分布的第一激光束和第二激光束中的每一个作为入射光束，引导、准直、聚焦到相应的第一、第二、第三磷光体材料中，用于调谐第一、第二、第三比例的第一和第二激光束，该第一和第二激光束被转换用于动态调整相应的第一、第二、第三输出光束的第一、第二、第三色点。

69、在又一方面，本实用新型提供了与ir照明源集成的基于镓氮激光的照明源，ir照明源耦合到一个或多个传感器，其反馈回路或控制电路可触发光源针对一个或多个预定响应进行反应，如激活用于可见光照明的可见光发射，激活用于ir照明的ir光发射、激活光的avlc信号或动态空间图案化、光运动响应、光颜色响应、光亮度响应、空间光图案响应，以及其他响应或响应组合。本实用新型的具体实施方式采用转移的含镓氮材料工艺来制造激光二极管或其他含镓氮的装置，从而能够获得优于现有制造技术的好处。

70、在又一实施方式中，本公开描述了与ir照明源集成的基于激光的光源，提供了配置用于可见光通信的智能光源。智能光源包括控制器，控制器包括调制解调器和驱动器。调制解调器被配置为接收数据信号并操作驱动器以产生驱动电流和调制信号。此外，智能光源包括配置为泵浦光装置的光发射器，该泵浦光装置由含镓氮的材料和包括光波导区域和一个或多个端面区域的光腔组成。光腔配置有电极，以将来自驱动器的驱动电流提供给含镓氮的材料，从而为在光波导区域中传播的电磁辐射提供光学增益，并通过以下一个或多个端面区域中的至少一个输出定向电磁辐射。定向电磁辐射具有紫外或蓝色波长范围内的第一峰值波长，并且由控制器使用调制信号进行调制以携带数据信号。智能光源还包括波长转换器，其与来自泵浦光装置的定向电磁辐射光学耦合，其中波长转换器被配置为将具有第一峰值波长的定向电磁辐射的至少一部分转换为至少第二峰值波长，该第二峰值波长比第一峰值波长更长，并输出至少包括第二峰值波长和部分第一峰值波长的白色光谱。此外，智能光源包括光束成形器，该光束成形器被配置为将白色光谱的光束准直并聚焦到特定方向或特定焦点。智能光源还包括光束转向元件，该光束转向元件被配置为操纵白色光谱的光束以照亮感兴趣的目标，并通过具有第一峰值波长的定向电磁辐射的至少一部分，将数据信号传输到感兴趣的目标的接收器。此外，智能光源包括一个或多个传感器，该传感器被配置在耦合到控制器的反馈回路电路中。一个或多个传感器被配置为基于与实时检测到的感兴趣目标相关联的各种参数，向控制器提供一个或多个反馈电流或电压，其中包括光移动响应、光颜色响应、光亮度响应、空间光图案响应和正在被触发的数据信号通信响应中的一种或多种。

71、可选地，波长转换器包括磷光体材料，该磷光体材料被配置为处于反射模式以具有以入射角接收定向电磁辐射的表面。白色光谱是由磷光体材料转换的第二峰值波长的光谱、从磷光体材料表面反射的具有第一峰值波长的定向电磁辐射的一部分，以及从磷光体材料内部散射的定向电磁辐射的一部分的组合。

72、可选地，波长转换器包括磷光体材料，该磷光体材料被配置为处于透射模式以接收通过的定向电磁辐射。白色光谱是未被磷光体材料吸收的一部分定向电磁辐射和由磷光体材料转换的第二峰值波长的光谱的组合。

73、可选地，波长转换器包括多个波长转换区域，该多个波长转换区域分别将蓝色或紫色波长区域转换为以红色为主的光谱，或以绿色为主的光谱，和/或具有比定向电磁辐射的第一峰值波长更长的峰值波长的以蓝色为主的光谱。

74、可选地，光束转向元件包括多个特定颜色的光学元件，用于独立地操纵主要为红色的光谱、主要为绿色的光谱和主要为蓝色的光谱，用于传输到为不同的接收器携带不同的数据信号流的不同感兴趣目标。

75、可选地，光束转向元件被配置为操纵和引导白色光谱的光束作为具有空间调制的照明源，用于沿优选方向照亮感兴趣目标的表面。

76、可选地，光束转向元件还被配置为引导白色光谱以动态扫描感兴趣目标周围的空间范围。

77、可选地，该一种或多种传感器可包括以下多种传感器的一种或组合：麦克风、地震检波器、运动传感器、射频识别(rfid)接收器、水听器、化学传感器(包括氢传感器、co2传感器或电子鼻传感器、流量传感器、水表、燃气表、盖革计数器、高度计、空速传感器、速度传感器、测距仪、压电传感器、陀螺仪、惯性传感器、加速计、mems传感器、霍尔效应传感器、金属探测器、电压探测器、光电传感器、光电探测器、光敏电阻、压力传感器、应变仪、热敏电阻、热电偶、高温计、温度计、运动检测器、无源红外传感器、多普勒传感器、生物传感器、电容传感器、摄像机、换能器、图像传感器、红外传感器、雷达、声纳、激光雷达。

78、可选地，一个或多个传感器被配置在反馈回路电路中，以提供反馈电流或电压，从而调谐控制信号以用于操作驱动器来调整来自发光器的定向电磁辐射的亮度和颜色。

79、可选地，一个或多个传感器被配置在反馈回路电路中，以提供反馈电流或电压，从而调谐控制信号以用于操作光束转向光学元件来调整白色光谱的光束照亮的空间位置和图案。

80、可选地，一个或多个传感器被配置在反馈回路电路中，以将反馈电流或电压发送回控制器，以改变驱动电流和调制信号，从而改变将要通过调制信号调制的定向电磁辐射的至少一部分传送的数据信号。

81、可选地，控制器还被配置为提供控制信号，以基于来自一个或多个传感器的反馈来调谐光束成形器，从而动态地调制白色光谱。

82、可选地，控制器是设置在智能手机、智能手表、电脑化可穿戴设备、平板电脑、膝上型电脑、车载电脑、无人机中的微处理器。

83、可选地，波束转向元件还被配置为在与照射到特定方向的白色光谱的空间调制同步的不同周期中，将数据信号独立地发送到不同方向上的不同接收器。

84、可选地，光束转向元件还可选自微机电系统(mems)镜、数字光处理(dlp)芯片、数字镜装置(dmd)和硅上液晶(lcos)芯片中的光学装置，用于转向、图案化或像素化白色光。

85、可选地，mems镜被配置为产生大于10度的高偏转角、小于100mw的低功耗以及能够产生hd分辨率的高扫描频率。

86、可选地，mems镜被配置为执行用于矢量指向的谐振操作，并为高功率操作提供＞80％的高反射率。

87、可选地，光束转向元件包括二维微镜阵列，以通过从相应像素、以预定角度反射，来控制、图案化和/或像素化白色光的光束，从而打开或关闭每个像素。

88、可选地，二维微镜阵列形成在硅芯片上，该硅芯片被配置用于提供白色光谱光束的动态空间调制。

89、可选地，光束转向元件还被配置为基于输入信息对白色光进行空间调制和动态引导，以在第一周期内将空间调制照明提供到目标表面的第一区域或目标空间的第一方向，并在第二周期内提供到目标表面的第二区域或在目标空间的第二方向，并在第一周期内将数据信号独立地传输到位于第一区域的第一接收器或沿第一方向的下游，并在第二周期内传输到第二区域的第二接收器或沿第二方向的下游。

90、可选地，第一接收器和第二接收器中的每一个包括光电二极管、雪崩光电二极管、光电倍增管和一个或多个带通滤波器，以检测脉冲调制的光信号，并耦合到被配置为将光信号解码为二进制数据的调制解调器。

91、在又一实施方式中，本公开提供了一种具有空间照明和颜色动态控制的智能光源。智能光源包括用于产生一个或多个控制信号的微控制器和被配置为由一个或多个控制信号中的至少一个驱动以发射具有紫色或蓝色光谱的颜色范围内的、具有第一峰值波长的激光波束的激光器装置。激光束由至少一个调制信号调制以携带数字信息。此外，智能光源包括光束成形光学元件，该光束成形光学元件被配置为动态地将具有变化角度的激光束引导通过孔径进入光路。智能光源还包括波长转换构件，该波长转换构件包括空间上分布的至少两个彩色磷光体区域，以分别接收从光路输出的具有不同角度的激光束，并被配置为将具有第一峰值波长的激光束的一部分转换为至少两个彩色磷光体区域分别提供的至少两个彩色光谱。至少两个彩色光谱中的每一个包括第二峰值波长，该第二峰值波长比第一峰值波长更长，但随着激光束的一部分被至少两个彩色磷光体区域中的每一个吸收而变化。至少两个彩色光谱分别与具有第一峰值波长的激光束的剩余部分组合，以重新发射具有动态变化的色点的、光谱更宽的输出光束。此外，智能光源还包括配置为在空间上引导输出光束的光束转向光学元件。此外，光源包括耦合到微控制器的光束转向驱动器，以基于光束转向光学元件的输入信息接收一个或多个控制信号中的一些控制信号，从而动态扫描基本上呈白色的输出光束以提供空间调制照明，并在一个或多个选定周期内将具有不同颜色范围的第一峰值波长的多个激光束中的一个或多个选择性地引导到多个目标区域中的一个或多个或多个目标方向中的一个或多个。

92、在又一替代实施方式中，本公开提供了一种具有空间调制照明的智能光源。智能光源包括控制器，该控制器被配置为接收用于生成一个或多个控制信号的输入信息。智能光源还包括配置为泵浦光装置的光发射器，该泵浦光装置由含镓氮的材料和包括光波导区域和一个或多个端面区域的光腔组成。光腔配置有电极，以基于一个或多个控制信号中的至少一个向含镓氮的材料供应驱动电流。驱动电流为光波导区域中传播的电磁辐射提供光学增益。电磁辐射作为定向电磁辐射通过一个或多个端面区域中的至少一个输出，其具有紫外、或蓝色波长范围内的第一峰值波长。此外，智能光源包括被配置为将定向电磁辐射准直和聚焦到特定方向和焦点的光束成形器，和光学耦合到来自泵浦光装置的定向电磁辐射的波长转换器。波长转换器被配置为吸收具有第一峰值波长的定向电磁辐射的至少一部分，以激发具有比第一峰值波长更长的第二峰值波长的光谱，并且重新发射具有至少包括第二峰值波长和一部分第一峰值波长的更广光谱的输出电磁辐射。智能光源还包括光束转向光学元件，其被配置为操纵输出电磁辐射以将空间调制的照明提供到目标区域或目标方向。此外，智能光源包括一个或多个传感器，该传感器被配置在耦合到控制器的反馈回路电路中。一个或多个传感器被配置为基于与实时检测到的感兴趣目标相关联的各种参数，向控制器提供一个或多个反馈电流或电压，其中包括光移动响应、光颜色响应、光亮度响应、空间光图案响应和正在被触发的数据信号通信响应中的一种或多种。

93、在又一替代实施方式中，本公开提供了一种具有颜色和亮度动态控制的智能光系统。智能光系统包括微控制器，该控制器被配置为接收用于生成一个或多个控制信号的输入信息。此外，智能光系统还包括激光器装置，该激光器装置被配置为至少由一个或多个控制信号中的一个驱动，以发射至少在紫色或蓝色光谱的颜色范围内具有第一峰值波长的第一激光束，以及具有波长长于第一峰值波长的第二峰值波长的第二激光束。智能光系统还包括配置为动态引导第一激光束和第二激光束的光路。此外，智能光系统包括波长转换构件，该波长转换构件被配置为接收来自光路的第一激光束或第二激光束，并且被配置为将具有第一峰值波长的第一激光束的第一部分转换为具有波长长于第一峰值波长的第三峰值波长的第一光谱，或者将具有第二峰值波长的第二激光束的第二部分转换成具有波长长于第二峰值波长的第四峰值波长的第二光谱。第一光谱和第二光谱分别与具有第一峰值波长的第一激光束和具有第二峰值波长的第二激光束的剩余部分组合，以重新发射从第一色点到动态变化的更宽光谱的输出光束。智能光系统包括被配置为准直和聚焦输出光束的光束成形光学元件，和被配置为引导输出光束的光束转向光学元件。此外，智能光系统包括耦合到微控制器的光束转向驱动器，以基于光束转向光学元件的输入信息接收一个或多个控制信号中的一些控制信号，从而动态扫描基本上呈白色的输出光束以提供空间调制照明，并在一个或多个选定周期内将具有不同颜色范围的第一峰值波长的多个激光束中的一个或多个选择性地引导到多个目标区域中的一个或多个或多个目标方向中的一个或多个。再此外，智能光系统包括一个或多个传感器，该传感器被配置在耦合到控制器的反馈回路电路中。一个或多个传感器被配置为基于与实时检测到的感兴趣目标相关联的各种参数，向控制器提供一个或多个反馈电流或电压，其中包括光移动响应、光颜色响应、光亮度响应、空间光图案响应和正在被触发的数据信号通信响应中的一种或多种。

94、仅通过实例，本实用新型可应用于以下用途，例如，白色照明，白点照明，闪光灯，汽车前灯，全地形车辆照明，在诸如骑自行车、冲浪、跑步、赛跑、划船的娱乐运动中使用的光源，用于无人驾驶飞机、飞机、机器人、其他移动应用或者机器人应用、安全、防御应用中的防范措施的光源，多色照明，用于平板、医疗、计量学、回光灯及其他显示器的照明，高强度灯，光谱学，娱乐，剧院，音乐及音乐会，分析欺诈检测和/或鉴定，工具，水处理，激光眩光器，目标锁定，通信，lifi，可见光通信(vlc)，感测，检测，距离检测，光雷达(lidar)，变压，运输，矫平，固化及其他化学处理，加热，切割和/或融化，泵浦其他光学器件，其他光电器件及相关应用，以及光源照明，等等。根据本实用新型的集成光源可以结合到汽车前照灯、普通照明光源、安全光源、搜索光源、防御光源中，作为光保真(lifi)通信装置，用于园艺目的优化植物生长或许多其他应用。