一种白光激光光源

技术领域

本发明涉及荧光激光技术领域，特别是涉及一种白光激光光源。

背景技术

现有的可见光激光照明光源按原理不同可分为蓝光激发荧光粉实现白光照明和红绿蓝激光合成白色激光或真彩色光照明。激光照明能大幅增加投射距离，同时体积更小、结构更紧凑。然而现有的激光照明光源虽然与LED相比各项性能都更为优秀，但其使用的传统荧光片存在饱和现象，照射功率存在上限值，只能实现低功率的光源设计，因此，亟需提供一种解决荧光片的光饱和和热饱和现象的光源，以促进荧光激光技术的发展。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种光密度大，可实现超远距离照射的白光激光光源。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种白光激光光源，包括激光发射单元以及沿激光光束传播路径依次布置的激光散射单元、白光合光单元和白光出光单元，所述白光合光单元包括二向色镜、蓝光激发模组和黄光激发模组，所述激光散射单元和所述黄光激发模组位于所述二向色镜的相同一侧，所述白光出光单元和所述蓝光激发模组位于所述二向色镜的相同另一侧；所述蓝光激发模组包括沿激光光束传播方向依次布置的蓝光透镜和蓝光陶瓷片，所述黄光激发模组包括沿激光光束传播方向依次布置的黄光透镜和荧光轮。

优选地，所述蓝光透镜包括第二大透镜和第二小透镜，所述蓝光激发模组还包括蓝光镜筒以及沿激光光束传播路径依次布置在所述蓝光镜筒上的所述第二大透镜和所述第二小透镜，所述蓝光陶瓷片设置在所述第二小透镜的后方；所述黄光透镜包括第三大透镜和第三小透镜，所述黄光激发模组包括黄光镜筒以及沿激光光束传播路径依次布置在所述黄光镜筒上的所述第三大透镜和所述第三小透镜，所述荧光轮设置在所述第三小透镜的后方。

优选地，所述白光合光单元还包括用于安装所述二向色镜、所述蓝光镜筒和所述黄光镜筒的第二支架，所述蓝光镜筒和所述黄光镜筒均与所述第二支架固定连接，且所述蓝光镜筒和所述黄光镜筒均能相对于所述第二支架产生轴向位移；所述蓝光陶瓷片设置在蓝光陶瓷罩内，所述蓝光陶瓷罩与所述蓝光镜筒螺纹连接，且所述蓝光陶瓷罩能带动所述蓝光陶瓷片相对于所述第二小透镜产生轴向位移；所述第二支架上位于所述第三小透镜的下方开设有避让空间，所述避让空间用于容纳产生黄光的所述荧光轮。

优选地，所述黄光激发模组还包括荧光轮安装组件，所述荧光轮安装组件包括第三支架以及设置在所述第三支架上的荧光轮安装板，且所述荧光轮可相对所述荧光轮安装板转动。

优选地，所述荧光轮安装板上设置有加热装置和为控制所述加热装置启闭提供温度参数的温控部。

优选地，所述激光发射单元包括激光模组和用于对激光光束进行聚焦的第一透镜组件，所述第一透镜组件包括第一支架以及设置在所述第一支架上的第一镜筒，所述第一镜筒上沿激光光束传播路径依次布置的第一大透镜和第一小透镜。

优选地，所述第一镜筒上设置有用于固定所述第一小透镜且可轴向移动锁定的第一小镜筒；优选的，所述第一小镜筒与所述第一镜筒螺纹连接。

优选地，所述第一支架上设置有反射组件，所述反射组件包括反射支架以及设置在所述反射支架的斜面上的反射镜；优选的，所述激光散射单元包括设置在所述反射镜支架的竖直面上的散射片。

优选地，所述白光激光光源还包括光源外壳，所述激光发射单元、所述激光散射单元、所述白光合光单元均设置在所述光源外壳的内部，所述白光出光单元包括开设在所述光源外壳上的出光口以及设置在所述出光口处的出光口镜片，所述激光发射单元和所述白光合光单元并排设置在所述光源外壳的底板上，所述激光散射单元设置在所述激光发射单元的上部，且位于所述激光发射单元和所述白光合光单元之间。

优选地，所述底板的材质为散热好的金属材质。

本发明相对于现有技术取得了以下有益效果：

1、本发明提供的白光激光光源中，采用在黄光激发模组中设置黄光透镜和荧光轮的方式，即采用荧光轮作为黄光激发部件，解决了荧光片的饱和现象，实现了高功率光源的技术目的，同时将黄光透镜的聚焦作用与荧光轮相结合，提高了光密度。

2、本发明提供的白光激光光源中，采用在蓝光激发模组和黄光激发模组中均设置一大一小两透镜的方式，使得光束的聚集后形成的光斑更加的均匀，提高了光斑质量。

3、本发明提供的白光激光光源中，采用蓝光镜筒能相对于第二支架产生轴向位移的方式，调节蓝光小镜筒相对于二向色镜安装座侧面的位置，从而实现蓝光光斑和黄光光斑重合度的调节；采用黄光镜筒能相对于第二支架产生轴向位移的方式，可以实现第三小透镜与荧光轮的荧光面之间的距离调节。

4、本发明提供的白光激光光源中，采用在荧光轮安装板上设置有加热装置和为控制所述加热装置启闭提供温度参数的温控部的方式，通过预先启动加热装置对荧光轮安装板进行加热，热量传导至荧光轮中，实现对荧光轮的加热，可以解决荧光轮在低温下可能无法启动的问题。

5、本发明提供的白光激光光源中，采用将激光发射单元和白光合光单元并排设置在光源外壳的底板上的方式，使得结构体积减小，避免了结构体积过大导致安装、使用不便等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种白光激光光源的整体剖视图。

图2为图1中激光发射单元的剖视图。

图3为图1中激光发射单元和激光散射单元的局部视图。

图4为图1中白光合光单元的侧视图。

图5为图1中白光合光单元的后视图；

其中，底板1、激光模组2、第一支架3、第一大透镜4、透镜压圈5、第一镜筒6、第一小镜筒7、第一小透镜8、反射架9、反射镜10、散射片11、黄光镜筒12、第三小透镜13、第三大透镜14、二向色镜15、安装座16、第三支架17、荧光轮18、荧光轮安装板19、加热装置20、蓝光陶瓷罩21、第二小透镜22、第二大透镜23、蓝光镜筒24、光源外壳25、出光口镜片26、加强筋27、温度探头28。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种光密度大，可实现超远距离照射的白光激光光源。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-5所示，本发明提供一种白光激光光源，包括激光发射单元以及沿激光光束传播路径依次布置的激光散射单元、白光合光单元和白光出光单元，白光合光单元包括二向色镜15、蓝光激发模组和黄光激发模组，激光散射单元和黄光激发模组位于二向色镜15的相同一侧，白光出光单元和蓝光激发模组位于二向色镜15的相同另一侧；蓝光激发模组包括沿激光光束传播方向依次布置的蓝光透镜和蓝光陶瓷片，黄光激发模组包括沿激光光束传播方向依次布置的黄光透镜和荧光轮18。其工作过程为：启动激光发射单元，发射后的激光光束进入激光散射单元，经过散射后的激光光线在二向色镜15的作用下，一部分通过蓝光透镜聚焦在蓝色陶瓷片上，同时反射出蓝光，另一部分通过黄光透镜聚焦在荧光轮18上，同时产生黄光，蓝光与黄光重合后在白光出光单元发射出白光；采用在黄光激发模组中设置黄光透镜和荧光轮18的方式，即采用荧光轮18作为黄光激发部件，解决了荧光片的饱和现象，实现了高功率光源的技术目的，同时将黄光透镜的聚焦作用与荧光轮18相结合，提高了光密度。

为了增强蓝光以及黄光的聚焦效果，同时为了便于安装固定，本发明中蓝光透镜包括第二大透镜23和第二小透镜22，蓝光激发模组还包括蓝光镜筒24以及沿激光光束传播路径依次布置在蓝光镜筒24上的第二大透镜23和第二小透镜22，蓝光陶瓷片设置在第二小透镜22的后方；黄光透镜包括第三大透镜14和第三小透镜13，黄光激发模组包括黄光镜筒12以及沿激光光束传播路径依次布置在黄光镜筒12上的第三大透镜14和第三小透镜13，荧光轮18设置在第三小透镜13的后方；即采用在蓝光激发模组和黄光激发模组中均设置一大一小两透镜的方式，使得光束的聚集后形成的光斑更加的均匀，提高了光斑质量。

为了便于安装、固定以及调节，本发明中白光合光单元还包括用于安装二向色镜15、蓝光镜筒24和黄光镜筒12的第二支架，其中，二向色镜15通过胶水固定的方式安装在安装座16的斜面上，安装座16的两侧面安装有加强筋27，增加安装座16的结构强度，安装座16通过螺栓连接安装在下方所示的底板1上；

蓝光镜筒24和黄光镜筒12均与第二支架固定连接，且蓝光镜筒24和黄光镜筒12均能相对于第二支架产生轴向位移，其连接方式可以为在第二支架上开设有安装孔，并通过螺栓连接在安装孔内的具体位置，当然也可以通过设置滑轨滑槽等方式，变为滑动式的调节以及锁定；蓝光陶瓷片设置在蓝光陶瓷罩21内，蓝光陶瓷罩21与蓝光镜筒24螺纹连接，且蓝光陶瓷罩21能带动蓝光陶瓷片相对于第二小透镜22产生轴向位移，即通过旋转蓝光陶瓷罩21可以改变蓝光陶瓷片到第二小透镜22的距离，从而改变反射后蓝光光斑的大小；其中，蓝光镜筒24通过螺栓连接安装在二向色镜15的安装座16的侧面位置，由于是螺纹连接的，所以可以调节蓝光镜筒24相对于二向色镜15的安装座16侧面的位置，从而实现蓝光光斑和黄光光斑重合度的调节。同时由于第三小透镜13与荧光轮18的荧光面之间的距离有严格要求，通过调节黄光镜筒12在二向色镜15的安装座16的安装孔内的轴向位置，可以实现第三小透镜13与荧光轮18的荧光面之间的距离调节；

第二支架上位于第三小透镜13的下方开设有避让空间，避让空间用于容纳产生黄光的荧光轮18。

本发明中黄光激发模组还包括荧光轮18安装组件，荧光轮18安装组件包括第三支架17以及设置在第三支架17上的荧光轮安装板19，且荧光轮18可相对荧光轮安装板19转动。

为了增强光源的环境适应能力，本发明中荧光轮安装板19上设置有加热装置20和为控制加热装置20启闭提供温度参数的温控部；其中，荧光轮18中含有电动机组件，在低温情况下启动荧光轮18时可能出现无法启动的问题，所以通过预先启动加热装置20对荧光轮安装板19进行加热，热量传导至荧光轮18中，实现对荧光轮18的加热，可以解决荧光轮18在低温下可能无法启动的问题。其控制方式可以为：通过温控部中的温度探头28检测荧光轮安装板19的温度，通过将加热装置20和温度探头28外接到温度控制器，可以对加热装置20的启动和停止实现控制。

本发明中激光发射单元包括激光模组2和用于对激光光束进行聚焦的第一透镜组件，第一透镜组件包括第一支架3以及设置在第一支架3上的第一镜筒6，第一镜筒6上沿激光光束传播路径依次布置的第一大透镜4和第一小透镜8；其中，可以通过透镜压圈5将第一大透镜4安装到第一镜筒6的相应安装位置，当然本文中其他的透镜也可以应用此种安装方式，不再一一列举；第一镜筒6通过螺栓连接安装到第一支架3上，第一支架3通过螺栓连接安装到下文的底板1上。

本发明中第一镜筒6上设置有用于固定第一小透镜8且可轴向移动锁定的第一小镜筒7；优选的，第一小镜筒7与第一镜筒6螺纹连接；即通过转动第一小镜筒7可以实现第一小透镜8的轴向位置调节。

为缩小了结构体积，通过改变光路的方式，并作为下文的并列设置的方式得以有效实现的一种方式，具体的，本发明中第一支架3上设置有反射组件，反射组件包括反射支架以及设置在反射支架的斜面上的反射镜10；优选的，激光散射单元包括设置在反射镜10支架的竖直面上的散射片11；其中，反射镜10通过胶水固定的方式安装在反射架9的斜面上，散射片11通过胶水固定的方式安装在反射架9的垂直面上。反射架9位于第一镜筒6的上方，通过旋转反射架9，可以调节反射镜10的朝向，从而实现对光束的矫正，反射架9通过螺栓连接固定在第一镜筒6的上方。

基于上述所有部件后的，发光原理为：

激光模组2可以射出蓝光激光光束，激光光束通过第一大透镜4和第一小透镜8照射到反射镜10上，光束通过反射镜10的反射，再通过散射片11后，照射到二向色镜15，二向色镜15的左侧设置有蓝光镜筒24，下方设置有黄光镜筒12，激光光束经过二向色镜15一部分照射到蓝光镜筒24，通过蓝光镜筒24聚焦照射到蓝光陶瓷罩21内的蓝光陶瓷片，反射蓝光到二向色镜15。另一部分被二向色镜15反射到黄光镜筒12，通过黄光小镜筒聚焦照射到荧光轮18，反射黄光到二向色镜15，黄光与蓝光合成白光照射到白光出光单元。

作为一种可以使用、推向市场的光源，本发明中白光激光光源还包括光源外壳25，激光发射单元、激光散射单元、白光合光单元均设置在光源外壳25的内部，白光出光单元包括开设在光源外壳25上的出光口以及设置在出光口处的出光口镜片26，为了缩小结构体积，激光发射单元和白光合光单元并排设置在光源外壳25的底板1上，激光散射单元设置在激光发射单元的上部，且位于激光发射单元和白光合光单元之间。

为了便于降温，本发明中底板1的材质为散热好的金属材质。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。