我院陈大钦教授课题组在激光照明用陶瓷基转光材料方向取得进展

时间:2024-03-19浏览:317


目前,激光二极管(LD)被认为是下一代照明技术的优异候选者,其独有的定向发光和高亮度是LED光源无法比拟的,尤其在25 kW/cm2的高电功率下LD仍能保持稳定输出效率。然而,目前对应光源的实现方案大多是通过蓝光LD激发荧光转换材料来实现。大多数现有转光材料因热导率较低,无法克服激光高能量密度辐照下所引起的热积累效应,进而产生严重的热猝灭,使发光性能下降。

鉴于此,课题组通过真空烧结与真空蒸镀相结合,将金属铝以分子形式蒸镀到Al2O3-YAG: Ce3+ 复相透明陶瓷表面,形成结构紧凑的一体化陶瓷基复合转光材料。该复合材料巧妙地以氧化铝晶粒作为光散射中心,提高了YAG: Ce陶瓷的光提取效率;同时,氧化铝晶粒还可充当近程导散热组元。不仅如此,金属铝膜既可作为反光基底,又可作为远程导散热组元。所设计的材料能够有效地传导产生的热声子,实现高效热管理,进而实现该陶瓷基复合材料表现出相关研究中最高的热导率29.3 W m-1 K-1。借助所研发复合材料构建了激光照明原型器件,其性能优于商业转光材料,有效照射距离可达1000米以上。

研究成果以《Transparent Composite Ceramic@Aluminum with Ultra-High Thermal Conductivity for High-Brightness Laser-Driven Lighting》为题发表于国际学术期刊Advanced Functional Materials》。论文第一单位为福建师范大学,硕士希国禹为第一作者,林世盛副教授和陈大钦教授为本文共同通讯作者。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和福建省自然科学重点基金等项目资助。


论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202401026