本文主要探讨了基于半导体激光激发荧光粉转换的白光照明系统在汽车远光灯中的设计与实现。文章由长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室的研究团队撰写,详细介绍了如何通过多单管光纤耦合技术提升蓝光半导体激光器的功率,以达到10W的输出,进而产生高效的白光光源。
半导体激光器的功率通常较低,不适合直接用于高功率应用。为了解决这一问题,研究者采用了多单管光纤耦合技术,将多个低功率的激光管组合起来,以实现10W的蓝光激光输出。这种蓝光激光随后激发荧光粉片,荧光粉吸收蓝光后发出白光。这种转换过程是利用了荧光粉的不同性质,使得最终产生的白光具有较高的光通量和适宜的色温和色坐标。
为了满足汽车照明法规的要求,设计了一个包含抛物面反光罩、双凹透镜和荧光粉片的照明系统。抛物面反光罩的作用是将激光光源聚焦并有效地反射到所需区域,它的形状和尺寸直接影响到光束的分布和光效。文章中提到了一个特定的设计:顶部为19mm x 31.6mm椭圆形开口,底部直径5mm的圆形开口,高度60mm的椭圆抛物面反光罩。荧光粉片被放置在距离反光罩底部15mm的位置,这样可以优化光的转换和分布。
双凹透镜的使用是为了进一步调整和整形光束,确保光源的色温和照度均匀性。研究中指出,双凹透镜的位置对光源特性有显著影响。通过精确计算和模拟,研究人员找到了最佳位置,使得在25米距离处接收到的光斑为5m x 12m的椭圆形,且白光光源的光通量达到1025流明,中心色温为5880K,中心色坐标为(x = 0.3226,y = 0.3692)。这些参数表明,设计的照明系统符合汽车照明标准,能够提供明亮且均匀的光照效果。
此外,文章还涉及了光学结构的设计过程以及参数选择的影响因素,如反光罩曲线参数的选择对光源性能的优化,以及荧光粉片位置的调整对色温和照度的平衡。整体来看,这项工作展示了半导体激光技术在汽车照明领域的潜力,同时也提供了实际应用中如何设计高效、合规的白光照明系统的实例。
这篇论文深入研究了半导体激光激发荧光粉转换白光照明系统的具体设计方法,包括光源的产生、光学元件的布局以及满足法规要求的照明性能。这对于半导体激光技术的发展以及在汽车照明领域的应用具有重要意义,也为相关领域的研究提供了有价值的参考。