台灣應用晶體(TAC)與國立中山大學晶體研究中心合作開發新一代耐高溫螢光體,其熱淬減少效能優於傳統陶瓷螢光體

高端白光照明應用:
過去十年來,雷射頭燈與雷射投影機已成為高端照明技術的發展趨勢。最初,白光的產生方式主要透過藍光雷射二極體(LD)激發Ce:YAG螢光陶瓷(頭燈)或將雷射光投射至塗覆螢光粉的色輪板(投影機)來實現。然而,隨著雷射功率的提升,電光轉換效率產生的熱量也隨之增加,導致螢光材料的量子轉換效率下降,這種現象稱為熱淬(Thermal Quenching),進而引起光衰問題。

圖(1)顯示了螢光單晶、螢光玻璃與螢光陶瓷在不同溫度下的發光強度比較。由圖可見,由於螢光單晶擁有較高的熱傳導率,在高溫環境下展現出相對較低的熱淬現象。因此,與傳統陶瓷螢光體相比,螢光單晶具有更優異的耐高溫性能,適用於高功率雷射光源的白光照明應用。

(圖1)

因此,螢光單晶似乎是雷射頭燈與高流明(>20,000流明)雷射投影機的主要選擇。然而,在現有的光學設計架構下,螢光單晶無法直接取代原有的螢光材料,必須進行光學系統的重新設計。然而,這將增加製造商的成本與設計風險。

全新解決方案——耐高溫螢光體

台灣應用晶體(TAC)與國立中山大學晶體研究中心成功開發出新型耐高溫螢光體,其特性不同於傳統螢光材料(圖2)。在超過200°C的操作溫度下,該材料的發光強度比傳統螢光體高出20%(圖3)。這表示耐高溫螢光體在量子效率(QE)與發光強度方面表現更優異,同時在維持原有光學設計架構的前提下,無需增加散熱裝置的設計或成本

此技術的突破使得採用雷射二極體(LD)光源引擎的照明設備能夠更簡單且具成本效益地取代LED光源引擎,無論是在照明設備還是投影機應用方面,都能提升其競爭力與市場適應性。

(圖2)

(圖3)