目前在照明領(lǐng)域,發(fā)光二極管的地位毋庸置疑,但是在某些特殊情況下,發(fā)光二極管的缺陷就會(huì)被放大導(dǎo)致照明效果不好或者完全無(wú)法使用。而利用高功率的半導(dǎo)體激光器照明技術(shù)就慢慢走近研發(fā)人員的視野。
半導(dǎo)體激光器可以提供LED所達(dá)不到的高光通量、良好的方向性等優(yōu)良特性,但是也要考慮在實(shí)踐中,半導(dǎo)體激光器照明系統(tǒng)需要透鏡、反射鏡、熒光粉和散熱器的復(fù)雜組合,以及仔細(xì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。雖然這使得激光驅(qū)動(dòng)的照明系統(tǒng)比 LED 照明更復(fù)雜,但激光技術(shù)相對(duì)較高的輸出通量可實(shí)現(xiàn)更引人注目和引人注目的效果,如圖所示悉尼歌劇院的墻壁照明。 LED很難實(shí)現(xiàn)如此高亮度的照明效果,雖然也有研究人員在開發(fā)新材料填補(bǔ)LED這一空白,但是其相對(duì)成本明顯比半導(dǎo)體激光器照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本要大得多。 來(lái)自激光器的光是定向的、單色的和相干的。盡管這些屬性中的每一個(gè)對(duì)于特定的照明應(yīng)用都很有價(jià)值,但一般的高亮度照明需要白色或準(zhǔn)白色的非相干光。一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換熒光粉可以將單色激光變成廣譜光,這樣在人眼看來(lái)就會(huì)是白色的。但是激光的高功率同樣帶來(lái)了高熱量,由于斯托克司頻移(Stokes shift)的存在,導(dǎo)致能量大多以熱能散出,這種熱量使磷光體退化并降低了波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率。俄亥俄大學(xué)的FAIZ RAHMAN教授設(shè)計(jì)了一款熒光轉(zhuǎn)盤可以很好的解決這一問(wèn)題,如圖。 泵浦激光束在圓盤邊緣附近入射。由于圓盤旋轉(zhuǎn),加熱區(qū)域在再次在激光束下旋轉(zhuǎn)之前冷卻。 建筑照明是一種需要非常明亮的光源的應(yīng)用。基于激光的磷光體轉(zhuǎn)換燈非常適用于此。泵送合適的磷光體子系統(tǒng)的多激光模塊提供電力以照亮整個(gè)建筑立面。有了這樣的光源,即使是大型建筑物的外部,幾盞高強(qiáng)度的燈也可以照亮。另一個(gè)應(yīng)用是外科手術(shù)室的照明。高精度操作需要非常強(qiáng)的光線來(lái)最大化對(duì)比度。目前在手術(shù)室中使用的燈體積龐大,因?yàn)樗鼈冇梢唤M高強(qiáng)度放電燈組成。使用激光驅(qū)動(dòng)的照明系統(tǒng)可以大大簡(jiǎn)化這些組件。目前有很多成熟的專利面試,現(xiàn)有的手術(shù)燈能耗高,在長(zhǎng)時(shí)間、高亮度照明后容易亮度降低,并且現(xiàn)有的手術(shù)燈的燈泡在多次使用后容易壞掉。而激光作為一種新型的光源,其亮度與太陽(yáng)光接近,相比于現(xiàn)有先進(jìn)的LED燈,激光燈的發(fā)光效率高于LED燈60%,相應(yīng)速度更快、亮度衰減更低、體積小、壽命更長(zhǎng),而在使用過(guò)程中,激光燈的發(fā)熱量更低,是作為手術(shù)燈的理想光源。
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