高亮度固态照明用LuYAG∶Ce荧光陶瓷

实现高发光效率、高亮度和良好的热稳定性是固态照明的迫切要求.因此,用于高功率发光二极管或激光二极管(LED/LD)的高性能荧光转换材料具有重要的研究意义.在这项工作中,通过将Lu3+离子引入YAG∶Ce荧光陶瓷中方法作为有效策略来改善YAG∶Ce荧光材料的发光性能.采用固相反应和真空烧结法制备了不同Lu3+含量的(Lu,Y)3Al5O12∶Ce荧光陶瓷(LuYAG∶Ce荧光陶瓷).随着Lu3+含量的增加,LuYAG∶Ce荧光陶瓷中的Y3+位点被Lu3+位点取代,Ce3+的发射峰呈现从 573 nm到 563 nm的蓝移现象.当Lu3+含量为 60%时,通过将LuYAG∶Ce荧光陶瓷与蓝光LED组合,其发光强度达到最大值,流明效率达到 114 lm?W-1.使用450 nm激光源与LuYAG∶Ce荧光陶瓷构建了透射模式下的激光驱动照明装置.随着功率密度从2.2 W·mm-2增加到39 W·mm-2,Lu3+含量为60%的荧光陶瓷光通量从128 lm增加到1 874 lm,且没有发光饱和的迹象,最佳发光效率达到128 lm·W-1.因此,LuYAG∶Ce荧光陶瓷有望成为高功率LED/LD照明的潜在荧光转换材料.