激光照明未来在超大功率超高亮度领域有望取代白光LED

来源:浙江在线    关键词:激光显示, 大功率,    发布时间:2018-11-14

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 近年来,随着人们对航空航天、投影显示、汽车大灯等超大功率超高亮度照明领域的不断需求,新一代的激光照明技术(Laser lighting)应运而生。与现有LED照明光源相比,激光照明光源在大功率、高亮度、智能控制等方面都彰显出独特优势,拥有广阔的市场前景。
半导体照明技术的革新和升级!激光照明未来在超大功率超高亮度领域有望取代白光LED~
在浙江省自然科学基金资助下,中国计量大学教授王乐负责的“面向激光白光照明应用的激光荧光粉材料设计与光谱特性研究”项目于不久前通过了结题验收。
 
 
 半导体照明技术的革新和升级!激光照明未来在超大功率超高亮度领域有望取代白光LED~


王乐告诉记者,以白光LED为代表的半导体照明技术以其高效节能、超长寿命、绿色环保安全等优点,成为近几年来重要的新型照明光源。然而,白光LED中的蓝光芯片会随着电流密度的增大,在达到某一阈值时出现发光效率下降的现象,这个问题导致目前单颗白光LED的功率和流明都相对比较小。这使得白光LED很难在汽车前照大灯、航空照明等大功率高亮度照明产品中得以广泛应用。
 
 
半导体照明技术的革新和升级!激光照明未来在超大功率超高亮度领域有望取代白光LED~


激光照明技术是半导体照明技术的又一次技术革新和升级,是实现超高亮度和超大功率照明的必然选择。激光白光光源存在成本高和散斑等问题,而采用激光蓝光芯片与荧光粉的方案可有效解决上述问题,这个方案曾在多个应用领域崭露头角,比如2014年和2015年国际消费类电子产品展览会中,德国奥迪公司和宝马公司分别在新推出的概念车中采用了激光大灯技术。
 
 
半导体照明技术的革新和升级!激光照明未来在超大功率超高亮度领域有望取代白光LED~


然而激光荧光粉存在发光饱和的问题,在大功率密度激光芯片的激发下荧光粉的发光强度不随电流密度的增大而线性增加。王乐和她的团队为解决上述问题,从材料设计和激光白光光谱特性分析的角度开展了系统性基础研究,为开发新型高效激光荧光粉和激光白光光源提供实验和理论指导。该研究揭示了荧光粉发光饱和的机理和本质,在此基础上通过材料设计开发了响应材料,可适用于在高通量密度的激光激发下实现激光白光照明;在激光白光光谱配色调控及其封装方面,通过计算仿真的方法,研究总结了激光芯片光谱与荧光粉配比形貌对白光发光效率和显色指数的影响规律;开发了配色封装荧光粉数据库,研究出适用于激光白光照明的红色CaAlSiN3:Eu2+微晶玻璃和黄色YAG-PiG荧光材料,设计并实现了高光效、高显色性的激光白光光源的方案。
 
半导体照明技术的革新和升级!激光照明未来在超大功率超高亮度领域有望取代白光LED~


目前,团队已获国家发明专利6项,与厦门大学联合研发的激光荧光材料也已初步应用于汽车激光大灯照明光源中。