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工業(yè)制造

新一代高功率、高亮度激光照明技術研究獲重大突破

來源：溫州大學2023-04-17 我要評論(0 )   

固態(tài)激光照明因其體積小、效率高、亮度大，在照明應用中發(fā)揮著重要的作用。目前，人們將藍色LD芯片用來激發(fā)黃色熒光粉，通過藍光和黃光結合形成白光。然而由于藍光芯片...

固態(tài)激光照明因其體積小、效率高、亮度大，在照明應用中發(fā)揮著重要的作用。目前，人們將藍色LD芯片用來激發(fā)黃色熒光粉，通過藍光和黃光結合形成白光。然而由于藍光芯片可以在高激發(fā)功率密度下快速達到高溫，有機樹脂較低的熱導率(0.1-0.4 W m-1K-1)，較差的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性導致它并不是藍色LD應用的理想色彩轉換器。幸運的是，當把熒光粉均勻地分散到玻璃基體中，然后在低溫燒結時，熒光玻璃(PiG)表現(xiàn)出了很高的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。它不僅可以與各種熒光粉結合，實現(xiàn)全光譜照明，還可以通過調節(jié)熒光粉的濃度和樣品的厚度，發(fā)出白光。因此，PiG已經(jīng)成為最常用的色彩轉換材料。此外，由于藍寶石具有較高的熱導率，PiGF通過在藍寶石襯底上印刷PiG來增強耐熱性。熒光玻璃藍寶石薄膜具有較高的光效和激光飽和閾值，這使其成為激光照明領域下一個有前途的候選者。


近日，溫州大學向衛(wèi)東教授課題組采用簡便、通用的共燒方法在較低溫度下制備了YAG: Ce PiG。確定了最佳燒結溫度(900 ℃)和最佳玻璃粉粒徑(50 μm)。優(yōu)化后的樣品具有較高的量子效率。為了獲得白光并獲得高的激光飽和閾值，將優(yōu)化后的YAG: Ce PiG通過簡單的方法涂敷在藍寶石襯底上獲得YAG: Ce PiGF。結果表明，熒光粉與玻璃基體的腐蝕反應輕微。因此，YAG: Ce PiG和YAG: Ce PiGF具有優(yōu)異的熱發(fā)光性能。優(yōu)化后的YAG: Ce PiG的LE為240 lm/W (2.18 W/mm2)，YAG: Ce PiGF的LE為251.5 lm/W (激光功率密度為8 W/mm2時)。這些結果為高功率和高亮度LD照明提供了巨大潛力。本文的研究成果為新一代高功率、高亮度激光照明技術的發(fā)展提供了系統(tǒng)的研究思路。

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相關科研成果發(fā)表在近期的《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》期刊上（DOI: 10.1021/acssuschemeng.2c02657），溫州大學為第一通訊單位，20級碩士研究生包舒揚為第一作者，我院向衛(wèi)東教授和梁曉娟研究員為論文的共同通訊作者，相關工作受到浙江省重點研發(fā)項目（No. 2021C01024）的支持。

原文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.2c02657
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