基于GaN激光器激发荧光体的高效、高光品质的紧凑型白光光源研究

基本信息
批准号:61874114
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:刘喆
学科分类:
依托单位:中国科学院半导体研究所
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:薛斌,裴艳荣,杨杰,冯梁森,梁冬冬
关键词:
激光照明紧凑型照明高功率密度光源半导体照明光品质
结项摘要

The illumination technology based on nitride-LDs (laser diodes, LDs) has significant application value in high power density light source market such as automobile headlights, underwater lighting, wearable terminals, and artificial intelligence. Compared with LED, LD works at higher current density and have different spectral characteristics such as coherence and narrow FWHM (full width at half maximum, FWHM), which causes  a list of new scientific problems for the synthesis of white light. Existing R&D technologies are focused on improving light efficiency, color rendering index (CRI), and phosphor technology, while the quality of laser lighting has to be further improved. This project plans to study the light field coupling between multi energy density LD and phosphor materials; Micro-array technology is employed to homogenize laser beam and eliminate speckles for high quality illumination on rough surfaces; Optics modeling and simulation is applied to optimize the light source package and optical path structure parameters, meanwhile self-reflection and omnidirectional light reflection-type light output design are used to realize the high light color quality and compact laser white light source module; The associated physical model of each section of the light source module will be established through measuring the optical, electrical, thermal and color parameters to reveal the matching mechanism between the physical form of the phosphor and the high power density of blue LDs, as well as master the regulation rules of the light color quality in a new generation compact laser lighting.

实现高效、高光品质兼具紧凑型光路的激光白光照明技术是该领域实用化发展的关键所在。相比LED光源,激光器在大电流密度下工作且存在相干性、高斯型光谱等特点,在合成白光光谱中引发许多新的科学问题。现有研发技术集中在提升光效、显色指数及荧光粉技术等,但对于激光照明品质进一步提升尚待系统研究。.本项目开展以下研究:1、针对大功率密度下光源利用效率,开展多能量密度激光与荧光材料的光场耦合研究,揭示强激发条件下激光-荧光体系的物理形态与能量密度的匹配机理;2、对激光光束采用微阵列技术匀化、消除散斑,提高在不同粗糙表面的照明质量;3、通过光学建模,优化封装及光路结构,进行自反射式和全方位光反射式出光设计,在提高光色品质的同时,实现紧凑型激光光源模组。通过项目实施,掌握新一代紧凑型激光照明光色品质的调控规律,为汽车数字智能化大灯、水下照明、可穿戴式终端等高功率密度光源及人工智能领域的重要应用奠定科学基础。

项目摘要

实现高效、高光品质兼具紧凑型光路的激光白光照明技术是该领域实用化发展的关键所在。相比LED光源,激光器在大电流密度下工作且存在相干性、高斯型光谱等特点,在合成白光光谱中引发许多新的科学问题。现有研发技术集中在提升光效、显色指数及荧光粉技术等,但对于激光照明品质进一步提升尚待系统研究。.本项目开展以下研究:1、针对大功率密度下光源利用效率,开展多能量密度激光与荧光材料的光场耦合研究,揭示强激发条件下激光-荧光体系的物理形态与能量密度的匹配机理;2、对激光光束采用微阵列技术匀化、消除散斑,提高在不同粗糙表面的照明质量;3、通过光学建模,优化封装及光路结构,进行自反射式和全方位光反射式出光设计,在提高光色品质的同时,实现紧凑型激光光源模组。通过项目实施,掌握新一代紧凑型激光照明光色品质的调控规律,为汽车数字智能化大灯、水下照明、可穿戴式终端等高功率密度光源及人工智能领域的重要应用奠定科学基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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