High-brightness laser lighting is confronted with crucial challenges in developing laser-excitable color converting materials with effective heat dissipation and super optical performance. Herein, a novel composite of phosphor-in-glass film on transparent diamond (PiGF@diamond) is designed and fabricated via a facile low-temperature co-sintering strategy. The as-prepared La

A phosphor-converted white laser diode (pc-wLD) was prepared for effective heat dissipation of phosphor converter. The phosphor-in-glass film (PiGF) was coated on a sapphire plate, and the silver layer was prepared on the other side of sapphire for welding to metal can of LD package. The optical performance of pc-wLD was optimized by adjusting the thickness of PiGF. The prepared pc-wLD with a PiGF of 140 μm achieves the maximum luminous flux of 199.5 lm, a CCT of 5494 K, and a chromaticity coordinate of (0.3326, 0.3433) at the current of 1.0 A. The pc-wLD realizes stable white emission with the increase of input current, and the working temperature of pc-wLD rapidly increases the first and then stabilizes at 45.5℃ when the current is 0.6 A. These results manifest that the prepared pc-wLD shows excellent opto-thermal performances with expectation as a promising white laser device to realize miniaturization and integration in high-brightness applications.

Laser-driven white lighting is believed to be a future-oriented high-brightness solid-state light (SSL) source, which is confronted with a severe challenge in developing a laser-driven color converter with efficient thermal management. Herein, a unique architecture of phosphor-in-glass film bonded with a microchannel cooling (PiGF-MC) converter was proposed to enable high luminescence saturation for high-brightness laser-driven white lighting. The PiGF consisted of yellow-emitting Y3Al5O12:Ce3+ (YAG) was sintered on an alumina substrate and then soldered on a liquid-cooled microchannel radiator, which realizes outstanding heat dissipation performance of laser-driven PiGF. The PiGF-MC converter possesses luminance saturation threshold under a high laser power density of 21 W mm−2, 2.3 times that of the traditional PiGF-alumina converter (∼9 W mm−2). High-brightness laser-driven white light is achieved by the PiGF-MC with a high luminous flux of 2953 lm@21 W mm−2, and long-term stable optical performance is simultaneously realized. The working temperatures of laser-driven PiGF-MC are all lower than 200 °C under various laser powers. This finding demonstrates the broad prospect of the proposed PiGF-MC converter architecture for next-generation high-brightness laser-driven white lighting.

All-inorganic reflective phosphor-in-glass film (PiGF) converter has garnered widespread attentions for high brightness laser-driven white lighting, while its poor color quality and low luminescence stability have been inevitable roadblocks. Herein, the bicolor PiGF containing green-emitting Y3Al3.08Ga1.92O12:Ce3+ (YAGG) and red-emitting CaAlSiN3:Eu2+ (CASN) phosphors bonded on Al2O3 substrate was prepared for enabling high color quality laser-driven white lighting in reflective configuration. The bicolor PiGF has high quantum efficiency and good structure stability. By optimizing the CASN content, PiGF thickness and Al2O3 content, the reflective bicolor PiGF based white laser diode (LD) displays good luminescence performance with a luminous flux of 451.5 lm and a luminous efficacy of 142.3 lm/W and high color quality with a color rendering index (CRI) of 85.3 and a correlated color temperature (CCT) of 5177 K under the incident laser power of 3.15 W, and still has excellent luminescence and color stabilities (CRI and CCT) under the continuous laser excitation of 5.61 W, attributed to the good thermal conductivity and high reflectivity of Al2O3 substrate and scattering enhancement effect of Al2O3 particles. It can be foreseen that the reflective bicolor PiGF converter provides a promising strategy for enabling high quality laser-driven white lighting.

Phosphors-in-glass films (PiGFs) with thermally conductive substrates are considered to be an efficient color inorganic color conversion material for laser lighting. However, due to the contradiction between the light extraction and heat dissipation, achieving high brightness and excellent color quality simultaneously is still a big challenge. Herein, a unique architecture of bicolor PiGF with highly reflective interface design was proposed for high-quality laser lighting. The TiO2-glass films with different thicknesses were prepared on highly heat-conducting AlN substrates to obtain the TiO2-AlN (TA) substrates with various reflectance. In addition, mixed green/red, stacked green-red, and stacked red-green phosphor glass films were printed and sintered on the TA substrates to prepared three bicolor PiGF converters of M-PiTA, G-R-PiTA, and R-G-PiTA. At the TiO2-glass film thickness of 100 μm, the M-PiTA enables a luminous flux of 2053 [email protected] W/mm2, which is 1.9 times that of traditional M-PiGF-AlN converter (1077 [email protected] W/mm2). The M-PiTA converter realizes a high-quality white light with a CRI of 82.7 and a chromaticity coordinate of (0.3378, 0.3297). Furthermore, the M-PiTA converter enables higher luminance and light quality compared with the stacked G-R-PiTA and R-G-PiTA converters. With the laser power of 4.2 W, the working temperature of M-PiTA converter is only 59.2 °C, while that of R-G-PiTA and G-R-PiTA converters rises to 499 °C and 301 °C. The results demonstrate that the bicolor PiTA converters have broad prospects in the application of laser lighting.

Adsorption is one of the most promising strategies for heavy metal removal. For Hg(II) removal, mineralized Ca-based shell-type self-assembly beads (MCABs) using alginate as organic polymer template were synthesized in this work. The adsorbent preparation consists of gelation of a Ca-based spherical polymer template (CAB) and rate-controlled self-assembly mineralization in bicarbonate solution with various concentrations. The comparative study demonstrates that 1% (MCAB-1) is the optimal concentration of bicarbonate. Based on this condition, the maximum adsorption capacity (48 ± 4 mg/g) of MCAB-1 was observed at pH = 5 in a batch test, which was 2.67 times more than that of the unmodified one, CAB, at 18 ± 1 mg/g. Long-duration (10 h) adsorption tests showed that MCAB-1 exhibited remarkable performance stability and anti-wear ability (43.2% removal efficiency and 74.3% mass retention, compared to 2.7% and 38.6% for CAB at pH = 3, respectively). The morphology determination showed that a shell-type porous amorphous carbonate layer was formed at the surface of the organic polymer template by rate-controlled self-assembly mineralization. This transition not only promotes the pore structure and activated cation binding functional sites, but also improves the anti-wear ability of materials effectively.