福建师范大学在激光照明用陶瓷基转光材料方向取得进展

目前，激光二极管（LD）被认为是下一代照明技术的优异候选者，其独有的定向发光和高亮度是LED光源无法比拟的，尤其在25 kW/cm2的高电功率下LD仍能保持稳定输出效率。然而，目前对应光源的实现方案大多是通过蓝光LD激发荧光转换材料来实现。大多数现有转光材料因热导率较低，无法克服激光高能量密度辐照下所引起的热积累效应，进而产生严重的热猝灭，使发光性能下降。

鉴于此，课题组通过真空烧结与真空蒸镀相结合，将金属铝以分子形式蒸镀到Al2O3-YAG: Ce3+ 复相透明陶瓷表面，形成结构紧凑的一体化陶瓷基复合转光材料。该复合材料巧妙地以氧化铝晶粒作为光散射中心，提高了YAG: Ce陶瓷的光提取效率；同时，氧化铝晶粒还可充当近程导散热组元。不仅如此，金属铝膜既可作为反光基底，又可作为远程导散热组元。所设计的材料能够有效地传导产生的热声子，实现高效热管理，进而实现该陶瓷基复合材料表现出相关研究中最高的热导率29.3 W m-1 K-1。借助所研发复合材料构建了激光照明原型器件，其性能优于商业转光材料，有效照射距离可达1000米以上。

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研究成果以《Transparent Composite Ceramic@Aluminum with Ultra-High Thermal Conductivity for High-Brightness Laser-Driven Lighting》为题发表于国际学术期刊《Advanced Functional Materials》。论文第一单位为福建师范大学，硕士希国禹为第一作者，林世盛副教授和陈大钦教授为本文共同通讯作者。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和福建省自然科学重点基金等项目资助。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202401026