Ces dernières années les semi-conducteurs à base de InGaN sont devenus attractifs pour des applications d’éclairage. Les sources blanches à base de LED sont de plus en plus utilisées en raison de leur petite taille, leur longue durée de vie et leur faible consommation d’énergie. La lumière blanche peut être générée à partir de LED principalement de trois manières : en mélangeant la lumière issue de LED rouge, verte et bleue, en couplant une LED UV avec un luminophore ou en couplant une LED bleue avec un luminophore jaune. Cette dernière méthode est la plus pratique et efficace, c’est la plus utilisée dans les LED blanches.
Malheureusement les LED utilisées dans ces dispositifs subissent une perte de rendement quantique externe quand leur courant d’alimentation augmente. Ceci se traduit par un décalage du maximum d’émission ainsi qu’un élargissement spectral. Ces variations d’émission impactent la conversion de lumière bleue en lumière blanche, ce qui diminue l’efficacité du procédé.
Une méthode alternative pour obtenir de la lumière blanche en travaillant à forte puissance serait l’utilisation de diodes laser (DL) à la place des LED. Contrairement aux LED, elles sont moins affectées par les pertes d’efficacité. La puissance lumineuse et le rendement quantique externe des diodes laser augmentent linéairement avec le courant d’alimentation, ce qui maintient la stabilité de la lumière blanche produite.
Dans cette étude, une source de lumière blanche basée sur l’utilisation d’une diode laser bleue a été mise au point. Tout d'abord, une diode bleue a été couplée avec différents types de luminophores jaunes. Par la suite, pour éliminer les inconvénients de ce système d’éclairage, les différents processus de vieillissement ont été étudiés. Le problème commun des sources de la lumière basées sur les semi-conducteurs, est leur chauffage quand le courant augmente. Pour éviter la dégradation de la diode causée par la chaleur et assurer une longue durée de vie, le module de refroidissement est nécessaire. L'autre aspect de la diminution de l'efficacité peut se produire en raison du vieillissement du luminophore. Différents types d'irradiations ont été effectués pour trouver celui qui a le plus d'influence sur la dégradation du luminophore.
Comme alternative pour la diode bleue, une diode proche-UV (405 nm) peut être utilisée quand elle est couplée à un mélange de luminophores bleus et jaunes. Des études supplémentaires des effets de saturation sur le luminophore ont également été réalisées.
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In past few years InGaN-based semiconductors have attracted much more attention for application in solid-state lighting sources. Recently, their usage is constantly increasing on worldwide market. High-brightness white LEDs have been used due to their size, long life and energy saving. Moreover, with the LED it is possible to generate a white light in three major ways: mixing blue, red and green diode, coupling a UV diode with RGB phosphor or blue LED with yellow phosphor.
However, LEDs used in light sources suffer from a loss in external quantum efficiency as an operating current increases. This loss may lead to a shift in peak emission wavelength and broadening of emission spectrum. Laser diodes, in contrary to LEDs, do not suffer this loss. The output power increases linearly with injection current. Moreover, they can reach higher luminosity, for the same power, than LEDs. Additionally, laser-based devices can be operated in reflection mode, allowing for the phosphor to be placed on a reflection substrate that may also act as a heat sink to effectively dissipate heat away from the phosphor.
The source based on laser diode was introduced. Firstly, the blue diode with different types of yellow phosphors were coupled. Subsequently, to eliminate the maximum of disadvantages of this light system, different aging processes were studied. Common problem of SSL based on semiconductors is their heating, when the current increases. To avoid the diode degradation caused by heat and to assure long-life, the cooling module is required. The other aspect of efficiency decrease may occur due to phosphor aging. Different types of irradiations were performed to find the one, which has the most influence on degradation of phosphor plate.
As an alternative for blue diode, the n-UV diode can be used. The system with a laser diode 405 nm and mixed of phosphor was investigated. Additional studies of saturation effects on phosphor were also performed.
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