[发明专利]一种基于卡塞格林光学结构的激光灯装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光灯装置，特别涉及一种基于卡塞格林光学结构的激光灯装置， 属于激光应用技术领域。

背景技术

激光灯的原理是利用短波激光照射荧光粉材料，将单波长的激光转换为扩散的连 续谱白光，从而实现白光照明。它与传统的白炽灯、氙气灯甚至是LED灯相比，激光 灯具有能效比高、节能环保、寿命长、体积小和稳定度高等优点。因此激光灯是继LED 灯之后的照明光源的又一次改革，被称为“合理的下一步”，目前已经作为一些高端 汽车，如宝马的i8的前照灯在使用。

由于半导体蓝光激光器具有寿命长、体积小等优点，因而现有激光灯中多采用半 导体蓝光激光器作为激光源。但是，受到目前制作工艺的限制，使用的单只半导体蓝 光激光器的出射光功率较低，目前商用的出射光功率约在5W左右，无法实现高功率激 光灯，同时半导体蓝光激光器价格随着出射光功率的增大成指数增长，因此，难以降 低高功率激光灯的成本。

由于有了上述问题的存在，如何解决此技术问题，采用何种技术手段，才能提高 激光灯的出射白光功率，同时降低高功率激光灯的成本，就成为了一个很重要的研究 课题；这也正是本发明的任务所在。

发明内容

本发明的目的正是为了解决所述现有技术中所存在的缺陷和不足，提供一种基于 卡塞格林光学结构的激光灯装置。该激光灯装置其激光源采用多路激光束汇聚以提高 激光灯的出射白光功率，同时降低高功率激光灯的成本；且该激光灯装置不受目前激 光灯制作工艺限制，其性能稳定，结构简单，易于操作；解决了目前单只半导体蓝光 激光器的出射功率低、而高功率半导体蓝光激光器的价格高、以及高功率激光灯的成 本高等问题。

为实现上述目的，本发明采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。

本发明提供的一种基于卡塞格林光学结构的激光灯装置，包括激光器，白光准直 镜和荧光剂；按照本发明，还包括由激光聚光主镜和激光聚光次镜构成的卡塞格林光 学结构，所述激光器采用激光器阵列；按光路描述：所述激光器阵列发出的多路激光 束在通过激光聚光主镜反射后到达激光聚光次镜，多路激光束经激光聚光次镜再次反 射后聚焦到荧光剂处，荧光剂受到激光激发后发出漫反射白光，漫反射白光通过白光 准直镜反射后形成高强度白光光束出射。

本发明所述的激光灯装置，所述的白光准直镜可以是抛物反射镜，也可以是球面 反射镜，还可以是具有准直功能的透镜。

本发明所述的激光灯装置，所述荧光剂与白光准直镜的相对位置可以调整，由二 者的相对位置的改变来决定高强度白光光束的出射状态。

本发明所述的激光灯装置，当所述荧光剂位于白光准直镜的焦点处时，高强度白 光光束为准平行光束。

本发明所述的激光灯装置，当所述荧光剂位于白光准直镜的主光轴上，但远离白 光准直镜的顶点时，高强度白光光束为汇聚光束。

本发明所述的激光灯装置，当所述荧光剂位于白光准直镜的主光轴上，但靠近白 光准直镜的顶点时，高强度白光光束为发散光束。

本发明所述的激光灯装置，当所述荧光剂位于白光准直镜的除焦点外的焦平面上 时，高强度白光光束为倾斜平行光束。

本发明的基本原理是：采用卡塞格林光学结构，它由激光聚光主镜和激光聚光次 镜构成，将激光器阵列发出的多路激光束汇聚到荧光剂上，这样可以成倍地提高荧光 剂处激光的照射强度，从而使激光灯激发出高强度白光；同时，调整荧光剂与白光准 直镜的相对位置，还可以改变其高强度白光光束的出射状态。即当荧光剂位于白光准 直镜的焦点处时，激光灯发出的高强度白光光束为准平行光束；当荧光剂位于白光准 直镜的主光轴上，但远离白光准直镜的顶点时，激光灯发出的高强度白光光束为汇聚 光束；当荧光剂位于白光准直镜的主光轴上，但靠近白光准直镜的顶点时，激光灯发 出的高强度白光光束为发散光束；当荧光剂位于白光准直镜的除焦点外的焦平面上时， 激光灯发出的高强度白光光束为倾斜平行光束。

本发明与现有技术相比具有如下优点及有益的技术效果：

1、本发明所述的激光灯装置，采用卡塞格林光学结构和激光器阵列，将激光器阵 列发出的多路激光束汇聚到荧光剂上，可以成倍地提高荧光剂处蓝色激光的照射强度， 从而激发出高强度白光，可以解决现有工艺条件下单只半导体蓝光激光器的出射光功 率较低，无法实现高功率激光灯的问题。