一種激光無電照明系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種照明系統(tǒng)，尤其涉及一種激光無電照明系統(tǒng)，屬于半導(dǎo)體激光無電照明領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油、化工、礦業(yè)等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，照明燈具在危險品生產(chǎn)、倉儲、救援中的使用越來越來越得到廣泛關(guān)注。人們慢慢認(rèn)識到大多易燃爆炸事故發(fā)生都和照明燈具有一定關(guān)系。這不得不慎重的考慮在易燃易爆物品的危險場所里如何防止照明燈具事故性爆炸發(fā)生的重大課題。由于目前的照明燈具在工作時不可避免地會產(chǎn)生電火花或形成熾熱的表面，它們一旦與生產(chǎn)或救援現(xiàn)場的爆炸性氣體混合物相遇，就會導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生，直接危及公民的生命和國家財產(chǎn)安全。因此照明燈具的防爆技術(shù)問題也就引起了人們的普遍關(guān)注和高度重視。目前在危險場所主要應(yīng)用防爆照明來解決照明燈具的安全性問題，主要是通過密封外殼的防護(hù)設(shè)計，防護(hù)塵埃、固體異物和水進(jìn)入燈腔內(nèi)，避免觸及或積集在帶電部件上產(chǎn)生跳火、短路或破壞電氣絕緣等危險。但是防爆燈具這種密封設(shè)計卻導(dǎo)致了燈具產(chǎn)生的大量熱量散發(fā)更加困難，散熱不好，防爆燈具各部件的溫升增高，特別在爆炸性環(huán)境中，過高溫度將對防爆安全構(gòu)成危險，還會影響光源的壽命。
[0003]在一些化學(xué)腐蝕氣體、液體或者低溫潮濕的環(huán)境中，燈的周圍及內(nèi)部就會有水或水蒸氣。一是會引起燈頭生銹而接觸不良；二是引起元器件及線路板生銹而線路損壞；三是會引起元器件及線路板絕緣能力降低而擊穿；四是會引起電路短路。這些都不可避免地會產(chǎn)生電火花或形成熾熱的表面，這樣就產(chǎn)生了形成危險環(huán)境的條件。目前的照明燈具都是電致發(fā)光，有電就有危險，目前的防爆燈具只能降低發(fā)生事故的概率，無法從根本上解決問題。那么，如何有效的將電源隔離在危險環(huán)境外，如何避免光源處于這種積熱的封閉環(huán)境就成了有效解決這些危險的大趨勢，也將是現(xiàn)今發(fā)展過程中必將面臨的重大課題。
[0004]本發(fā)明設(shè)計在前期激光光纖耦合相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，提出激光無電照明的概念，采用光致發(fā)光，通過光纖將藍(lán)光激光光源發(fā)出的栗浦光從安全區(qū)域傳導(dǎo)到危險品的生產(chǎn)、存儲區(qū)域，然后激發(fā)熒光物質(zhì)產(chǎn)生照明白光，在傳輸與照明過程中都沒有電的傳輸與作用，徹底的將電源隔離在了危險區(qū)以外，而且這一過程中光源部分遠(yuǎn)離照明部分，避免了光源處于積熱的封閉環(huán)境的做法，從根本上解決易燃易爆品生產(chǎn)、存儲過程中的照明安全問題。這一技術(shù)將徹底杜絕由于照明問題帶來的易燃易爆物品的爆炸危險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:如何有效的將照明電源隔離在危險環(huán)境外，達(dá)到危險品的生產(chǎn)、存儲區(qū)域無電照明的程度，從根本上解決照明問題帶來的易燃易爆物品的爆炸危險。
[0006]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種激光無電照明系統(tǒng)，包括藍(lán)光LD1、耦合鏡2、聚焦鏡a3、聚焦鏡b6、傳輸光纖4、反光杯5、焚光粉承載臺7、平板玻璃8 ;整個系統(tǒng)分為光源部分、傳輸部分、照明部分。
[0007]所述傳輸光纖4為系統(tǒng)的傳輸部分，傳輸光纖4包括入射端、輸出端，兩端均帶有光纖親合頭4.1。
[0008]傳輸光纖4連接光源部分及照明部分，光源部分包括藍(lán)光LDl、親合鏡2、聚焦鏡a3，照明部分包括反光杯5、聚焦鏡b6、熒光粉承載臺7、平板玻璃8，通過傳輸光纖4的連接將光源部分與照明部分隔離開。
[0009]所述藍(lán)光LDl設(shè)置在傳輸光纖4的入射端，藍(lán)光LDl所照射的激光通過耦合鏡2、聚焦鏡a3耦合進(jìn)入傳輸光纖4，并通過傳輸光纖4向其輸出端傳輸。
[0010]所述傳輸光纖4的輸出端設(shè)置在反光杯5內(nèi)部，傳輸光纖4輸出端的光纖耦合頭
4.1前放置有聚焦鏡b6，輸出激光經(jīng)過聚焦鏡b6后實現(xiàn)類平行輸出。
[0011]平板玻璃8安裝在反光杯5杯口處，熒光粉承載臺7安裝在平板玻璃8中間，熒光粉承載臺7與聚焦鏡b6的位置相對應(yīng)；所述熒光粉承載臺7與聚焦鏡b6相對面上涂有均勻混合的紅綠熒光粉涂覆層，熒光粉承載臺7的涂覆層分為熒光粉涂覆層外表面7.1、熒光粉涂覆層內(nèi)表面7.2 ;經(jīng)過聚焦鏡b6類平行輸出的激光照射在該涂覆層上并激發(fā)出熒光。
[0012]傳輸光纖4的輸出端的光纖耦合頭4.1與反光杯底面9緊密配合，達(dá)到密封作用；而且反光杯頂面10與平板玻璃8也緊密貼合。
[0013]封裝形式的藍(lán)光LDl直接將光纖耦合頭4.1插入到出光口 ；封裝形式的藍(lán)光LDl發(fā)出的光親合入光纖后的傳輸情況與上述過程相同。
[0014]光源部分與照明部分分離，照明部分完全無電源，電源部分放置在光源部分，這樣能夠?qū)㈦娫赐耆綦x在危險品的生產(chǎn)、存儲區(qū)域。
[0015]本系統(tǒng)應(yīng)用了傳輸光纖4連接光源部分和照明部分，使得激光無電照明的概念得以實現(xiàn)。
[0016]光源部分與照明部分隔離，光源部分能夠做到最大限度的散熱，照明部分能夠做到最大限度的封閉。
[0017]本系統(tǒng)應(yīng)用反光杯5作為反光元件，將其焦點處的熒光粉涂覆層激發(fā)出的白光反射出去，這樣可以使輸出光類平行光，同時也可以通過高邊熒光涂覆層的位置，使得經(jīng)過反射杯反射出的光達(dá)到使用要求。
[0018]采用了透明的熒光粉承載臺7，這樣可以更充分的將光利用于照明，同時可以在熒光粉承載臺7上的熒光粉涂覆面涂覆前鍍一層反射膜，其具體差別有待于樣機(jī)實驗，同樣屬于本發(fā)明范疇內(nèi)。
[0019]所用熒光粉涂覆層為紅、綠熒光粉均勻混合后的涂覆層。
[0020]本系統(tǒng)充分利用了本實驗室光纖耦合的優(yōu)勢，將藍(lán)光LD出射光最大程度的耦合進(jìn)了光纖，保證了光的利用率。
[0021]將傳輸光纖的輸出端置于反射杯內(nèi)且將反射杯與光纖輸出端緊密接觸，而且反射杯前端緊密固定有平板玻璃，這樣大大加大了照明本分的密封性。
[0022]本發(fā)明提供的激光無電照明系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊、密封性優(yōu)良的激光無電照明系統(tǒng)，具有設(shè)備投資少，生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品成品率高的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0023]圖1是激光無電照明系統(tǒng)整體圖a ;
[0024]圖2是激光無電照明系統(tǒng)整體圖b ;
[0025]圖3是熒光粉承載臺及平板玻璃；
[0026]圖4是尾端密封的反射杯；
[0027]圖中:1、藍(lán)光LD ;2、親合鏡；3、聚焦鏡a ;4、傳輸光纖；4.1、光纖親合頭；5、反射杯；6、聚焦鏡b ;7、熒光粉承載臺；7.1、熒光粉涂覆層外表面；7.2、熒光粉涂覆層內(nèi)表面；8、平板玻璃；9、反光杯底面；10、反光杯頂面。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0029]激光無電照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，見圖1。藍(lán)光LD I發(fā)出的激光經(jīng)過耦合鏡2耦合后，激光束通過聚焦鏡a3聚焦耦合進(jìn)傳輸光纖4入射端，經(jīng)過傳輸光纖4傳輸一段距離后從輸出端輸出，輸出激光經(jīng)過聚焦鏡b6后以類平行光輸出，照射在熒光粉承載臺7上的熒光粉涂覆層上激發(fā)出熒光，由于該熒光粉涂覆層位于該反光杯5的焦點處，所以激發(fā)出的熒光和藍(lán)光漫反射到反光杯5上形成白光以類平行光經(jīng)過前方的平板玻璃8射出。
[0030]某些封裝形式的藍(lán)光LD直接將耦合頭插入到出光口，見圖2。藍(lán)光LD發(fā)出的光耦合入光纖后的傳輸情況與上述過程相同。
[0031]所述的藍(lán)光激發(fā)熒光粉承載臺7上的熒光粉涂覆層時，分別在熒光粉涂覆層外表面7.1、熒光粉涂覆層內(nèi)表面7.2均產(chǎn)生熒光，也會有藍(lán)光透過熒光粉涂覆層。在熒光粉涂覆層外表面7.1產(chǎn)生的熒光的反射方式如上述實施過程，而在熒光粉涂覆層內(nèi)表面7.2產(chǎn)生的熒光和透過的藍(lán)光合成白光，直接透過透明的熒光粉承載臺7，通過平板玻璃8傳輸出去，見圖3。
[0032]實施過程中整體的激光無電照明系統(tǒng)，可以分為三個部分:光源部分、傳輸部分、照明部分。光源部分包括藍(lán)光LD 1、親合鏡2、聚焦鏡3 ;傳輸部分包括傳輸光纖；照明部分包括反光杯5、聚焦鏡6、熒光粉承載臺7、平板玻璃8。這樣的設(shè)計有利于有效的將電與照明部分徹底隔1?。
[0033]在危險品生產(chǎn)、儲存區(qū)域的照明，光源部分遠(yuǎn)離該區(qū)域，通過傳輸部分將光傳輸?shù)秸彰鞑糠旨ぐl(fā)熒光粉形成白光照明，這樣，無論是照明部分掉落、摔壞等原因都不會產(chǎn)生電火花，徹底的杜絕了易燃易爆區(qū)域由于照明問題導(dǎo)致的爆炸問題。
【主權(quán)項】
1.一種激光無電照明系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括藍(lán)光LD(I)、耦合鏡(2)、聚焦鏡a(3)、聚焦鏡M6)、傳輸光纖(4)、反光杯(5)、熒光粉承載臺(7)、平板玻璃(8);整個系統(tǒng)分為光源部分、傳輸部分、照明部分； 所述傳輸光纖(4)為系統(tǒng)的傳輸部分，傳輸光纖(4)包括入射端、輸出端，兩端均帶有光纖親合頭(4.1)； 傳輸光纖(4)連接光源部分及照明部分，光源部分包括藍(lán)光LD(I)、親合鏡(2)、聚焦鏡a(3)，照明部分包括反光杯(5)、聚焦鏡M6)、熒光粉承載臺(7)、平板玻璃(8)，通過傳輸光纖(4)的連接將光源部分與照明部分隔離開； 所述藍(lán)光LD (I)設(shè)置在傳輸光纖(4)的入射端，藍(lán)光LD (I)所照射的激光通過耦合鏡(2)、聚焦鏡a(3)親合進(jìn)入傳輸光纖(4)，并通過傳輸光纖(4)向其輸出端傳輸； 所述傳輸光纖(4)的輸出端設(shè)置在反光杯(5)內(nèi)部，傳輸光纖(4)輸出端的光纖耦合頭(4.1)前放置有聚焦鏡b (6)，輸出激光經(jīng)過聚焦鏡b (6)后實現(xiàn)類平行輸出； 平板玻璃(8)安裝在反光杯(5)杯口處，熒光粉承載臺(7)安裝在平板玻璃(8)中間，熒光粉承載臺(7)與聚焦鏡b (6)的位置相對應(yīng)；所述熒光粉承載臺(7)與聚焦鏡b (6)相對面上涂有均勻混合的紅綠熒光粉涂覆層，熒光粉承載臺(7)的涂覆層分為熒光粉涂覆層外表面(7.1)、熒光粉涂覆層內(nèi)表面(7.2);經(jīng)過聚焦鏡b(6)類平行輸出的激光照射在該涂覆層上并激發(fā)出熒光； 傳輸光纖(4)的輸出端的光纖耦合頭(4.1)與反光杯底面(9)緊密配合，達(dá)到密封作用；而且反光杯頂面(10)與平板玻璃(8)也緊密貼合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光無電照明系統(tǒng)，其特征在于:封裝形式的藍(lán)光LD(I)直接將光纖耦合頭(4.1)插入到出光口。
【專利摘要】一種激光無電照明系統(tǒng)，整個系統(tǒng)分為光源部分、傳輸部分、照明部分。傳輸光纖為系統(tǒng)的傳輸部分，傳輸光纖連接光源部分及照明部分，通過傳輸光纖的連接將光源部分與照明部分隔離開。所述藍(lán)光LD設(shè)置在傳輸光纖的入射端，藍(lán)光LD所照射的激光通過耦合鏡、聚焦鏡a耦合進(jìn)入傳輸光纖，并通過傳輸光纖向其輸出端傳輸，輸出激光經(jīng)過聚焦鏡b后實現(xiàn)類平行輸出。平板玻璃安裝在反光杯杯口處，熒光粉承載臺安裝在平板玻璃中間。本系統(tǒng)應(yīng)用傳輸光纖連接光源部分和照明部分，使得激光無電照明的概念得以實現(xiàn)。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊、密封性優(yōu)良的激光無電照明系統(tǒng)，具有設(shè)備投資少，生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品成品率高的優(yōu)點。
【IPC分類】F21V7/22, F21V8/00, F21V13/12, F21V25/12, F21V5/00, F21S8/00
【公開號】CN105222021
【申請?zhí)枴緾N201510740475
【發(fā)明人】王智勇, 王志平, 劉友強(qiáng), 曹銀花, 劉學(xué)勝, 邱運(yùn)濤
【申請人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年11月4日