Herstellung und Untersuchung der optisch-thermischen Leistung einer doppelseitigen Saphir-basierten Fluoreszenzglasfolie für Hochhelligkeits-Laser-Fluoreszenzlichtquellen
Die Entwicklung von Farbumwandlungsmaterialien mit hohem Sättigungsschwellenwert ist eine zentrale Herausforderung für die nächste Generation von Hochhelligkeits-Laser-Fluoreszenzlichtquellen. In diesem Artikel wurde mittels Heißpress-Sintern eine neuartige transparente Y3Al5O12:Ce3+ (YAG) Fluoreszenzglasfolie (PiGF) mit einer doppelseitigen Saphir-Sandwich-Struktur sapphire@PiGF@sapphire (S@PiGF@S) entworfen und hergestellt. Diese Struktur verbessert durch den Aufbau effizienter doppelseitiger Wärmeleitpfade und in Kombination mit einer Rotation zur Realisierung einer dynamischen, systemweiten verstärkten Wärmeableitung die Beständigkeit gegenüber hoher Laserdichte erheblich. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass der Lichtfluss der S@PiGF@S-Folie 2761 lm@16,6 W/mm2 erreicht, was eine Steigerung von 125,3 % gegenüber dem herkömmlichen PiGF@S (1205 lm@8,5 W/mm2) darstellt. Noch wichtiger ist, dass dank des durch die rotierende Struktur realisierten dynamischen Kühlmechanismus die maximale Betriebstemperatur bei einer Laserleistung von 18 W/mm2 bei 47°C bleibt. Die Ergebnisse dieser Studie bestätigen, dass S@PiGF@S hervorragende optisch-thermische Gesamteigenschaften erreicht und ein großes Anwendungspotenzial in Hochhelligkeits-Laser-Fluoreszenzlichtquellen zeigt.