Couplage entre les lasers solides émettant dans le bleu et les luminophores jaunes pour l'obtention de la lumière blanche pour l'éclairage

Creation of white light by coupling a laser diode and a suitable phosphor

• Auteur / Autrice : Christophe Catalano
• Direction : Georges Zissis, Gérald Ledru
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie des Plasmas
• Date : Soutenance le 08/10/2020
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Génie électrique, électronique, télécommunications et santé : du système au nanosystème (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Plasma et Conversion d'Energie (Toulouse ; 2007-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Luminophores

Diodes laser

Mots clés libres

Diode laser

Luminophore

Chromaticité

Diffusion de Mie

LightTools

Efficacité quantique

Laser diode

Phosphor

Chromaticity

Mie scattering

LightTools

Quantic efficiency

Résumé

Actuellement les LEDs représentent une part de plus en plus importante de l'éclairage mondial. Cependant des recherches récentes ont permis de développer une solution encore plus économe en énergie que les LEDs en couplant optiquement des diodes laser à un luminophore. Les diodes laser fonctionnent sur un principe similaire aux LEDs mais permettent d'obtenir une puissance lumineuse plus élevée. A puissance égale, ceci permet d'utiliser moins de diodes laser et donc de grandement réduire la problématique due au réseau de sources lumineuses. Ces diodes laser sont aussi moins sujettes à l'emballement thermique que les LEDs. Cette solution comporte malgré tout quelques défauts : une diode laser demande une dissipation thermique accrue et produit un niveau de lumière bleue plus important en sortie qu'une LED. Le but de ce manuscrit est d'étudier la caractérisation et la modélisation d'un couplage diode laser/luminophore afin de pouvoir définir les axes d'amélioration de cette technologie ainsi que réaliser un modèle expérimental.

Currently, Light Emitting Diodes or LEDs are an increasingly important part of global lighting. However, recent research has made possible to develop an even more energy efficient solution than LEDs by optically coupling laser diodes to a remote phosphor. Laser diodes operate on a principle similar to LEDs but allow to obtain a higher luminous power. In fact for an equivalent luminous power, this allows to use less laser diodes and thus greatly reduce problems caused by using a network of light sources. Laser diodes are also less prone to thermal runaway than LEDs. However, this solution isn't perfect: a laser diode requires more heat dissipation and produces a higher level of blue light output than an LED. The aim of this manuscript is to study the characterization and the modeling of a diode laser / phosphor coupling in order to be able to define the axes of improvement of this technology as well as to realize an experimental model.