一种高功率的激光照明设备的制作方法

本实用新型属于光电技术领域，具体涉及一种高功率的激光照明设备。

背景技术：

随着激光二极管技术的成熟，在激光显示和激光加工等领域，激光二极管能够强度分布均匀且发散角小的高质量光束。但是单个激光二极管的输出功率很低，要实现高功率输出，必须进行多个激光器二极管集成。多个激光二极管的集成后，高功率将会对设备的散热问题造成巨大挑战。

目前的大多数激光照明设备，存在体积大、实现高功率同时兼顾散热问题的技术难度大等缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高功率的激光照明设备，该设备可以解决激光照明设备的散热问题，提高照明设备的安全性。

为了达到上述技术效果，本实用新型提供了如下技术方案：

一种高功率的激光照明设备，包括电源、开关和光源，还包括散热装置、合束装置、聚焦透镜、荧光片和准直透镜组，所述光源为激光二极管阵列，所述合束装置将三路激光二极管阵列的光耦合在荧光片上，所述准直透镜组包括第一准直透镜和第二准直透镜，所述散热装置包括第一散热装置和第二散热装置，所述聚焦透镜、荧光片、第一准直透镜和第二准直透镜沿合束装置耦合出的激光光路方向依次设置。

进一步的技术方案为，所述激光二极管阵列由排列成“凹”字的三路激光二极管阵列集成。

进一步的技术方案为，所述激光二极管阵列发出的激光波长为400～500纳米。

进一步的技术方案为，所述合束装置包括反射镜架，所述反射镜架的两面夹角为90°，安装面为间隔条状，所述反射镜架安装有第一镜组和第二镜组。

进一步的技术方案为，所述第一镜组和第二镜组的反射镜片表面镀有高反射膜。

进一步的技术方案为，所述第一散热装置为散热鳍片一，所述的散热鳍片一的一端设置于激光二极管阵列的一侧，另一端与外界空气接触。

进一步的技术方案为，所述第二散热装置为散热鳍片二，所述荧光片与第一准直透镜设置于同一密闭壳体中，所述密闭壳体外设有导热介质，所述散热鳍片二的一端通过导热介质与密闭壳体连接，另一端与外界空气接触。

进一步的技术方案为，所述荧光片以蓝宝石基材作为衬底，所述第二散热装置通过蓝宝石对荧光片进行散热。

进一步的技术方案为，所述第一准直透镜为玻璃透镜，所述第二准直透镜为非球面玻璃透镜。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:本实用新型采用合束装置将三路激光二极管阵列的激光进行耦合，极大的提高了在有限空间内的照明功率，设置多个散热装置对激光光源进行散热，很好的解决了激光照明设备的散热问题，提高了照明设备的安全性。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种高功率的激光照明设备的xoz面结构示意图；

图2为本实用新型所述的合束装置的结构示意图；

其中：101、102、103分别为三路激光二极管阵列，104为第一散热装置，105为第二散热装置，106a、106b分别为第一镜组和第二镜组，107为聚焦透镜，108为荧光片，109为第一准直透镜，110为第二准直透镜，111为反射镜架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步的解释和说明。

实施例1

如图1所示，是本实用新型所述的一种高功率的激光照明设备的xoz面结构示意图，一种高功率的激光照明设备，包括电源、开关和光源，所述电源通过开关与光源连接，还包括：散热装置、合束装置、聚焦透镜、荧光片、准直透镜组；所述光源为激光二极管阵列，所述合束装置将三路激光二极管阵列的光耦合在荧光片上，所述准直透镜组包括第一准直透镜和第二准直透镜，所述散热装置包括第一散热装置和第二散热装置，所述聚焦透镜、荧光片、第一准直透镜和第二准直透镜沿合束装置耦合出的激光光路方向依次设置。

所述激光二极管阵列101为两块3×8的激光二极管阵列并列放置，与xoy面平行。所述激光二极管阵列102和103都为4×8的激光二极管阵列，都与yoz面平行。三路激光二极管阵列形成一个“凹”字。激光二极管阵列发出的激光为波长为455纳米或445纳米。

所述第一镜组106a与x和z方向夹角均为45°，激光二极管阵列102发出的光入射到第一镜组106a上，再反射到聚焦透镜107上。所述第二镜组106b与x和z方向夹角分别为135°和45°，激光二极管阵列103发出的光入射到第二镜组106b上，再反射到聚焦透镜107上。同时激光二极管阵列101发出的光直接入射到聚焦透镜107上，三路激光二极管阵列的光在聚焦透镜107上汇聚。其中，第一镜组106a和第二镜组106b的反射镜片表面都镀有针对蓝光的高反射膜，减少在反射镜上激光光能的损失。

所述聚焦透镜107将汇聚的三路激光聚焦到荧光片上，所述荧光片108完成将蓝光转换成白光。其中，荧光片108以蓝宝石基材作为衬底，蓝宝石的高抗热性能够有效对荧光片进行散热。

所述第一准直透镜109和第二准直透镜110共同对完成波长转换的白光，进行准直和扩束。其中，第一准直透镜109和第二准直透镜110是都是玻璃透镜，玻璃材质耐高温，光学性质不易发生改变；第一准直透镜109直径小，要求折射率高，透过率高、光学均匀性高；第二准直透镜110是尺寸直径较大，采用非球面透镜，非球面的面型表达式为：

式中，

非球面能更好地减小像差，得到更加均匀的照明光束。

所述第一散热装置104为散热鳍片一，第一散热装置104的一端分别紧贴激光二极管阵列101、激光二极管阵列102和激光二极管阵列103，另一端与外界空气接触；所述第二散热装置105为散热鳍片二，第二散热装置105的一端通过荧光片与第一准直透镜的密闭壳体外的导热介质与密闭壳体连接，另一端与外界空气接触。散热鳍片一和散热鳍片二都为金属材质，高导热，同时鳍片结构与空气接触面积较大，能够很好的减小温度升高对激光二极管阵列、荧光片的影响，提升长时间照明的设备稳定性。

如图2所示，是本实用新型所述的合束装置的结构示意图。所述合束装置包括反射镜架111，反射镜架111由互相垂直的两面组成，两面分别安装有第一镜组106a和第二镜组106b，每一面都间隔安装反射镜片，分别将激光二极管阵列102和激光二极管阵列103发出的光反射到聚焦透镜107上。反射镜架111未安装反射镜片的部分为中空，激光二极管阵列101发出的光可由该空隙入射到聚焦透镜107上。所述合束装置将三路激光进行耦合，极大地增大了照明设备的功率，同时提高了照明设备的空间利用率。

尽管这里参照本实用新型的解释性实施例对本实用新型进行了描述，上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。