Лазерне світло у автомобільній промисловості: запитання та відповіді щодо інноваційної лазерної технології
Великі можливості для інтелектуального автомобільного освітлення
Інтерв'ю з доктором Роландом Фідерлінгом (Roland Fiederling), спеціалістом з впровадження підрозділу Automotive компанії OSRAM у Гербрехтінгені.
Як саме працює лазерне світло?
Діапазон дальнього світла для моделі BMW i8 складає 600 м, що вдвічі перевищує показник звичайного світлодіодного дальнього світла. Це відбувається завдяки розробленому OSRAM лазерному модулю, вбудованому у фари дальнього світлодіодного світла.
Вони активуються, щойно швидкість руху перевищує 70 км/год., а вбудована камера фіксує відсутність зустрічного руху. «Ми використовуємо фізичні переваги лазера», — розповідає Ганс-Йоахім Швабе (Hans-Joachim Schwabe), керівник підрозділу спеціального освітлювального обладнання компанії OSRAM (Specialty Lighting).
Лазерні діоди здатні виробляти велику кількість світла у дуже малому просторі. Лазерний діод — це майже точкове джерело світла розміром декілька мікрон, тому з ним можна використовувати дужі малі оптичні елементи.
Завдяки надзвичайній інтенсивності світла лазерний модуль забезпечує освітлення на дуже великій відстані.
Як саме утворюється лазерний промінь і які окремі процеси при цьому мають місце?
В основі лазерного дальнього світла лежить розробка дослідницьких лабораторій OSRAM Opto Semiconductors, Регенсбург. Сині лазерні діоди з достатньою потужністю (не менше 1 Вт) стали доступними лише протягом кількох останніх років. Вони базуються на технології InGaN та спочатку проектувались для професійних проекційних технологій. Люмінофор на таких лазерних діодах можна посилити шляхом регулювання коефіцієнта змішування елементів індію та галію.
Однак нелегко перемістити лазерні діоди на автомобіль: діапазон робочих температур лазерних діодів складає від -40 до +100 °C.
Ганс-Йоахім Швабе (Hans-Joachim Schwabe) розповідає: «Було складно проектувати лазерні діоди, які б надійно працювали за температури більше 50 °C, тому що при інтенсивному сонячному випроміненні такі температури дуже швидко досягаються».
Лазерні діоди випромінюють монохроматичне світло з довжиною хвилі 450 нм, яке сприймається людським оком як синє. Це світло непридатне для використання у транспортних засобах. Для цього потрібне біле світло, бажано з кольоровою температурою близько 5500 Кельвінів.
Тому спеціалісти підрозділу спеціального освітлення OSRAM Specialty Lighting (SP) розробили модуль, у якому лазерне світло з кількох діодів із самого початку потрапляє у перетворювач. За допомогою флуоресцентної речовини він перетворює синє світло на біле, точно як у сучасних діодах, що випромінюють світло.
Коли компанія OSRAM почала працювати над розробкою лазерного світла, якими були основні етапи розробки та з якими партнерами компанія співпрацювала в межах проекту?
Розробка автомобільного дистанційного люмінофора, що активується лазером (LARP), розпочалася чотири роки тому. Основними етапами стали розробка концепцій, а також розробка від рівня прототипу до серійного виробництва.
Де проводились ці дослідження та розробки?
У процесі розробки автомобільних систем LARP беруть участь міжнародні підрозділи компанії OSRAM. У проекті брали участь підрозділи спеціального освітлення, оптичних напівпровідників та корпоративних технологій.
Чим відрізняється лазер для автомобільної фари від лазерів для іншого призначення (наприклад, для сфери розваг)?
Системи автомобільних LARP відрізняються від інших областей передусім специфічними вимогами замовників у автомобільному секторі щодо дизайнерського простору та умов захисту довкілля, а також інтерфейсами з фарами, обмеженнями у часі та обсягом витрат.
Скільки коштує фара з лазерним світлом? Як знизити витрати у майбутньому?
Системи LARP досі є досить дорогими рішеннями для виробників автомобілів класу люкс. Знизити витрати можна за рахунок збільшення обсягів виробництва. Це можна зробити, наприклад, шляхом встановлення систем LARP на автомобілі середнього класу.
Які переваги у лазерного світла над іншими технологіями освітлення (галогенними, ксеноновими, світлодіодними)?
Лазерне світло створює надзвичайно високу яскравість, яка значно переважає яскравість традиційних технологій. Яскравість лазерного діода вчетверо перевищує яскравість світлодіода. Висока яскравість дозволяє використовувати оптичні компоненти дуже малого розміру. За потреби, їх можна розмістити в самій фарі, залишаючи широке поле для діяльності розробників фар. І навпаки, оптичні системи аналогічного розміру, які використовуються у світлодіодних програмах, призводять до екстремальних діапазонів. Діапазони на сучасних автомобілях досягають 600 м.
На якій стадії знаходиться проект зараз та яким буде сценарій дій компанії OSRAM наступного року?
LARP постійно вдосконалюються. Окрім існуючих на сьогодні складних систем, які використовуються у серійному виробництві, також будуть розроблені менші пакети, які дозволять розробникам фар використовувати їх у ширшому діапазоні. У майбутньому ми представимо комплексні модулі з відповідними характеристиками потоку, а також компактні модулі з меншими характеристиками потоку.
