近年來，隨著人們對航空航天、投影顯示、汽車大燈等超大功率超高亮度照明領(lǐng)域的不斷需求，新一代的激光照明技術(shù)（Laser lighting）應(yīng)運(yùn)而生。與現(xiàn)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顯出獨(dú)特優(yōu)勢，擁有廣闊的市場前景。
在浙江省自然科學(xué)基金資助下，中國計(jì)量大學(xué)教授王樂負(fù)責(zé)的“面向激光白光照明應(yīng)用的激光熒光粉材料設(shè)計(jì)與光譜特性研究”項(xiàng)目于不久前通過了結(jié)題驗(yàn)收。
王樂告訴記者，以白光LED為代表的半導(dǎo)體照明技術(shù)以其高效節(jié)能、超長壽命、綠色環(huán)保安全等優(yōu)點(diǎn)，成為近幾年來重要的新型照明光源。然而，白光LED中的藍(lán)光芯片會(huì)隨著電流密度的增大，在達(dá)到某一閾值時(shí)出現(xiàn)發(fā)光效率下降的現(xiàn)象，這個(gè)問題導(dǎo)致目前單顆白光LED的功率和流明都相對比較小。這使得白光LED很難在汽車前照大燈、航空照明等大功率高亮度照明產(chǎn)品中得以廣泛應(yīng)用。
激光照明技術(shù)是半導(dǎo)體照明技術(shù)的又一次技術(shù)革新和升級，是實(shí)現(xiàn)超高亮度和超大功率照明的必然選擇。激光白光光源存在成本高和散斑等問題，而采用激光藍(lán)光芯片與熒光粉的方案可有效解決上述問題，這個(gè)方案曾在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域嶄露頭角，比如2014年和2015年國際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會(huì)中，德國奧迪公司和寶馬公司分別在新推出的概念車中采用了激光大燈技術(shù)。
然而激光熒光粉存在發(fā)光飽和的問題，在大功率密度激光芯片的激發(fā)下熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度不隨電流密度的增大而線性增加。王樂和她的團(tuán)隊(duì)為解決上述問題，從材料設(shè)計(jì)和激光白光光譜特性分析的角度開展了系統(tǒng)性基礎(chǔ)研究，為開發(fā)新型高效激光熒光粉和激光白光光源提供實(shí)驗(yàn)和理論指導(dǎo)。該研究揭示了熒光粉發(fā)光飽和的機(jī)理和本質(zhì)，在此基礎(chǔ)上通過材料設(shè)計(jì)開發(fā)了響應(yīng)材料，可適用于在高通量密度的激光激發(fā)下實(shí)現(xiàn)激光白光照明；在激光白光光譜配色調(diào)控及其封裝方面，通過計(jì)算仿真的方法，研究總結(jié)了激光芯片光譜與熒光粉配比形貌對白光發(fā)光效率和顯色指數(shù)的影響規(guī)律；開發(fā)了配色封裝熒光粉數(shù)據(jù)庫，研究出適用于激光白光照明的紅色CaAlSiN3:Eu2+微晶玻璃和黃色YAG-PiG熒光材料，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了高光效、高顯色性的激光白光光源的方案。
目前，團(tuán)隊(duì)已獲國家發(fā)明專利6項(xiàng)，與廈門大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的激光熒光材料也已初步應(yīng)用于汽車激光大燈照明光源中。
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