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绎立锐光战略产品蓝转白激光光源,在光纤冷光源方面两种存在形式
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2023-03-15 18:20:24来源: 中国机器视觉网

“绎立锐光”,以舞台演绎灯光立身,创锐不可当之光。该公司始创于2004年,由留美科学家李屹博士于美国硅谷创立,从清华到罗彻斯特大学到硅谷再到深圳,李屹博士完成了清华学霸、光学博士、硅谷工程师、创业企业家、上市公司董事长等多重身份的转变。如今,绎立锐光已成长为一家研发、生产高端半导体照明光源,并提供全球领先的固态光源解决方案的国家级高新技术企业。

“绎立锐光”,全球第一家多色LED模组光源方案商,全球第一家大功率LED白光模组光源方案商,全球第一家大功率“白激光”(备注:自定义名称)模组光源方案商。如今,绎立锐光已基于其特殊荧光粉技术、光子晶体增亮技术、大功率LED封装平台及光学耦合技术等一系列创新技术在全球范围内获得授权专利537项,50%以上专利均为发明授权专利,其中国际专利220项,专利涵盖了中、美、日、欧等国家和地区,形成了大功率LED & LD模组类光源领域内全方面的专利布局。与其一脉相承的光峰科技更是获得授权专利2800余项,其中国际专利818项,形成了激光显示领域全方面的专利布局。

蓝转白激光光源,顾名思义,就是用黄色荧光功能材料将蓝色激光转换成白色光。但与白光LED不同的是,这种白激光中的荧光功能材料需要承受10倍强度以上的激光轰击,只有这样才能实现远高于白光LED光强的白激光光源 。如果采用LED用的普通荧光材料,在激光激发下瞬间就会因为自身的发热而烧黑。因此这种白激光在材料技术上的要求更高。

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图 250W白激光光源图示

严格意义上来讲,通过荧光粉转化得到白激光光源并不能称之为激光光源,它也是一种宽光谱的白光,波长在390nm-760nm,无红外与紫外波段。在转化过程,白激光光源保留了激光方向性好的优点,因此中心光强要远高于LED光源,可以用在一些需要高光密、高照度要求的场合,尤其是在光纤耦合方面有天然的优势。绎立锐光通过多年的技术探索,在荧光粉材料上已经形成了自己的核心专利的配方,且通过精密的光学设计进行合光,目前已形成了一系列白激光光源产品线,并在舞台灯、车灯、移动照明、探照灯、机器视觉等行业形成了可观的销售规模。

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图 260W白激光光束灯户外效果

机器视觉行业中,光源主要是为视觉检测系统提供足够的照明,以便摄像系统能够抓取到尽量多的产品细节或瑕疵。目前行业内根据应用的不同,常用的光源有环形光源、无影光源、AOI光源(RGB三色光源)、球积分光源、条形光源、同轴光源、侧面光源、面光源、点光源、线光源、光纤冷光源等等。白激光光源中心光强高,均匀性高,能有效的提高信噪比,有利于图像处理。目前,白激光产品主要适用于点光源、线光源及光纤冷光源等几个特殊应用场景。

下面,介绍几款光纤冷光源的产品。光纤冷光源,大多用于显微镜检测系统中,其利用光束在玻璃光纤中全反射传导的原理,将光束耦合进入光纤,从而得到一个高照度、均匀、无热量的光斑。传统的光纤光源大多采用的是金卤灯泡,近些年来过渡到LED光源。但由于光纤束的直径普遍较大,而LED光源作为面光源,发散角度大,因此耦合进入光纤的效率普遍偏低,目前行业最高水平能够做到1000W lux@20mm距离,小功率的LED光纤冷光源普遍在500W lux以下。

白激光光源作为目前市场上最高光密度的白光宽谱光源,其在光纤传输应用上的优点是非常突出的。目前白激光光源在光纤冷光源方面存在两种形式,分别如下:

第一种,蓝光直接耦合进入光纤,在输出端面激发荧光功能材料后形成白光。这种方案的优势是光纤的耦合效率高,光传导过程损耗低,输出端的有效输出高,且扩展性强,可远距离传输,发光点无电磁辐射,无触电风险;也可以多根光纤汇聚成一个发光点。

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图 光纤激光传导示意图

第二种,大功率白激光通过光学透镜汇聚,把白光耦合进入光纤。蓝光激光在光源内部转化为白光后,经过一系列光学整形后,通过空间耦合进入光纤。目前行业内通用的光纤束通光口径一般是φ4-15mm,光纤束直径越大,其成本也越高。

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图 白激光耦合光纤示意图

目前,公司已布局了50W/100W/170W/250W/500W/750W 功率梯度的大功率白激光产品,大功率白激光的优势是能耗低,照度值高,启动电压阈值较低,响应速度快,可在高频场合使用。对应耦合4mm-15mm直径的光纤束,换算后照度数据为距离光纤束发光端面20mm位置,光纤输出端的最高输出照度值可达到8000万lux。

除此之外,小功率白激光光源还非常适合用于点光源与平行光光源市场,搭配较小的平凸透镜,即可实现小角度的光束输出,角度最小可做到1°以内,且光斑均匀,中心光强可达同功率LED产品的10倍。

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图 光路示意图

公司创始人李屹博士曾说:“我有一个愿景,可以用激光把美丽的图案打到月亮的环形山上,让遥远的月球成为激光的画板。”LED光源替代传统灯泡已是大势所趋,激光光源替换LED光源的未来或许也不会遥远。

白激光光源产品,随着蓝光激光光源技术及荧光粉技术的稳步提升,其光效、稳定性在逐年上升,成本也在逐步下降。其几十倍于LED光源的中心光强数据,使得它必然会成为光密型光源的主流产品,并率先在特种照明市场绽放光彩。绎立锐光,始终坚持科技创新与专利创新,坚持品质至上,未来将在白激光光源领域持续加码投入,最终成为世界领先的白激光光源引领者。