在浙江省自然科學基金資助下，中國計量大學教授王樂負責的“面向激光白光照明應用的激光熒光粉材料設計與光譜特性研究”項目于不久前通過了結題驗收。

 

 

 
王樂告訴記者，以白光LED為代表的半導體照明技術以其高效節能、超長壽命、綠色環保安全等優點，成為近幾年來重要的新型照明光源。然而，白光LED中的藍光芯片會隨著電流密度的增大，在達到某一閾值時出現發光效率下降的現象，這個問題導致目前單顆白光LED的功率和流明都相對比較小。這使得白光LED很難在汽車前照大燈、航空照明等大功率高亮度照明產品中得以廣泛應用。

 

 

激光照明技術是半導體照明技術的又一次技術革新和升級，是實現超高亮度和超大功率照明的必然選擇。激光白光光源存在成本高和散斑等問題，而采用激光藍光芯片與熒光粉的方案可有效解決上述問題，這個方案曾在多個應用領域嶄露頭角，比如2014年和2015年國際消費類電子產品展覽會中，德國奧迪公司和寶馬公司分別在新推出的概念車中采用了激光大燈技術。

 

 

然而激光熒光粉存在發光飽和的問題，在大功率密度激光芯片的激發下熒光粉的發光強度不隨電流密度的增大而線性增加。王樂和她的團隊為解決上述問題，從材料設計和激光白光光譜特性分析的角度開展了系統性基礎研究，為開發新型高效激光熒光粉和激光白光光源提供實驗和理論指導。該研究揭示了熒光粉發光飽和的機理和本質，在此基礎上通過材料設計開發了響應材料，可適用于在高通量密度的激光激發下實現激光白光照明；在激光白光光譜配色調控及其封裝方面，通過計算仿真的方法，研究總結了激光芯片光譜與熒光粉配比形貌對白光發光效率和顯色指數的影響規律；開發了配色封裝熒光粉數據庫，研究出適用于激光白光照明的紅色CaAlSiN3:Eu2+微晶玻璃和黃色YAG-PiG熒光材料，設計并實現了高光效、高顯色性的激光白光光源的方案。

 

目前，團隊已獲國家發明專利6項，與廈門大學聯合研發的激光熒光材料也已初步應用于汽車激光大燈照明光源中。