高效且均匀的激光激发式白光生成器

摘要

一种白光光源，该白光光源包括：发光层，其包括布置在粘合剂中的荧光体和光散射材料；以及光源，其布置为用蓝光照射发光层。白光光源输出白光，该白光包括来自被蓝光照射的荧光体的经转换的荧光体发射光，以及被光散射材料散射的未经转换的散射蓝光。未经转换的散射蓝光具有与经转换的荧光体发射光的空间分布相匹配的空间分布。在一些实施例中，空间分布为近似朗伯空间分布。白光光源可以包括荧光体轮，荧光体轮包括盘状基板，发光层作为荧光体环布置在盘状基板上。荧光体环可以包括在荧光体环中的环形区附近、布置在粘合剂中、具有均匀成分的荧光体和光散射材料。

说明书

技术领域

下文涉及照明技术、荧光体轮(phosphor wheel)技术、光学干涉滤光器(opticalinterference filter)制造技术和相关技术。

背景技术

已知使用由蓝光LED或激光二极管激发的具有不同颜色的荧光体来产生白光。

对于大多数数字光投影(DLP)投影仪，荧光体轮作为第二光源工作，并且由蓝色激光二极管激发，以在荧光体轮旋转时以快速时间顺序产生绿光、黄光和红光。这些各种颜色的光与蓝光相结合，为DLP投影系统产生白光。大多数荧光体轮为具有多个颜色区段的反射类型。为了组合这些不同颜色的光，提供了相应的光路和颜色混合硬件。

本文公开了一些改进。

发明内容

在一个所披露的方面中，提供一种荧光体轮，其包括盘状基板和荧光体环，荧光体环包括布置在盘状基板上的环形发光层。环形发光层包括布置在粘合剂(binder)中的荧光体和光散射材料。在一些实施例中，光散射材料包括布置在粘合剂中的光散射颗粒。在一些实施例中，光散射颗粒具有0.1至50微米范围内的尺寸。在一些实施例中，光散射颗粒具有92％以上的反射率。在一些实施例中，光散射颗粒包括氧化铝颗粒、二氧化钛颗粒、氧化镁颗粒、氮化硼颗粒、氮化铝颗粒和铝酸盐颗粒中的一种或多种。在一些实施例中，环形发光层包括在环形发光层中的环形区附近、布置在粘合剂中、具有均匀成分的荧光体和光散射材料。在一些实施例中，荧光体轮还包括马达，马达可操作地连接以旋转盘状基板。这些不同实施例可以以不同方式组合。

在另一所披露的方面中，披露了一种白光光源，其包括：前一段落所述的荧光体轮；以及蓝光光源，其布置为用蓝光照射荧光体环。白光光源输出白光，该白光包括来自被蓝光照射的荧光体的经转换的荧光体发射光，以及被光散射材料散射的未经转换的散射蓝光。在一些实施例中，未经转换的散射蓝光具有与经转换的荧光体发射光的空间分布(spatial distribution)相匹配的空间分布。在一些实施例中，未经转换的散射蓝光具有漫反射表面空间分布，并且经转换的荧光体发射光具有漫反射表面空间分布。在一些实施例中，蓝光具有400nm至500nm范围内的波长。在一些实施例中，经转换的荧光体发射光包括黄光。在一些实施例中，荧光体包括红光荧光体(red phosphor)和绿光荧光体的混合物，该红光荧光体产生600至650nm范围的红光光谱内的经转换的荧光体发射光，该绿光荧光体产生490至560nm范围的绿光光谱内的经转换的荧光体发射光。在一些实施例中，荧光体轮是反射式荧光体轮。在一些实施例中，荧光体轮是透射式荧光体轮。这些不同实施例可以以不同方式组合。

在另一所披露的方面中，披露了一种白光光源，其包括：发光层，其包括布置在粘合剂中的荧光体和光散射材料；以及光源，其布置为用蓝光照射发光层。白光光源输出白光，该白光包括来自被蓝光照射的荧光体的经转换的荧光体发射光，以及被光散射材料散射的未经转换的散射蓝光。在一些实施例中，光散射材料包括布置在粘合剂中的光散射颗粒。在一些实施例中，光散射颗粒具有0.1至50微米范围内的尺寸。在一些实施例中，光散射颗粒对蓝光具有92％以上的反射率。在一些实施例中，光散射颗粒包括氧化铝颗粒、二氧化钛颗粒、氧化镁颗粒、氮化硼颗粒、氮化铝颗粒和铝酸盐颗粒中的一种或多种。在一些实施例中，未经转换的散射蓝光具有与经转换的荧光体发射光的空间分布相匹配的空间分布。在一些实施例中，未经转换的散射蓝光具有漫反射表面空间分布，并且经转换的荧光体发射光具有漫反射表面空间分布。在一些实施例中，蓝光具有400nm至500nm范围内的波长。在一些实施例中，经转换的荧光体发射光包括黄光。在一些实施例中，荧光体包括红光荧光体和绿光荧光体的混合物，该红光荧光体产生600至650nm范围的红光光谱内的经转换的荧光体发射光，该绿光荧光体产生490至560nm范围的绿光光谱内的经转换的荧光体发射光。这些不同实施例可以以不同方式组合。

在另一所披露的方面中，披露了一种白光生成方法。通过布置在发光层中的荧光体将蓝光的一部分转换为荧光体光。通过布置在发光层中的散射颗粒散射蓝光的未被转换为荧光体光的部分，以生成经散射的蓝光。输出白光，所述白光包括荧光体光和经散射的蓝光的组合。在一些实施例中，荧光体光具有漫反射表面空间分布，并且散射蓝光具有漫反射表面空间分布。在一些实施例中，在所述转换、散射和输出的同时，旋转荧光体轮，其中，荧光体轮包括盘状基板，发光层作为荧光体环布置在盘状基板上。在一些实施例中，荧光体轮是反射式荧光体轮，并且白光在荧光体轮的与被蓝光照射的一侧相同的一侧输出。在一些实施例中，荧光体轮是透射式荧光体轮，并且白光在荧光体轮的与被蓝光照射的一侧相反的一侧输出。这些不同实施例可以以不同方式组合。

附图说明

图1示意性地示出了以反射模式操作的示例性白光光源。

图1A描绘了从如本文所述的表面发射的光的各种空间分布。

图2示意性地示出了以透射模式操作的示例性白光光源。

图3示意性地示出了结合有图1的白光光源的反射式荧光体轮。

图4示意性地示出了结合有图2的白光光源的透射式荧光体轮。

图5示意性地示出了结合有图1的白光光源的反射式静态白光光源。

图6示意性地示出了结合有图2的白光光源的透射式静态白光光源。

具体实施方式

直接从荧光体轮获得白光将简化投影系统。原则上，可以将不同的荧光体混合在一起以产生具有期望特性的白光，从而可以为DLP或LCD投影仪的客户提供更多的解决方案。

然而，通过这种方法有效地产生白光将受到荧光体发射光的非常不同的空间分布(近似朗伯(Lambertian))、以及作为窄角光束的直接蓝激光的妨碍。

本文披露了使用由蓝色激光二极管激励的荧光体轮直接获得白光的实施例。为了解决大的空间分布不匹配，将荧光体(其通常包括黄光荧光体，但也可以包括其它荧光体成分，诸如绿光和红光荧光体的混合物)与对蓝光具有高反射率的光散射材料混合。在一种合适的物理构造中，荧光体和光散射材料的混合物分散在粘合剂中，并且荧光体/散射材料/粘合剂成分通过分配或丝网印刷(silkprinting)或其它合适的涂布法沉积在反射基板或透光基板上。

所披露的方法提供了许多益处，诸如(但不限于)：可调的色温(例如，取决于荧光体发射光和蓝色激光的光谱特性，在4000至8000K的范围内)；提供非激发蓝光的空间分布，其接近由荧光体所发射的黄光的空间分布；白光光源可以被设计为透射源或反射源；制作简单；可以实现高的白光输出效率；并且可以实现白光输出的良好空间均匀性。

所披露的白光光源产生白光，所述白光包括由LED或激光器发射的直接蓝光(direct blue light)和经转换的荧光体发射光(例如黄光)的组合以产生白光，白光光源还包括高反射率的光散射材料，添加高反射率的光散射材料用以改善直接蓝光的均匀性，即调节直接蓝光的空间分布以匹配(近似朗伯的)荧光体发射。在经反射材料进行散射之后，蓝光的空间分布通常接近朗伯形状。因此，经散射的直接蓝光的空间分布与由荧光体所发射的经转换的黄光的近似朗伯空间分布相匹配。与荧光体和光散射材料混合的粘合剂可以是有机粘合剂或无机粘合剂。

所披露的光源可以与反射型荧光体轮或透射型荧光体轮结合使用。还可以考虑将所披露的光源与其它类型的光发射器结合使用，诸如使用未安装在旋转轮上的静态荧光体层的光发射器。所披露的光源易于以低成本制备，以用于反射型或透射型设计。所披露的方法还适于通过使用高功率激光二极管或其它高功率蓝光光源来提供具有高亮度的白光。在这种情况下，高功率蓝色激光器与具有所披露的荧光体/散射颗粒分散体的旋转荧光体轮结合使用，具有将激光器产生的热量分布在旋转轮上的由激光照射(impingement)路径所绘制的环形区上的显著优点。

通过直接蓝光和经黄光荧光体转换光的组合产生白光。蓝光是由激光二极管或LED提供的未激发(即直接)蓝光，并且黄光是来自将蓝光的一部分(即，激发蓝光)转换为发射黄光的荧光体的经转换光。在一些实施例中，蓝光的波长范围在400nm至500nm的范围内，并且更优选在400至480nm的范围内。通常人可感知的可见蓝光的最短波长的下限为400nm(通常人不能感知作为紫外光的更短的波长)。通常人能感知的蓝光的最大波长的上限通常约为480nm，并且通常人能感知的蓝绿光的波长上限为500nm。然而，可以考虑采用发射在前述400至500nm范围，或更优选地400至480nm范围内的直射光的激光器或LED，这种激光器或LED还具有一些更长波长的成分(例如绿光和/或黄光分量)和/或一些更短的波长的成分(例如一些紫外分量)。

在一些非限制性的示例性实施例中，黄光荧光体被蓝色激光刺激，其中荧光体颗粒尺寸为1至50微米(尽管也考虑更大或更小的荧光体颗粒尺寸；此外，这里指定的所有颗粒、微粒或类似物的尺寸应理解为平均或均值尺寸)，示例性黄光荧光体包括掺杂铈的钇铝石榴石(YAG：Ce)、掺杂铈的铽铝石榴石(TAG：Ce)、掺杂铕的原硅酸钡(BOS)、或其它合适的荧光体，以有效地将蓝光转换成波长更长的可见光，例如黄光。如本文所披露的，为了改善蓝光的均匀性，将具有高反射率的高散射材料添加到荧光体和粘合剂的混合物中以散射蓝光，从而形成接近黄光发射的近似朗伯形状的分布。

散射材料优选地具有相对高的导热率，例如在一些实施例中导热率为20W/m·K以上。光散射材料优选具有与荧光体的热膨胀系数(CTE)和密度类似的合适的CTE和密度，以促进荧光体和光散射材料在粘合剂中的均匀混合。光散射颗粒的形状可以是粒状、球状、片状、纤维状等，并且在一些示例性实施例中，光散射颗粒的尺寸在0.1至50微米的范围内，但也可以考虑更大或更小的颗粒。光散射颗粒优选对蓝光(例如在400至480nm或400至500nm的合适范围内)具有高反射性，例如在一些实施例中在400至480nm(或500nm)的范围内具有92％以上的反射率。光散射颗粒优选在通常的操作温度范围(例如，在一些实施例中，-20至500摄氏度)内是稳定的。操作温度上限部分地取决于由激光引起的荧光体/散射颗粒/粘合剂层的加热量，有利的是，通过旋转荧光体轮的操作减少这种热量，旋转荧光体轮将热量分布在穿过旋转轮的激光束的环形路径上。非限制性地举例说明，光散射材料可以例如包括氧化铝颗粒、二氧化钛颗粒、氧化镁颗粒、氮化硼颗粒、氮化铝颗粒、铝酸盐颗粒、或这些中的两种或更多种的一些组合。

在变型实施例中，使用黏合剂(adhesive)将本文中描述的混合有光散射材料的荧光体粉末粘合在基板上。黏合剂可以是例如有机胶或无机胶。一些合适的无机黏合剂包括硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等。一些合适的有机黏合剂包括硅树脂、环氧树脂、聚氨酯等。

荧光体轮或其它白光光源的基板例如可以包括金属、金属合金、或金属和无机材料的混合物、反射镜、陶瓷、玻璃、蓝宝石板、石英板等。反射基板(例如金属)对于反射设计是有利的，并且其反射率优选为至少85％，并且更优选为至少90％以上，例如，反射基板可以设计在金属、玻璃、陶瓷或其它合适的基板的表面上；然而，如果荧光体和光散射颗粒的密度足够高，则基本上所有蓝光可以被荧光体转换成黄光或被光散射颗粒散射，在这种情况下，可以预料到，即使在反射设计的情况下基板也可以透光。另一方面，诸如玻璃或石英等透光基板适用于透光荧光体轮或其它透光白光光源。(如本文所用的，术语“透光的”和类似的用语旨在表示对所产生的白光的高透射率，例如80％以上，并且优选地90％以上，取决于所设计的白光的长波长范围(long-wavelength extent)，所述所产生的白光在至少400至650nm或400至700nm的光谱范围内)。在一些示例性实施例中，在荧光体轮的情况下，基板是盘状(圆盘状)的；在静态荧光体模块的情况下，基板的形状可以是盘或矩形等。在一些示例性实施例中，荧光体/散射材料/粘合剂成分的组成重量比为：20％至70％的粘合剂、30％至80％的荧光体、以及5％至15％的散射材料。还可以考虑更高或更低的组分比；例如，更厚的层可以允许更高的粘合剂与荧光体的比率以及更高的粘合剂与散射材料的比率。

现在参考图1，示出了以反射模式操作的示例性白光光源(100)，并且该示例性白光光源包括基板(101)，在基板(101)上布置有发光层(102、103、104)，发光层(102、103、104)包括粘合剂(102)、黄光荧光体(103)、以及包括光散射颗粒(104)的光散射材料。基板(101)的反射率优选为90％以上，在一些示例性实施例中基板(101)具有0.3mm至3mm之间的厚度，但也可考虑更厚或更薄的基板。应当理解，最佳基板厚度取决于许多因素，例如，在荧光体轮的情况下，基板(101)是旋转轮并且应当具有足够的厚度以在旋转期间是刚性的，并且此厚度取决于旋转速率、构成基板(101)的材料的刚度以及其它因素。

在操作中，一个或多个激光二极管(LD)发射激发蓝光(105a)，激发蓝光(105a)照射在发光层(102、103、104)上。作为替代，可以使用蓝光LED来发射蓝光(105a)。也可以考虑发射合适蓝光的其它光源。响应于激发蓝色激光(105a)的光学刺激，黄光荧光体(103)发射黄光(106)。通过该荧光体转换过程，入射蓝光(105a)的仅一部分被转换成黄光(106)；其余的蓝光被散射颗粒(104)散射，并且经散射的蓝光(105b)与黄光荧光体发射光(106)组合以形成反射的白光(105b、106)。

简要参考图1A，黄光荧光体发射光的典型空间分布是漫反射表面空间分布。理想的漫反射表面空间分布是朗伯分布，如针对图解表面(120)的图1A所示。当从位于与表面(120)相邻的半空间(122)中的所有方向观察时，朗伯空间分布具有相等的亮度。物理上可实现的漫反射表面空间分布通常仅是近似朗伯(分布)。图1A还示出了黄光荧光体的典型漫反射表面空间分布，其仅是近似朗伯(分布)。应注意的是，在荧光体发射光的情况下，物理机制不是反射，而是由黄光荧光体(103)吸收蓝光(105a)并随后发射黄色的经转换荧光体光(106)。然而，尽管通过不同的机制产生，但荧光体发射光(106)具有漫反射表面空间分布，其如图1A所示近似朗伯(分布)。同样地，经散射的蓝光(105b)由与从漫射表面反射稍微不同的机制产生，这是因为光散射颗粒(104)在深度上跨过发光层的厚度分布；尽管如此，所得到的空间分布是漫反射表面空间分布，如图1A所示，其近似为朗伯(分布)。

为了获得与黄光(106)的近似朗伯光分布类似的散射蓝光的期望光分布，优选地将光散射颗粒的密度设计为使得未被荧光体(103)转换成黄光的直接蓝光中的大部分或全部遇到至少一个光散射颗粒(104)并从所述至少一个光散射颗粒(104)散射。然而，可以预料到，未经转换的直接蓝光中的相对少的一部分被基板(101)反射而不与荧光体(103)或散射颗粒(104)相互作用。

在用于激光投影仪的典型的常规荧光体轮中，目标是将所有入射的蓝光转换成黄光。通过沿投影仪系统的光路位于下游的二向色滤光器适当地去除入射蓝光的任何未被转换的剩余部分，使得仅黄光从发光层发出。作为对比，在图1的白光光源(100)中，为了获得白光(105b、106)，有意地保留了直接蓝光的一部分：该部分构成未刺激荧光体(103)产生黄光(106)的未激发蓝光(105b)。光散射颗粒(104)确保该直接蓝光(105b)具有与经转换的黄光(106)的近似朗伯空间分布相匹配的空间分布，使得由此产生的白光(105b、106)在近似朗伯分布上光谱均匀。

白光(105b、106)具有设计比率的直接蓝光(105b)和黄光(106)。通过调节荧光体(103)、散射材料(104)、粘合剂(102)的相对比率，以及发光层(102、103、104)的厚度及荧光体(103)和散射颗粒(104)的颗粒尺寸，来调节未激发的蓝光和黄光的比率，从而设计该比率。其中，发光层(102、103、104)的厚度和荧光体(103)的密度通常对组合白光(105b、106)中蓝光(105b)与黄光(106)的比率具有最强的影响。光散射颗粒(104)对该比率的理论上的影响归因于散射颗粒(104)的吸收，由于散射颗粒(104)优选具有高反射率(例如90％以上)，因此散射颗粒(104)的吸收优选为较低。尽管如此，如果光线通常多次被光散射颗粒(104)反射，则这种吸收可能足够高以至于应该将其考虑在内。然而，即使在这种情况下，如果蓝光和黄光的反射损耗类似(类似的平均反射次数以及在蓝色和黄色光谱区域处类似的反射率)，则光散射颗粒(104)对蓝光/黄光的比率的影响可以忽略不计。

非限制性地举例说明，在一些实施例中，发光层(102、103、104)具有0.05mm至0.3mm的厚度，但也可以基于光学设计原理(诸如以上概述的那些)考虑更厚或更薄的发光层，这取决于诸如荧光体(103)、散射颗粒(104)和粘合剂(102)的相对比率以及颗粒尺寸等因素。

在示例性实施例中，荧光体发射光(106)被描述为黄光。然而，应当理解的是，荧光体发射光(106)可以具有更复杂的光谱，例如，荧光体(103)可以包括红光荧光体和绿光荧光体的混合物，该混合物产生分别在红光光谱范围(～600至650nm)和绿光光谱范围(～490至560nm)中具有相应峰的经转换光，并且具有这种“双叶式(double-lobed)”光谱的经转换光(106)与直接(未经转换的)蓝光(105b)的组合在视觉上被感知为白光。可以定制直接蓝光(105b)和荧光体发射光(106)的详细光谱以提供具有期望白度特性的白光，诸如期望的显色指数(CRI)、期望的色温(例如具有约4000K以上的色温的“冷”白光)。

现在参考图2，示出了以透射模式操作的示例性白光光源(200)，并且该示例性白光光源(200)包括透光基板(201)，在透光基板(201)上布置有发光层(202、203、204)，发光层(202、203、204)包括粘合剂(202)、黄光荧光体(203)、以及包括光散射颗粒(204)的光散射材料。在一些示例性实施例中，透光基板(2)具有0.1mm至3mm之间的厚度，但也可以考虑更厚或更薄的基板。在一些实施例中，发光层(202、203、204)的厚度为0.01mm至0.2mm，但也可考虑更厚或更薄的基板。一个或多个激光二极管(LD)(或者作为替代，一个或多个蓝光LED)从基板侧对装置进行照射，即，激光(205a)照射在基板(201)的与布置有发光层(202、203、204)的基板侧相反的一侧上。如在图1的装置中那样，直接激光(205a)的一部分被荧光体(203)转换成经转换黄光(206)，同时蓝光的另一部分作为未经转换的蓝光(205b)穿过，未经转换的蓝光(205b)与黄光(206)组合以形成白光(205b、206)。为了提高光学效率，在一些实施例中，基板(201)覆有二向色膜，该二向色膜使蓝光(205a)通过但反射黄光(206)。

如在图1的实施例中那样，未经转换的蓝光(205b)被散射颗粒(204)散射，并且经散射的蓝光(205b)与黄光荧光体发射光(206)组合以形成反射的白光(205b、206)。为了获得与黄光(206)的近似朗伯光分布类似的经散射的蓝光(205b)的期望的漫反射表面光分布，优选地将光散射颗粒(204)的密度设计为使得未被荧光体(203)转换成黄光的直接蓝光中的大部分或全部遇到至少一个光散射颗粒(204)并从所述至少一个光散射颗粒(204)散射。然而，可以预料到，未经转换的直接蓝光中的相对少的一部分穿过发光层(202、203、204)而不与荧光体(203)或光散射颗粒(204)相互作用。还应注意的是，经散射的蓝光(205)的漫反射表面空间分布类似于来自真实漫反射表面的漫反射，但由于散射颗粒(204)跨过发光层的厚度分布，因而二者的机制稍有不同，并且另外，经散射的光是通过透射而不是通过反射过程产生的。

图3示出了荧光体轮(300)，其构造为使用图1的反射式白光光源(100)以反射模式操作。YAG：Ce荧光体粉(103)和散射材料(104)与粘合剂(102)混合，并且然后通过分配或丝网印刷或其它涂布法而被分散在金属基板(302)(对应于图1的基板(101))上以制备荧光体环(301)。换句话说，荧光体环(301)适当地形成为图1的、形状为圈或环的发光层(102、103、104)。在一些实施例中，取决于粘合剂(102)的类型，通过加热来硬化粘合剂，环(301)可以被适当地固化。荧光体轮(300)由马达(303)和联接器驱动轴(304)驱动，以便沿图3中的弯曲箭头(305)所指示的顺时针方向旋转(作为替代，可以设想逆时针旋转)，从而以高速旋转。除了驱动轴(304)之外或作为驱动轴(304)的替代，可以考虑马达(303)与盘状基板(302)之间的其它操作性联接器以使盘状基板(302)的旋转机动化，所述其它操作性联接器诸如包括齿轮、直角机械连杆等。激发光(105a)是入射光源。当激发激光束(例如蓝光(105a))聚焦在荧光体环(301)上以形成光斑时，经转换黄色光束(106)被发射并与经散射蓝光(105b)组合(如前面参考图1所述)，然后将被透镜系统(未示出)收集。

图4示出了荧光体轮(400)，其构造为使用图2的透光式白光光源(200)以透射模式操作。YAG：Ce荧光体粉(203)和散射材料(204)与粘合剂(202)混合，并且然后通过分配或丝网印刷或其它涂布法而被分散在透光式基板(402)(对应于图2的基板(201))上以制备荧光体环(401)。换句话说，荧光体环(401)适当地形成为图2的、形状为圈或环的发光层(202、203、204)。基板(402)是透明的，诸如为玻璃、晶态陶瓷、蓝宝石板等。在一些实施例中，取决于粘合剂(202)的类型，通过加热来硬化粘合剂，环(401)可以被适当地固化。荧光体轮(400)由马达(403)和联接器驱动轴(404)驱动，以便沿图4中的弯曲箭头(405)所指示的顺时针方向旋转(作为替代，可以设想逆时针旋转)，从而以高速旋转。除了驱动轴(404)之外或作为驱动轴(404)的替代，可以考虑马达(403)与盘状基板(402)之间的其它操作性联接器以使盘状基板(402)的旋转机动化，所述其它操作性联接器诸如包括齿轮、直角机械连杆等。激发光(205a)是入射光源。当激发激光束(例如蓝光(205a))聚焦在荧光体环(401)上以形成光斑时，经转换黄色光束(206)被发射并与经散射蓝光(205b)组合(如前面参考图2所述)，然后将被透镜系统(未示出)收集。

在图3和图4的实施例中，各个基板(302、402)优选为盘，盘可选地具有用于与马达轴联接的中央开口。可以使用已知技术机械地平衡盘状基板，以确保在高速旋转期间最小的摩擦、摆动、或其它不希望的运动或受力。荧光体环(301、401)以盘状基板(302、402)为中心，即，荧光体环(301、401)同心地布置在盘状基板(302、402)上，并且通常定位在相对大的半径处，即，荧光体环(301、401)的外边缘通常靠近盘状基板(302、402)的外边缘。如前所述，与相应的荧光体环(301、401)相互作用的光由于旋转而将绘制环形路径，从而使热量分布在环形路径上。这使得能够使用更高功率的激光束，和/或更强地将该光束聚焦为更紧密的光束斑，从而提高可产生的光功率。

在图3和图4的示例性荧光体轮中，环形发光层(301、401)包括在环形发光层(301、401)中的环形区附近、布置在粘合剂(102、202)中、具有均匀成分的荧光体(103、203)和光散射材料(104、203)。这确保了经反射的白光(105b、106)或经透射的白光(205b、206)在盘状基板(302、402)的整个360°旋转范围里具有均匀的光谱组成和均匀的白度特性。这意味着经反射的白光(105b、106)或经透射的白光(205b、206)是恒定的，而不是随时间变化的。因此，由马达(303、403)驱动的荧光体轮的旋转不旨在提供如在一些常规荧光体轮中那样的不同颜色的时间序列，而是提供由光源(LD)注入的热能的绕环形区的热量分布。

作为替代，所披露的图1和图2的反射式白光光源(100)或透射式白光光源(200)分别可以实施为静态白光光源，如图5和图6所示。静态白光光源是这样的白光光源：在白光光源的运行期间发光层相对于发射蓝光的光源是静止的，即，在白光光源的运行期间发光层相对于光源并不旋转或以其它方式移动。

图5示出了具有反射式几何形状的静态白光光源(500)，其具有对应于图1的基板(101)的基板(501)，以及布置在基板(501)上的荧光体层(502)，荧光体层(502)对应于图1的发光层(102、103、104)，发光层(102、103、104)包括粘合剂(102)、黄光荧光体(103)、以及包括光散射颗粒(104)的光散射材料。如参考图1所述的，激发蓝光(105a)聚焦在荧光体区域(501)上以形成光斑，经转换黄色光束(106)被发射并与经散射的蓝光(105b)组合，如前面参考图1所述，然后将被透镜系统(未示出)收集。

图6示出了具有透光几何形状的静态白光光源(600)，其具有对应于图2的基板(201)的基板(601)，以及布置在基板(601)上的荧光体层(602)，荧光体层(602)对应于图2的发光层(202、203、204)，发光层(202、203、204)包括粘合剂(202)、黄光荧光体(203)、以及包括光散射颗粒(204)的光散射材料。如参考图2所述，激发蓝光(205a)聚焦在荧光体区域(601)上以形成光斑，经转换黄色光束(206)被发射并与经散射的蓝光(205b)组合，如前面参考图2所述，然后将被透镜系统(未示出)收集。

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