專利名稱：采用半導(dǎo)體激光器件的照明光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用半導(dǎo)體激光器的照明光源裝置，該裝置最適用于安裝在車輛或隧道上的振動部位，或幾乎不能更換新電燈的部位，也適用于諸如室內(nèi)燈，路燈和閃光燈等通用光源。
照明通常使用的光源包括白熾燈，是在內(nèi)充氬氣或類似氣體的真空玻璃燈泡內(nèi)，通過給燈絲通電使得熾熱的燈絲向外輻射熱量，借此得到可見光；熒光燈，它通過向涂覆于熒光燈管內(nèi)表面上的光粉輻射紫外線，將熱電子流產(chǎn)生的紫外線(波長為253.7nm)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽?，其中熱電子流來自壓?qiáng)約為1帕(6－10×10-3乇)的低壓玻璃管內(nèi)的電極絲，低壓玻璃管內(nèi)充滿壓強(qiáng)為1000帕(2至3乇)的水銀蒸汽。
此外，上面所述光源還包括在OA(辦公自動化)設(shè)備和顯示部件中用作顯示元件的發(fā)光二極管(此后記作LED)。發(fā)光二極管是通過向半導(dǎo)體的P—N結(jié)施加電流來發(fā)光。通過適當(dāng)選擇晶體的種類及成分，已有多種發(fā)光二極管實際制造和廣泛應(yīng)用于從遙控傳感器和光學(xué)通訊系統(tǒng)中的紅外光到可見光范圍或用于顯示器中。
發(fā)射可見光的發(fā)光二極管包括一個有諸如GaAlAs(660nm紅)、GaAsP(N型攙雜)(590nm黃)、GaP(555nm綠)，SiC(470nm藍(lán))和GaN(450nm藍(lán))之類的發(fā)光層的發(fā)光二極管。從紅到弱藍(lán)的高亮度的發(fā)射可見光的發(fā)光二極管已能夠很便宜地得到。
然而，白熾燈有下列問題，即由于電流基本上以熱的形式損失掉了，部分電流以光的形式輻射出來，因此白熾燈在光能轉(zhuǎn)換效率方面是很差的。此外，白熾燈能耗大，在振動或類似情況下易損壞，且耐用性差(通常的白熾燈的平均壽命約為1000小時)。
另一方面，盡管熒光燈與白熾燈相比幾乎不產(chǎn)生熱量且有令人滿意的光能轉(zhuǎn)換效率，但它們有如下問題。即熒光燈能耗大、耐用性差(平均壽命約為1000小時)。此外，熒光燈難以小型化。
此外，具有不同顏色的發(fā)光二極管已作為發(fā)射可見光的發(fā)光二極管用于實際應(yīng)用中，其優(yōu)點(diǎn)是廉價且能耗小。但發(fā)射可見光的發(fā)光二極管只輸出微弱的輻射能量，難以用于照明。
附帶提及，有人提認(rèn)將采用半導(dǎo)體激光器的照明光源裝置用于諸如手電和探照燈之類的便攜式照明裝置(如公開號為4—16801的日本實用新型專利或類似發(fā)明)。這種便攜式照明裝置以可見光輻射半導(dǎo)體激光器為光源，用以借助來自半導(dǎo)體激光器的可見光通過凹透鏡的散射來得到散射的照明光束。然而，由于半導(dǎo)體激光器輸出相干的單色光，與白熾燈和熒光燈不同，它不能得到用于照明的白光，因此，它有一個問題就是由半導(dǎo)體激光器只能得到紅或綠的單色光。此外，目前紅或綠的單色光半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的輻射功率不足，實際上不能用于照明。
本發(fā)明的目的是提供一種使用半導(dǎo)體激光器的照明光源裝置，它能耗小、耐用性好、極其安全地產(chǎn)生足夠的輻射功率輸出來得到諸如白光之類的最佳的照明光。
按照本發(fā)明，采用一種已用于通訊、醫(yī)療護(hù)理、機(jī)床、民用工程檢測和類似場合的半導(dǎo)體激光器件來照明。作為第一項發(fā)明的采用半導(dǎo)體激光器的照明光源裝置包括半導(dǎo)體激光器件，用來輸出紅外線到紫外線范圍內(nèi)某一特定波長的激光束；一個透鏡，用來散射來自半導(dǎo)體激光器件的激光束；熒光粉，用來將來自散射透鏡的散射激光束轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽狻?br> 作為第二項發(fā)明的采用半導(dǎo)體激光器的照明光源裝置包括一組激光器件，分別輸出紅、綠、藍(lán)三原色的激光束；透鏡，用來散射由每一半導(dǎo)體激光器件輸出的激光束；透鏡組，用來疊加來自散射透鏡的散射激光束。
可使用交流電源或直流電源中的任一種作為需要的電源。在使用交流電源的情況下，可在發(fā)光電路中引入整流裝置，或?qū)雽?dǎo)體激光器件和發(fā)光電路集成在一個片內(nèi)。
該半導(dǎo)體激光器件相當(dāng)于一個雙異質(zhì)(hetero)結(jié)半導(dǎo)體激光器，可為單帶結(jié)構(gòu)。然而，為得到更高的輻射功率輸出，可采用相控陣列型半導(dǎo)體激光器，其中把一條帶(stripe)分成了一組窄條。此外，可在半導(dǎo)體激光器件的有源層的一側(cè)的裂縫(cleaved)面上裝設(shè)反射部件，可加厚光導(dǎo)層或采用量子阱結(jié)構(gòu)。
此外，可在半導(dǎo)體激光器件的有源層中摻入汞原子或稀土材料以得到從紫外線到可見光范圍內(nèi)的每一顏色。還可在半導(dǎo)體激光器件的輸出端加一個二次諧振介質(zhì)以得到短波長的激光束。
在上述結(jié)構(gòu)中，依照第一項發(fā)明采用熒光粉的光源裝置，來自半導(dǎo)體激光器件的小直徑激光束通過透鏡進(jìn)行散射并照射到熒光粉上，由熒光粉將波長從紫外線到紅外線范圍內(nèi)的光轉(zhuǎn)變成可見光。
依照作為第二項發(fā)明的三色疊加型光源裝置，它使分別來自相應(yīng)的半導(dǎo)體激光器件的紅、綠、藍(lán)激光束在由透鏡組散射時進(jìn)行疊加以得到白色光。
在上述任一種光源裝置中，照明所需的光強(qiáng)可通過安放多個諸如具有單帶結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生相對較低的輻射功率輸出的半導(dǎo)體激光器來得到。當(dāng)采用如上所述的相控陣列型半導(dǎo)體或反射元件時，可以通過安放更少的半導(dǎo)體激光器來得到高光強(qiáng)的照明。
由于本發(fā)明的構(gòu)成如上所述，故具有如下效果。
(1)小的功率消耗即可滿足本發(fā)明需要，從而導(dǎo)致能源的節(jié)約。例如，2V的電壓、20mmA的電流即可滿足一個單帶結(jié)構(gòu)的激光器的要求。
(2)本發(fā)明的使用壽命是水銀燈的5倍，而水銀燈被公認(rèn)為目前所有產(chǎn)品中使用壽命最長的。例如，單帶結(jié)構(gòu)的激光器的使用壽命為5到100,000小時，因此本發(fā)明的光源裝置最適用于幾乎不能更換新電燈的部位的照明。
(3)半導(dǎo)體激光器件尺寸小、剛性好、難于分離且耐用性好，因此，半導(dǎo)體激光器件最適于振動部位的照明。
(4)由于電壓低，因此，本發(fā)明的光源裝置極不易著火，比常規(guī)的光源裝置安全得多。
(5)由于電源由交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鳎虼瞬粫l(fā)生閃爍，不可能再使眼睛疲勞。


圖1為表示根據(jù)本發(fā)明的照明光源裝置的示意剖視圖，其中，圖1(a)為采用熒光粉型的光源裝置，圖1(b)為三原色疊加型的光源裝置。
圖2(a)為表示摻入汞或類似物的半導(dǎo)體激光器件的示意剖視圖。
圖2(b)為表示具有二次諧波產(chǎn)生(SHG)元件的半導(dǎo)體激光器的示意剖視圖。
圖3為表示電源及發(fā)光電路的電路圖。
圖4為表示根據(jù)本發(fā)明的照明光源裝置的不同配置的示意剖視圖。
圖5為表示具有普通的單個帶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器件的結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖6為表示相控陣列型半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的投影圖。
圖7為表示半導(dǎo)體激光器件的有源層上的反射物的剖視圖。
圖8(a)為表示具有光導(dǎo)層的半導(dǎo)體激光器件的示意正視圖。
圖8(b)為表示具有量子阱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器件的示意正視圖。
1—半導(dǎo)體激光器件2—散熱器3—散射透鏡4—熒光粉(fluophor)5—玻璃管6—電源7—發(fā)光電路8—準(zhǔn)直透鏡9—會聚發(fā)散透鏡下面將參照所描述的實施例對本發(fā)明預(yù)以說明。
圖1(a)示出根據(jù)本發(fā)明的采用半導(dǎo)體激光器的照明光源裝置為采用熒光粉型的，圖1(b)所示為三原色疊加型的。
(采用熒光粉型的)參見圖1(a)，一組半導(dǎo)體激光器件1埋入或安裝于散熱器2上，在每一個半導(dǎo)體激光器件1前面安有散射透鏡3。此外，在充有氬氣或類似氣體的真空玻璃管5的內(nèi)壁表面有熒光粉4。每一半導(dǎo)體激光器件1發(fā)出的激光束L。通過散射透鏡3發(fā)散，熒光粉4中的熒光材料由散射光L1激勵得到可見光L。
半導(dǎo)體激光器件1的結(jié)構(gòu)將在后面說明。如圖5所示，半導(dǎo)體激光器件一般包括一個有源層(發(fā)光層)100，覆蓋層(clad layer)101、102和襯底103。具有通過熒光粉4轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽獾淖顑?yōu)波長的晶體結(jié)構(gòu)通過振蕩波長在從紅外區(qū)到紫外區(qū)的范圍選擇。
表1所示的半導(dǎo)體激光器件的晶體結(jié)構(gòu)已用于實際應(yīng)用中。建議使用在室溫下穩(wěn)定而連續(xù)地振蕩的晶體結(jié)構(gòu)，以便產(chǎn)生較高的輻射功率輸出，如0.7μm波段和0.8μm波段的AlxGa1－xAs、1μm波段的In1－xGaxAsyP1－y和0.6μm波段的(AlxGa1－x)In0.5P0.5。
此外，由于在從藍(lán)射線到紫外線射線的短波長范圍內(nèi)的半導(dǎo)體激光器件1有一個問題，就是在現(xiàn)有條件下在室溫中其連續(xù)振蕩時間短，因此可以使用具有如下結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器件1。
圖2(a)所示的半導(dǎo)體激光器件是這樣布置的，使得通過在制造有源層時向有源層注入汞蒸汽將汞原子Hg摻入0.8μm波段或類似波段的半導(dǎo)體激光器件1的有源層100，以產(chǎn)生相對較高的輻射功率輸出。這種情況下，由于汞原子Hg，有源層100中的光被轉(zhuǎn)變?yōu)樽贤饩€，并可輸出波長在紫外區(qū)的激光束。另外，通過摻入稀土材料而不是汞原子可輸出各種顏色的可見光或波長在其它區(qū)段內(nèi)的激光束。
至于晶體生長方法，有一些已采用的新方法，例如從過飽和的或熔融的溶液中沉淀要生長的晶體的液相外延法、以蒸汽或氣體的形式提供一種材料然后通過分解和合成反應(yīng)在加熱的襯底上沉積所提供的材料的氣相外延法、分子束外延法和熱壁(hot wall)外延法。然而，諸如向氣體材料中輻射激光束然后在襯底上沉積生成的蒸汽的光學(xué)外延可用作向有源層中摻入汞或類似物的方法。
如圖2(b)所示，通過使用能產(chǎn)生相對較高的輻射功率輸出的0.8μm波段的半導(dǎo)體激光器件1及帶有波導(dǎo)的SHG元件(二次諧波產(chǎn)生元件)200可以得到從藍(lán)射線到紫外線射線范圍內(nèi)的光。例如，當(dāng)用具有極性反轉(zhuǎn)層的鋰鉭晶體作為二次諧波產(chǎn)生元件200時，波長為870nm、輸出為140mw的激光束可轉(zhuǎn)變?yōu)椴ㄩL435nm、輸出約10mw的藍(lán)光。
熒光粉4的熒光材料包括表2所示的材料，最適宜的熒光材料根據(jù)要使用的半導(dǎo)體激光器件1的振蕩波長來選擇。
表1雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器晶體及振蕩波長組 有源層 覆蓋層 襯底 振蕩波長(μm)ZnSeSZnSeTeGaP 0.35～0.4 (紫外～紫)ZnSeSZnSeTeGaAs0.4～0.45 (紫～藍(lán))ZnCdSe ZnSSe GaAs0.49～0.53(藍(lán)～藍(lán)綠)ZnSeTe ZnSeTeInP 0.5～0.6 (綠)AlGaInP AlGaInP GaAs0.55～0.7 (黃～紅)InGaAsP AlGaAsGaAs0.64～0.9 (紅紅外)AlGaAs AlGaAsGaAs0.7～0.9 (紅外)InGaAsP InP InP 0.9～1.8 (紅外)GaInAsSb GaInAsSb GaSb1.8～4.3 (紅外)PbEuSeTe PbEuSeTe PbTe2.5～6.5 (紅外)PbSnSeTe PbSeTePbSnTe 5.5～ (紅外)表2熒光物質(zhì)及光源顏色
如圖3所示，在如上所述半導(dǎo)體激光器件1中，交流電源或電池供電的直流電源6和發(fā)光電路7連接在一起。發(fā)光電路7包括限流電阻R1，如果需要，還有光強(qiáng)控制電阻R2。當(dāng)電源6為交流電源時，有整流二極管D進(jìn)行半波整流。此外，當(dāng)電壓通過變壓器降低到所要求的電壓后，用全波整流器D進(jìn)行全波整流。在多個半導(dǎo)體激光器件1串聯(lián)的情況下，當(dāng)某一半導(dǎo)體激光器件發(fā)光時，所有的半導(dǎo)體激光器件都變得無法使用了。因此，半導(dǎo)體激光器件1要并聯(lián)連接或串并聯(lián)混合連接。
當(dāng)半導(dǎo)體激光器件具有將在后面予以說明的單帶結(jié)構(gòu)時，采用散射透鏡3來放大這種小直徑的激光束，該激光束直徑在近地點(diǎn)(NEP)的光束大小為1×3μm(AlGaAs波長0.78μm)的縱向伸長的橢圓，它以約15°(縱向)和45°(橫向)的發(fā)散角傳播，在遠(yuǎn)地點(diǎn)成為縱向伸長的橢圓(見圖5)，同時仍為小直徑。
據(jù)此，建議用凹透鏡作為發(fā)散透鏡3。發(fā)散透鏡3由折射率高、光損失小的石英玻璃制成，置于距半導(dǎo)體激光器件的預(yù)定距離處。此外，可把光損失小的鑭或類似物加到石英玻璃材料中以提高折射率。附帶提及在制造過程中用鈰或類似物作為磨料來拋光透鏡。
照明光源裝置本身可以燈泡或熒光燈的形式提供。圖4(a)中所示光源裝置以燈泡的形式提供，其中散熱器2安裝在插座部分10上，而多個半導(dǎo)體激光器件1安裝在散熱器2上。在這種情況下，半導(dǎo)體激光器件1大小通常為0.4平方毫米。當(dāng)燈炮為通常尺寸時，可在散熱器上安裝12件半導(dǎo)體激光器件。
此外，可將具有交一直流轉(zhuǎn)換器的發(fā)光電路11安裝于散熱器2中。這種情況下，光學(xué)器件和電子器件集成在一個片內(nèi)。還可將多個半導(dǎo)體激光器件1裝在一個片內(nèi)。這種情況下，發(fā)散透鏡3可由與半導(dǎo)體激光器件相對應(yīng)的微小透鏡的二維排列(即以矩陣的形式排列)來構(gòu)成為一個透鏡或平面微透鏡(plain micro lens)。
附帶說明，如上所述，由于具有單帶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器件1的激光束為橢圓形且具有方向性，因此，如圖4(b)所示，通過改變每一器件1的方向性可以基本上消除激光束的方向性。此外，在將在后面說明的相控陣列(Phased array)型半導(dǎo)體激光器件的情況下，也通過類似地改變其陣列方向來布置半導(dǎo)體激光器件。
圖4(c)至圖4(g)分別表示以熒光燈形式提供的光源裝置，圖4(c)和圖4(d)表示兩端都有接頭的光源裝置，而圖4(e)和圖4(f)表示一端有接頭的光源裝置。此外，如圖4(g)所示，在玻璃管5的一端可有長形的散熱器2以按其上間隔排列大量的半導(dǎo)體激光器件1和發(fā)散透鏡3。
(三色疊加型)參見圖1(b)，三原色紅、綠、藍(lán)的半導(dǎo)體激光器件1R、1G和1B埋入或安裝在散熱器2上，發(fā)散透鏡3置于每一半導(dǎo)體激光器件1前，穿過準(zhǔn)直透鏡8在會聚發(fā)散透鏡9上疊加。由每一半導(dǎo)體激光器件1發(fā)出的激光束L0通過發(fā)散透鏡3發(fā)散，然后通過準(zhǔn)直透鏡8會聚并在會聚發(fā)散透鏡9上疊加以提供白光，然后再發(fā)散并輸出。
舉例來說，半導(dǎo)體激光器件1以等間距置于同樣的環(huán)境中，發(fā)散透鏡3和準(zhǔn)直鏡8安置得使其光軸傾斜。此外，透鏡3、8、9由與采用熒光粉型的光源裝置的透鏡相類似的材料制成?？捎猛雇哥R和凹透鏡中的任一種作為會聚發(fā)散透鏡9。
可用上述表1所示的晶體結(jié)構(gòu)作為每一半導(dǎo)體激光器件1R、1G和1B的晶體結(jié)構(gòu)。在這種情況下，與采用熒光粉型的光源裝置類似，可用具有如下結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器件1作為具有諸如藍(lán)光之類的短波長的半導(dǎo)體激光器件1。
即，通過在制造有源層時向有源層中注入稀土材料的蒸氣來將稀土材料摻入0.8μm波段或類似波段的半導(dǎo)體激光器件1的有源層100中，以便能產(chǎn)生相對較高的輻射功率輸出(見圖2(a))。通過適當(dāng)選擇稀土材料也能輸出波長在可見光區(qū)內(nèi)的各種顏色的激光束。
此外，與采用熒光粉型的光源裝置的情形類似，通過采用用來產(chǎn)生相對較高的輻射功率輸出的0.8μm波段或類似波段的半導(dǎo)體激光器件1及SHG元件(二次諧波產(chǎn)生元件)200，可以得到藍(lán)光(參見圖2(b))。
順便提及，光源裝置的布置和發(fā)光電路的加入與采用熒光粉型的光源裝置類似。
現(xiàn)在來看半導(dǎo)體激光器件1的結(jié)構(gòu)及原理，詳細(xì)說明將在下面給出。如圖5所示，半導(dǎo)體激光器通常有一個雙異質(zhì)結(jié)，其中有源層(發(fā)光層)100由覆蓋層101和102從兩邊夾住。這個生成的層形成于金屬電極103和襯底104上，而接觸層105、隔離層106和金屬電極107則疊置在覆蓋層101上。
有源層100是小能帶隙(即半導(dǎo)體的價帶和導(dǎo)帶間的能量差)的半導(dǎo)體，覆蓋層101和102分別為大能帶隙的n型和p型半導(dǎo)體。當(dāng)向覆蓋層施加正向電壓時，電子從n型區(qū)流入有源層100，而空穴從P型區(qū)流入有源層。
由異質(zhì)結(jié)中的能帶隙差引起的能量勢壘把這些載體(電子和空穴)束縛在有源層100中。載體的束縛有利于電子和空穴的有效復(fù)合而產(chǎn)生自發(fā)輻射光。在該階段，情形與發(fā)光二極管的情形類似，不相干的光不規(guī)則地向所有方向輻射。
自發(fā)輻射光促進(jìn)電子和空穴的連續(xù)復(fù)合而導(dǎo)致受激輻射。由于有源層100的端面100a為晶體的裂開面(即容易分裂的晶格的特定面)，且起光學(xué)諧振器的反射鏡的作用，因此，當(dāng)光在光學(xué)諧振器內(nèi)往返時會產(chǎn)生受激輻射和光電倍增。此外，在雙異質(zhì)結(jié)的情況下，由于有源層100的折射率比每一覆蓋層101和102的折射率要高，而有源層100起光波導(dǎo)的作用，這樣光被束縛在有源層100中以降低光損失。
當(dāng)結(jié)電流增大到某種程序時，最終產(chǎn)生了激光振蕩。此時，輻射功率輸出的強(qiáng)度突然增大，從兩端面100a輻射出譜帶窄而有方向性的激光束。在AlGaAs—AlGaAs—GaAs激光器的情況下，盡管其壽命稍遜于發(fā)光二極管(如在40°的環(huán)境溫度下為1,300,000小時和40℃下為270,000小時)，但可得到大的輻射功率輸出(如不小于10mw，最大為幾百毫瓦，實際應(yīng)用可高達(dá)100mw)。
所需要的輻射功率輸出可通過排列多個如上所述的基本型雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器件來得到。然而為得到更高的輻射功率輸出和更高的效率，采用如下結(jié)構(gòu)(1)使用相控陣列型半導(dǎo)體激光器。
如圖5所示，常規(guī)的雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器采用具有由隔離層106所限制的電流注入?yún)^(qū)的單帶結(jié)構(gòu)，以得到細(xì)得多的振蕩模態(tài)或低得多的閾值電流。當(dāng)帶寬加大時，輻射功率輸出也增大。但是，當(dāng)帶寬加大到不小于10μm時，將產(chǎn)生線狀多模態(tài)振蕩，使振蕩無法控制，且振蕩閾值電流也增大。因此，當(dāng)使用具有單帶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器時，帶寬的增加必須在不大于20μm的范圍內(nèi)，最好不大于10μm。
此外，為產(chǎn)生更高的輻射功率輸出，可使用相控陣列型半導(dǎo)體激光器(相位同步型激光器)，如圖6所示，其中把一條寬帶分成了大量的窄條。在此種結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器中，每一相鄰的條的振蕩模式是協(xié)調(diào)的，且其相位是同步的以便共同產(chǎn)生振蕩，這導(dǎo)致高的輻射功率輸出。相控陣列型半導(dǎo)體激光器有多種結(jié)構(gòu)，如平行波導(dǎo)型、注入電流變化型、帶寬變化型、衍射復(fù)合型、偏移帶型等。每一這種半導(dǎo)體激光器可連續(xù)振蕩產(chǎn)生10到30W的輸出。然而，在實際應(yīng)用中，從熱阻和壽命的關(guān)系的角度看最好把輸出控制在10W。
(2)在有源層的端面上加反射鏡或反射膜。
通常，從有源層100一端的裂縫面輻射的激光束主要用作主光束，而從另一端輻射的激光束主要用作監(jiān)控光束，用于控制激光束輻射輸出的穩(wěn)定性。如圖7所示，在有源層100的一端的裂縫面上加反射鏡110。反射鏡110由在石英玻璃110a外表面上蒸發(fā)銀或汞110b構(gòu)成。
在不處理裂縫面的條件下，反射率為25％左右，而反射鏡極大地提高了反射率，如提高到90％左右。因此，可顯著降低振蕩閾值電流，且能提高照明功率轉(zhuǎn)換效率。
(3)加厚光導(dǎo)層。
如圖8(a)所示，通過加厚光導(dǎo)層120可以得到更高的輻射功率輸出。
(4)量子阱結(jié)構(gòu)如圖8(b)所示，形成量子阱130以把有源層100的厚度由通常的1000至2000變?yōu)椴淮笥?00。這樣，由于可把電子的能態(tài)有效地集中到某一波長帶內(nèi)，因此，可得到具有極低的振蕩閾值電流的高性能激光器。此外，也可僅通過改變量子阱的寬度來改變振蕩波長。
此外，為了得到更高的半導(dǎo)體激光器的輻射功率輸出，可以適當(dāng)?shù)夭捎媚苓M(jìn)行二維排列的平面光發(fā)射型或類似激光器。
附帶提及，本發(fā)明的照明光源裝置可用于手電、室內(nèi)燈、路燈、導(dǎo)向燈、汽車、火車、輪船、飛機(jī)、戰(zhàn)車和隧道的照明、也可用作地道燈、海底隧道燈、水下燈、臺燈、落地?zé)?、裝飾燈等。
權(quán)利要求
1.一種照明光源裝置，包括一個半導(dǎo)體激光器件，用來輸出具有從紅外線到紫外線范圍內(nèi)的特定波長的激光束；一個透鏡，用來散射來自所述半導(dǎo)體激光器件的激光束；熒光粉，用來把來自所述散射透鏡的發(fā)散的激光束轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽狻?br> 2.按照權(quán)利要求1所述的照明光源裝置，其特征在于半導(dǎo)體激光器件為相控陣列型的，其中把一個帶分成了多個窄條。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的照明光源裝置，其特征在于在半導(dǎo)體激光器件有源層一端的裂縫面上設(shè)有一個反射元件。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的照明光源裝置，其特征在于在半導(dǎo)體激光器件的有源層中摻入了汞原子或稀土材料。
5.按照權(quán)利要求1、2或3所述的照明光源裝置，其特征在于在半導(dǎo)體激光器件的輸出端設(shè)有一個二次諧波產(chǎn)生介質(zhì)。
6.一種照明光源裝置，包括多個半導(dǎo)體激光器件，用來分別輸出紅、綠、藍(lán)三原色的激光束；一個透鏡，用來散射來自每個所述半導(dǎo)體激光器件的激光束；和透鏡組，用來疊加來自散射透鏡的發(fā)散激光束。
7.按照權(quán)利要求6所述的照明光源裝置，其特征在于半導(dǎo)體激光器件為相控陣列型的，它把一個帶分成了多個窄條。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的照明光源裝置，其特征在于在半導(dǎo)體激光器件有源層一端的裂縫面上設(shè)有一個反射元件。
9.按照權(quán)利要求6、7或8所述的照明光源裝置，其特征在于在半導(dǎo)體激光器件的有源層中摻入了稀土材料。
10.按照權(quán)利要求6、7或8所述的照明光源裝置，其特征在于在半導(dǎo)體激光器件的輸出端設(shè)有一個二次諧波產(chǎn)生介質(zhì)。
全文摘要
一種照明光源裝置，包括用來輸出具有從紅外區(qū)到紫外區(qū)范圍內(nèi)特定波長的激光束的半導(dǎo)體激光器件，用來發(fā)散來自半導(dǎo)體激光器件的激光束的透鏡和用來把來自發(fā)散透鏡的發(fā)散激光束轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽獾臒晒夥??；蛘?，照明光源裝置包括用來分別輸出紅、綠、藍(lán)三原色的激光束的半導(dǎo)體激光器件、用來發(fā)散來自每一半導(dǎo)體激光器件的激光束的透鏡和用來疊加來自發(fā)散透鏡的發(fā)散激光束的透鏡組。
文檔編號F21S2/00GK1120254SQ9411645
公開日1996年4月10日 申請日期1994年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月6日
發(fā)明者安倍正 申請人:都筑省吾