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用于汽车前照激光大灯的高性能荧光玻璃设计与激光照明特性研究
| 论文题名： | 用于汽车前照激光大灯的高性能荧光玻璃设计与激光照明特性研究 |
| 关键词： | 汽车前照激光大灯;激光二极管;碲酸盐荧光玻璃;压片烧结法;激光照明 |
| 摘要： | 基于激光二极管（LD）的汽车前照激光大灯具有方向性强、光功率密度大等优点，不仅能增加投射距离，提高安全性，同时体积更小、结构更紧凑，有望成为新一代汽车照明光源，具有重要的科学和应用价值。荧光转换材料是汽车前照激光大灯的关键核心材料，其性能优劣直接决定了大灯的光转换效率和光色品质。为了克服现有有机树脂封装材料热导率低、耐热性差、易老化发黄和碳化发黑等问题，本文选用全无机的碲酸盐荧光玻璃（薄膜）作为荧光转换材料，采用压片烧结法和刮涂法制备获得了一系列高发光效率、高热稳定性能和高显色指数的荧光玻璃（薄膜）。本文的主要工作和成果如下： （1）针对低熔点碲酸盐基质玻璃易腐蚀荧光粉晶粒的问题，通过摒弃低价态和小半径的Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+等金属离子，引入GeO2、Gd2O3和Ga2O3等高价态和大半径的氧化物，对基质玻璃组分与网络结构进行设计与优化，成功与YAG:Ce黄色荧光粉进行低损复合，使荧光粉晶体结构获得有效保护，获得了一种高效黄色荧光玻璃，最大光效为230lm/W； （2）针对YAG:Ce黄色荧光粉热稳定性差、绿光成分不足等问题，提出以热稳定性能优良的LuAG:Ce绿色荧光粉替代YAG:Ce黄色荧光粉，并成功与碲酸盐基质玻璃复合，获得了一种发光效率高、热稳定性能优良的绿色荧光玻璃，当样品温度为200℃时，其发光强度仍能保持室温时的91.9％； （3）针对YAG:Ce和LuAG:Ce荧光粉红光成分不足，荧光饱和功率阈值和激光照明光源显色指数偏低等问题，采用刮涂法在荧光玻璃薄膜中同时引入CaAlSiN3:Eu2+红色荧光粉，获得了一系列高品质的激光照明用荧光玻璃薄膜，显色指数最高可达85。 通过本文研究，获得了一系列高性能荧光玻璃（薄膜），在此基础上可对该材料的荧光饱和阈值和抗激光辐照性能等进一步展开深入研究，使其在汽车前照激光大灯领域获得广泛应用。 |
| 作者： | 陶世旭 |
| 专业： | 机械 |
| 导师： | 马红萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江科技学院 |
| 学位年度： | 2022 |
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