發(fā)布時(shí)間：2020-05-25 03:58

【摘要】：作為極具發(fā)展?jié)摿Φ墓虘B(tài)照明光源,半導(dǎo)體激光白光光源逐漸成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。半導(dǎo)體激光白光光源通常有三種實(shí)現(xiàn)形式:多色激光混合,近紫外激光激發(fā)RGB三色熒光粉以及藍(lán)光半導(dǎo)體激光激發(fā)黃色熒光粉合成白光。其中藍(lán)光激發(fā)黃色熒光粉的方法雖然顯色性不高,但可滿足照明需求,且具有體積小、亮度高、工作周期長及光色穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),是最有希望產(chǎn)業(yè)化的方式。相對(duì)傳統(tǒng)照明需要使用多個(gè)常規(guī)光學(xué)元件,自由曲面配光設(shè)計(jì)通常只需一個(gè)自由曲面就可輕松實(shí)現(xiàn)照明要求,整個(gè)照明光學(xué)系統(tǒng)具有較小的體積,光損耗變小、出光效率高,可準(zhǔn)確控制目標(biāo)面光型等優(yōu)勢(shì)。通過改變局部面型就可改變目標(biāo)面照明效果,因而具有較高的設(shè)計(jì)自由度。本文主要針對(duì)藍(lán)光半導(dǎo)體激光激發(fā)黃色熒光粉的方式,采用自由曲面配光設(shè)計(jì),研究半導(dǎo)體激光白光光源在路面照明中的應(yīng)用,主要研究內(nèi)容有以下三方面:1.采用TracePro軟件模擬分析了熒光粉膠層濃度、厚度、位置及形狀對(duì)光源光強(qiáng)分布與色度均勻性的影響;當(dāng)熒光粉膠層為圓片形狀、摩爾濃度0.0205 mol/L、厚度0.1mm、距反光罩底部2 mm時(shí),光源出光近似朗伯光強(qiáng)分布且色度均勻度達(dá)到0.009527小于人眼能分辨的顏色差異值(0.01);2.為簡(jiǎn)化透鏡設(shè)計(jì),將激光白光光源視為“點(diǎn)光源”,將光源與目標(biāo)面能量均等劃分并構(gòu)建自由曲面透鏡,目標(biāo)面光斑水平照度均勻度Ux=81.88%,垂直照度均勻度Uy=94.12%。3.將激光白光光源代入基于“點(diǎn)光源”設(shè)計(jì)的自由曲面透鏡中,光斑照明效果明顯劣化,Ux由81.88%降低到65.31%,Uy由94.12%降低到84.56%。本文將透鏡優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)表示目標(biāo)面光斑照度偏差程度的函數(shù)f(x)與g(y)的求解問題,重新劃分目標(biāo)面網(wǎng)格大小,構(gòu)建新的自由曲面透鏡,目標(biāo)面光斑照度Ux由65.31%提高到81.0%,Uy由84.56%提高到92.89%;并對(duì)透鏡安裝誤差進(jìn)行研究,水平、垂直與轉(zhuǎn)動(dòng)容差分別為0.15 mm、0.14 mm與0.9°。
【圖文】：

色激光與黃色熒光粉相互作用，白光是由一部分比例部分比例的熒光粉發(fā)出的黃光混合而成。與方法 1 相與白光合成，光光轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生的斯托克斯損耗相對(duì)更效率；而方法 1 由于不同種類的熒光粉衰減速率具有穩(wěn)定[16]。方法2的缺點(diǎn)是合成的白光光源只含有黃藍(lán)光所以光源的顯色性較差。鑒于以上對(duì)白光光源的合成法以及Ⅱ類方法中的 1 法相比，藍(lán)光 LD 激發(fā)黃色熒勢(shì)：1）熒光粉膠體涂覆工藝簡(jiǎn)單致使白光的制備相對(duì)藍(lán)色激光與黃色熒光粉，所以光源的成本較低；3)光熒光粉來提高，這不影響光源的正常使用�；谝陨喜捎盟{(lán)光 LD 激發(fā)黃色熒光粉獲得。白光光源的研究進(jìn)展半導(dǎo)體激光白光光源誕生。如圖 1.1 所示，日本 N合的方式，將 GaN 基半導(dǎo)體激光器輸出的藍(lán)光激發(fā)黃

日本 S.Saito 等人采用 405 nm 激光激發(fā)熒光粉，混色合成的白光光通量達(dá) 200 lm［19］。2010 年，韓國仁荷大學(xué) Han－Youl Ｒyu 等人采用 445 nm 藍(lán)色 LD 激發(fā)黃色熒光，獲得的白光具有較高的光亮度；在 100 mA 的電流注入情況下，白光的出光參數(shù)別為光通量 5 lm、發(fā)光效率 10 lm/W，且該白光的光色穩(wěn)定性很高［20］，，圖 1.2（a）、b）分別為該白光光源光通量與光效隨驅(qū)動(dòng)電流變化曲線圖。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN24

【參考文獻(xiàn)】

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4 高e

本文編號(hào)：2679528