目前，激光二極管（LD）被認為是下一代照明技術的優(yōu)異候選者，其獨有的定向發(fā)光和高亮度是LED光源無法比擬的，尤其在25 kW/cm2的高電功率下LD仍能保持穩(wěn)定輸出效率。然而，目前對應光源的實現(xiàn)方案大多是通過藍光LD激發(fā)熒光轉(zhuǎn)換材料來實現(xiàn)。大多數(shù)現(xiàn)有轉(zhuǎn)光材料因熱導率較低，無法克服激光高能量密度輻照下所引起的熱積累效應，進而產(chǎn)生嚴重的熱猝滅，使發(fā)光性能下降。

鑒于此，課題組通過真空燒結(jié)與真空蒸鍍相結(jié)合，將金屬鋁以分子形式蒸鍍到Al2O3-YAG: Ce3+ 復相透明陶瓷表面，形成結(jié)構(gòu)緊湊的一體化陶瓷基復合轉(zhuǎn)光材料。該復合材料巧妙地以氧化鋁晶粒作為光散射中心，提高了YAG: Ce陶瓷的光提取效率；同時，氧化鋁晶粒還可充當近程導散熱組元。不僅如此，金屬鋁膜既可作為反光基底，又可作為遠程導散熱組元。所設計的材料能夠有效地傳導產(chǎn)生的熱聲子，實現(xiàn)高效熱管理，進而實現(xiàn)該陶瓷基復合材料表現(xiàn)出相關研究中最高的熱導率29.3 W m-1 K-1。借助所研發(fā)復合材料構(gòu)建了激光照明原型器件，其性能優(yōu)于商業(yè)轉(zhuǎn)光材料，有效照射距離可達1000米以上。

圖片:d457d829-5a57-491c-88a2-bd8aba0cc7ba.jpg

研究成果以《Transparent Composite Ceramic@Aluminum with Ultra-High Thermal Conductivity for High-Brightness Laser-Driven Lighting》為題發(fā)表于國際學術期刊《Advanced Functional Materials》。論文第一單位為福建師范大學，碩士希國禹為第一作者，林世盛副教授和陳大欽教授為本文共同通訊作者。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金和福建省自然科學重點基金等項目資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202401026