ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ОСВЕТИТЕЛЬ Российский патент 2011 года по МПК F21K2/00 

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано для освещения объектов.

Известен оптоэлектронный осветитель, который входит в состав оптоэлектронного усилителя, и сведения о котором изложены в книге И.К. Верещагина «Введение в оптоэлектронику». М.: Высшая школа, 1991, стр.62. Он состоит из оптоэлектронного преобразователя, излучающего свет с помощью электролюминофора. На вход преобразователя может поступать световая энергия от лазера. Однако устройство не может обеспечить увеличение мощности излучения. Известен оптоэлектронный осветитель, входящий в состав лазерного передатчика, устройство которого изложено в патенте №2270498. Он также состоит из оптоэлектронного преобразователя, излучающего свет с помощью электролюминофора. На вход преобразователя поступает световая энергия от лазера через три повернутых отражательных зеркала и корректирующую линзу. В преобразователе световая энергия усиливается, и изменяется спектр путем подбора люминофора. Излучение поступает далее через корректирующую линзу на оптический вход вышеупомянутого лазера для осуществления накачки. При этом частота света, поступающего на оптический вход лазера, превышает частоту его излучения. Таким образом осуществляется увеличение мощности излучения лазера.

Световая энергия от лазера может быть использована для освещения. Однако не обеспечивается освещение увеличенных площадей с сохранением мощности света. С помощью предлагаемого устройства обеспечивается освещение увеличенных площадей с сохранением мощности света. Достигается это использованием повернутого полупрозрачного зеркала вместо первого повернутого отражательного зеркала и введением дополнительного оптоэлектронного преобразователя и выходного объектива. При этом второй оптический выход повернутого полупрозрачного зеркала связан через дополнительный оптоэлектронный преобразователь с оптическим входом выходного объектива.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - выходной объектив

2 - дополнительный оптоэлектронный преобразователь

3 - повернутое полупрозрачное зеркало

4 - лазер

5 - корректирующая линза

6 - оптоэлектронный преобразователь

7 - корректирующая линза

8, 9 - повернутые отражательные зеркала.

При этом оптический выход лазера 4 связан с оптическим входом повернутого полупрозрачного зеркала 3, имеющего второй и первый оптические выходы, соответственно связанные: через дополнительный оптоэлектронный преобразователь с оптическим входом выходного объектива и с оптическим входом повернутого отражательного зеркала 8, имеющего оптический выход, связанный с оптическим входом повернутого отражательного зеркала 9, оптический выход которого связан через корректирующую линзу 7, через оптоэлектронный преобразователь 6, через корректирующую линзу 5 с оптическим входом лазера 4.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Лазер 4 формирует световой поток, который проходит через повернутое полупрозрачное зеркало 3 в дополнительный оптоэлектронный преобразователь 2 и далее в выходной объектив 1. При этом преобразователь 2 усиливает сигнал и может формировать другой широкий спектр видимого излучения. Пример использования такого люминофора в преобразователе представлен в книге Л.З.Криксунова «Справочник по основам инфракрасной техники». М.: СовРадио, 1978, стр.309-310, рис.6.70, где также отмечено, что коэффициент усиления может достигать значения 10⁴. Площадь освещения задается с помощью выходного объектива 1. Однако устройство может работать и без выходного объектива, обеспечивая круговое освещение. Кроме того, световой поток перед поступлением в преобразователь 2 предварительно усиливается. Осуществляется это после последовательного отражения светового потока от повернутого полупрозрачного зеркала 3, от повернутых отражательных зеркал 8 и 9, прохода лучей через корректирующую линзу 7, обеспечивающую параллельность лучей внутри пучка, через оптоэлектронный преобразователь 6, через корректирующую линзу 5 на оптический вход лазера 4. Усиление света происходит в оптоэлектронном преобразователе 6, на выходе которого также изменяется спектр, излучающийся на определенной частоте, превышающей частоту излучения лазера 4. Это достигается путем подбора люминофора с определенным цветом свечения. Например, так, как показано вышеупомянутой книге И.К.Верещагина на стр.40, а на стр.62 показан пример исполнения оптоэлектронного преобразователя. Корректирующая линза 5 формирует такую ширину пучка, чтобы обеспечить для осуществления накачки облучения активного слоя лазера.

Пример конкретного исполнения лазера, увеличивающего мощность излучения при осуществлении накачки с помощью света с увеличенной частотой спектра, по сравнению с излучаемым спектром, представлен в вышеупомянутом справочнике Криксунова Л.З. на стр.108. Благодаря зеркалам 3, 8, 9 осуществляется положительная обратная связь оптического выхода лазера 4 с его входом. Интенсивность света, поступающая с выхода лазера 4, многократно увеличивается. Увеличение световой энергии происходит до тех пор, пока не произойдет насыщение.

Режим работы лазера обеспечивает непрерывное излучение. Кроме того, как уже упоминалось, кроме предварительного усиления осуществляется дополнительное усиление света с более широким спектром в видимой области света на оптическом выходе преобразователя, обеспечивающем электроосвещение.

Величина поля зрения может задаваться с помощью выходного объектива 1, который формирует пучок света, имеющий определенную расходимость. Кроме того, без объектива может осуществляться круговое освещение. Для увеличения интенсивности света в разных направлениях можно использовать определенное количество осветителей. Предлагаемое устройство по сравнению с известными светодиодными осветителями увеличивает энергосбережение. Кроме того, при сохранении необходимой освещенности значительно уменьшаются энергозатраты и потребляемые мощности, что обеспечивает экономический эффект.

Устройство содержит лазер, оптоэлектронный преобразователь, два повернутых отражательных зеркала, две корректирующие линзы. Оптический выход первого повернутого отражательного зеркала связан с оптическим входом второго повернутого отражательного зеркала, оптический выход которого связан через первую корректирующую линзу, оптоэлектронный преобразователь и вторую корректирующую линзу с оптическим входом лазера для накачки лазера. Оптический выход лазера связан с оптическим входом повернутого полупрозрачного зеркала, первый и второй оптические выходы которого связаны соответственно с оптическим входом первого повернутого отражательного зеркала и с оптическим входом дополнительного оптоэлектронного преобразователя. Дополнительный оптоэлектронный преобразователь выполнен с возможностью формирования на оптическом выходе широкого спектра видимого излучения. Этот выход связан с оптическим входом выходного объектива. Технический результат - освещение увеличенных площадей с сохранением мощности света. 1 ил.

Оптоэлектронный осветитель, содержащий лазер, оптоэлектронный преобразователь, два повернутых отражательных зеркала, две корректирующие линзы, где оптический выход первого повернутого отражательного зеркала связан с оптическим входом второго повернутого отражательного зеркала, имеющего оптический выход, связанный через первую корректирующую линзу, через оптоэлектронный преобразователь, через вторую корректирующую линзу с оптическим входом лазера для накачки лазера, отличающийся тем, что вводится повернутое полупрозрачное зеркало, дополнительный оптоэлектронный преобразователь и выходной объектив, при этом оптический выход лазера связан с оптическим входом повернутого полупрозрачного зеркала, имеющего первый и второй оптические выходы, соответственно связанные с оптическим входом первого повернутого отражательного зеркала и с оптическим входом дополнительного оптоэлектронного преобразователя, выполненного с возможностью формирования на оптическом выходе широкого спектра видимого излучения, причем этот выход связан с оптическим входом выходного объектива.