專利名稱：半導體光源和發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光學技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及半導體光源和發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
目前，半導體光源以其長壽命和綠色環(huán)保等特點越來越受到人們的重視。半導體光源分為發(fā)光二極管(LED, light emitting diode)和激光二極管(LD, laser diode)兩種，其中發(fā)光二極管具有成本低的優(yōu)點，但是其缺點在于能量密度太低，不適用于高端投影顯示、高亮度投射燈等對能量密度要求較高的場合；而激光二極管的特性與之相反，由于發(fā)光芯片的尺寸很小，同時發(fā)光的角度很窄，因此激光二極管具有能量密度很高的優(yōu)點，但是激光二極管制作工藝復雜，因此成本很高。目前對于要求高能量密度的場合，激光二極管作為光源仍然是主流。然而，在實際 中仍然需要一種低成本高亮度的半導體光源。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的主要技術(shù)問題是半導體光源高亮度與低成本之間的矛盾。本實用新型提出一種半導體光源，包括第一激光二極管組，該第一激光二極管組包括至少一顆激光二極管；還包括第二激光二極管組，該第二激光二極管組包括至少一顆激光二極管；第二激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜與第一激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜不存在交疊；還包括發(fā)光二極管組，該發(fā)光二極管組包括至少一顆發(fā)光二極管；該發(fā)光二極管組的歸一化發(fā)光光譜包括第一光譜區(qū)域和第二光譜區(qū)域，其中第一光譜區(qū)域的歸一化發(fā)光光譜與第一激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜交疊且與第二激光二極管的歸一化發(fā)光光譜不存在交疊，第二光譜區(qū)域的歸一化發(fā)光光譜與第二激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜交疊且與第一激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜不存在交疊。該半導體光源還包括第一合光裝置。第一激光二極管組和發(fā)光二極管組的發(fā)光分別入射于該第一合光裝置，該第一合光裝置透射第一激光二極管組發(fā)光和發(fā)光二極管組的第一光譜區(qū)域發(fā)光，同時反射發(fā)光二極管組的第二光譜區(qū)域發(fā)光，或者反射第一激光二極管組發(fā)光和發(fā)光二極管組的第一光譜區(qū)域發(fā)光，同時透射發(fā)光二極管組的第二光譜區(qū)域發(fā)光，使得第一激光二極管組的發(fā)光與發(fā)光二極管組的第二光譜區(qū)域發(fā)光合為一束形成第一光束。該半導體光源還包括第二合光裝置。被第一合光裝置透射或反射的發(fā)光二極管組的第一光譜區(qū)域發(fā)光和第二激光二極管組的發(fā)光分別入射于該第二合光裝置，該第二合光裝置透射第二激光二極管組發(fā)光同時反射發(fā)光二極管組的第一光譜區(qū)域發(fā)光，使二者合為一束形成第二光束。第一光束與第二光束合為一束并形成該半導體光源的出射光。本實用新型還提出一種發(fā)光裝置，包括用于產(chǎn)生激發(fā)光的激發(fā)光源，該激發(fā)光源包括如上述的半導體光源；還包括波長轉(zhuǎn)換層，用于吸收激發(fā)光并發(fā)射受激光。在本實用新型的半導體光源和發(fā)光裝置中，將發(fā)光二極管組的發(fā)光在波長上分為兩個區(qū)域，這兩個區(qū)域的發(fā)光分別與第一激光二極管組和第二激光二極管組合光，實現(xiàn)了高效率的激光二極管和發(fā)光二極管的混合使用。

圖I是本實用新型的半導體光源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a是本實用新型中第一激光二極管組、第二激光二極管組、發(fā)光二極管組的發(fā)光光譜以及第一合光裝置和第二合光裝置的透過率曲線；圖2b是本實用新型中第一激光二極管組、發(fā)光二極管組的第二光譜區(qū)域的發(fā)光光譜以及第一合光裝置的透過率曲線；圖2c是本實用新型中第二激光二極管組、發(fā)光二極管組的第一光譜區(qū)域的發(fā)光光譜以及第二合光裝置的透過率曲線。
具體實施方式
本實用新型的半導體光源的光學結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示。其中，半導體光源100包括第一激光二極管組101，該第一激光二極管組包括至少一顆激光二極管；還包括第二激光二極管組102，該第二激光二極管組包括至少一顆激光二極管；第一激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜和第二激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜分別在圖2a中表示為251和252，兩者不存在交疊。半導體光源100還包括發(fā)光二極管組103，該發(fā)光二極管組103包括至少一顆發(fā)光二極管；該發(fā)光二極管組的歸一化發(fā)光光譜在圖2中表示為253，光譜253與第一激光二極管組的光譜251以及第二激光二極管的光譜252均分別存在交疊。半導體光源100還包括第一合光裝置111。在本實施例中第一合光裝置111具體為第一分光濾光片，而在實際應(yīng)用中第一合光裝置111還可以是合光棱鏡等其它形式，本實用新型不做具體限制。在本實施例中，第一分光濾光片111的透過率光譜在圖2a和2b中表示為211。在本實施例中，第一激光二極管組101的發(fā)光151和發(fā)光二極管組103的發(fā)光153分別入射于該第一分光濾光片111的相對的兩面，該第一分光濾光片111透射第一激光二極管組發(fā)光151,同時將發(fā)光二極管組的發(fā)光153分為兩束,一束透射第一分光濾光片111形成光束153a, —束被第一分光濾光片111反射形成光束153b?？梢岳斫?光束153a和153b的光譜不同，處于不同的光譜區(qū)域。光束153a的光譜在圖2c中表不為253a,稱為第一光譜區(qū)域，光束153b的光譜在圖2b中表示為253b，稱為第二光譜區(qū)域?？梢岳斫猓l(fā)光二極管組103的發(fā)光153的第一光譜區(qū)域和第二光譜區(qū)域的位置具體由第一分光濾光片111的透過率光譜決定，因此可以通過對第一分光濾光片的光譜進行設(shè)計來實現(xiàn)對第一光譜區(qū)域和第二光譜區(qū)域的控制。在本實施例中，由于第一激光二極管組的發(fā)光光譜251與第二激光二極管的發(fā)光光譜252不存在交疊，同時兩者又分別與發(fā)光二極管組的發(fā)光光譜253交疊，因此一定可以通過設(shè)計第一分光濾光片控制第一光譜區(qū)域和第二光譜區(qū)域的位置，使其滿足如下條件第一光譜區(qū)域的歸一化發(fā)光光譜253a與第一激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜251交疊且與第二激光二極管的歸一化發(fā)光光譜252不存在交疊，第二光譜區(qū)域的歸一化發(fā)光光譜253b與第二激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜252交疊且與第一激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜251不存在交疊。如圖I所示，第一分光濾光片111透射第一激光二極管組的發(fā)光151，同時反射發(fā)光二極管組103的第二波長區(qū)域發(fā)光153b,將二者合為一束形成第一光束；同時第一分光濾光片111透射發(fā)光二極管組103的第一波長區(qū)域發(fā)光153a。可以理解，在本實施例中第一激光二極管組101與發(fā)光二極管組103的位置可以互換，同時重新設(shè)計第一分光濾光片111的透過率曲線使得第一分光濾光片能夠反射第一激光二極管組的發(fā)光，同時透射發(fā)光二極管組的第二波長區(qū)域發(fā)光，將二者合為一束；同時第一分光濾光片反射發(fā)光二極管組的第一波長區(qū)域發(fā)光。在半導體光源100中還包括第二合光裝置112。具體來說，在本實施例中第二合光裝置為第二分光濾光片；在實際應(yīng)用中，與第一合光裝置相似的，第二合光裝置也可以有其它的實現(xiàn)形式。在本實施例中，被第一合光裝置111透射或反射的發(fā)光二極管組的第一光譜區(qū)域發(fā)光153a和第二激光二極管組102的發(fā)光152分別入射于該第二分光濾光片的相對的兩·面，該第二分光濾光片分別透射第二激光二極管組發(fā)光152同時反射發(fā)光二極管組的第一光譜區(qū)域發(fā)光153a，使二者合為一束形成第二光束。如圖2c所示的，可以理解，由于第一光譜區(qū)域的歸一化發(fā)光光譜253a與第一激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜251不存在交疊，所以該第二分光濾光片是容易設(shè)計實現(xiàn)的。在本實施例中第二分光濾光片的透過率譜線在圖2a和2c中表示為212。這樣，第一光束與第二光束合為一束并形成該半導體光源100的出射光。在本實用新型的半導體光源中，利用第一合光裝置將發(fā)光二極管組的發(fā)光在波長上分為兩個區(qū)域，同時利用第一合光裝置和第二合光裝置這兩個區(qū)域的發(fā)光分別與第一激光二極管組和第二激光二極管組合光，實現(xiàn)了高效率的激光二極管和發(fā)光二極管的混合使用。優(yōu)選的，為了使半導體光源100的發(fā)光強度最大,第一光束與第二光束相互鄰接。為了實現(xiàn)這個目的，首先需要第一分光濾光片111與第二分光濾光片112相互平行，這樣才能夠保證第一光束與第二光束具有相互平行的發(fā)光方向。另一方面則需要控制第一分光濾光片和第二分光濾光片的尺寸使得其剛好能夠覆蓋第一激光二極管組、第二激光二極管組和發(fā)光二極管組的光束范圍。在本實施例中，第一激光二極管組可以只包括一顆激光二極管，也可以包括多顆激光二極管，這多顆激光二極管形成陣列，其發(fā)光可以形成一束。同樣道理，第二激光二極管組和發(fā)光二極管組可以分別只包括一顆激光二極管和發(fā)光二極管，也可以分別包括多顆激光二極管構(gòu)成的發(fā)光陣列和多顆發(fā)光二極管構(gòu)成的發(fā)光陣列。作為本實用新型的另一個實施例，本實用新型還提出一種發(fā)光裝置，包括用于產(chǎn)生激發(fā)光的激發(fā)光源，該激發(fā)光源包括如上述的半導體光源；還包括波長轉(zhuǎn)換層，用于吸收激發(fā)光并發(fā)射受激光。為了降低該波長轉(zhuǎn)換層的工作溫度，優(yōu)選的，該發(fā)光裝置還包括驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動波長轉(zhuǎn)換層使其與激發(fā)光周期性相對運動。以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種半導體光源,其特征在于,包括 第一激光二極管組，該第一激光二極管組包括至少一顆激光二極管； 第二激光二極管組，該第二激光二極管組包括至少一顆激光二極管；第二激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜與第一激光二極管組 的歸一化發(fā)光光譜不存在交疊； 發(fā)光二極管組，該發(fā)光二極管組包括至少一顆發(fā)光二極管；該發(fā)光二極管組的歸一化發(fā)光光譜包括第一光譜區(qū)域和第二光譜區(qū)域，其中第一光譜區(qū)域的歸一化發(fā)光光譜與所述第一激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜交疊且與所述第二激光二極管的歸一化發(fā)光光譜不存在交疊，第二光譜區(qū)域的歸一化發(fā)光光譜與所述第二激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜交疊且與所述第一激光二極管組的歸一化發(fā)光光譜不存在交疊； 第一合光裝置；第一激光二極管組和發(fā)光二極管組的發(fā)光分別入射于該第一合光裝置，該第一合光裝置透射第一激光二極管組發(fā)光和發(fā)光二極管組的第一光譜區(qū)域發(fā)光，同時反射發(fā)光二極管組的第二光譜區(qū)域發(fā)光，或者反射第一激光二極管組發(fā)光和發(fā)光二極管組的第一光譜區(qū)域發(fā)光，同時透射發(fā)光二極管組的第二光譜區(qū)域發(fā)光，使得第一激光二極管組的發(fā)光與發(fā)光二極管組的第二光譜區(qū)域發(fā)光合為一束形成第一光束； 第二合光裝置；被第一合光裝置透射或反射的發(fā)光二極管組的第一光譜區(qū)域發(fā)光和第二激光二極管組的發(fā)光分別入射于該第二合光裝置，該第二合光裝置透射第二激光二極管組發(fā)光同時反射發(fā)光二極管組的第一光譜區(qū)域發(fā)光，使二者合為一束形成第二光束； 所述第一光束與第二光束合為一束并形成該半導體光源的出射光。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種半導體光源，其特征在于，所述第一合光裝置為第一分光濾光片，所述第二合光裝置為第二分光濾光片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導體光源,其特征在于,所述第一分光濾光片與第二分光濾光片相互平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導體光源,其特征在于,所述第一分光濾光片與第二分光濾光片的尺寸剛好覆蓋所述第一激光二極管組、第二激光二極管組和發(fā)光二極管組的光束范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種半導體光源，其特征在于，所述第一光束和第二光束相互鄰接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種半導體光源，其特征在于，所述第一激光二極管組包括多顆激光二極管，該多顆激光二極管形成陣列。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種半導體光源，其特征在于，所述第二激光二極管組包括多顆激光二極管，該多顆激光二極管形成陣列。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種半導體光源，其特征在于，所述發(fā)光二極管組包括多顆發(fā)光二極管，該多顆發(fā)光二極管形成陣列。
9.一種發(fā)光裝置，其特征在于，包括 用于產(chǎn)生激發(fā)光的激發(fā)光源，該激發(fā)光源包括如權(quán)利要求I至8所述的半導體光源；波長轉(zhuǎn)換層，用于吸收所述激發(fā)光并發(fā)射受激光。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種發(fā)光裝置，其特征在于，還包括驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述波長轉(zhuǎn)換層使其與所述激發(fā)光周期性相對運動。
專利摘要本實用新型提出一種半導體光源和發(fā)光裝置，包括第一激光二極管組、第二激光二極管組和發(fā)光二極管組；還包括第一合光裝置和第二合光裝置。第一合光裝置用于將第一激光二極管組的發(fā)光與發(fā)光二極管組的發(fā)光中的一部分波長光合為一束，同時第二合光裝置將發(fā)光二極管組的發(fā)光的另一部分波長光與第二激光二極管組的發(fā)光合為一束，兩束光共同構(gòu)成半導體光源的出射光和發(fā)光裝置中的激發(fā)光，實現(xiàn)了高效率的激光二極管和發(fā)光二極管的混合使用。
文檔編號F21V9/00GK202674975SQ201220351770
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者楊毅 申請人:深圳市繹立銳光科技開發(fā)有限公司