Laserové svetlo v automobilovom priemysle: Otázky a odpovede o inovatívnej laserovej technológii
Skvelá príležitosť pre chytré osvetlenie automobilov
Rozhovor s Dr. Rolandom Fiederlingem, aplikačným inžinierom pre automobilový priemysel u OSRAM Herbrechtingen.
Ako presne laserová svetla fungujú?
Dosvit diaľkových svetiel je až 600 metrov v BMW i8 - dvojnásobok dosiahnuteľnej hodnoty diaľkových svetiel s LED - toho je dosiahnuté vďaka laserovým modulom vyvíjaným spoločnosťou OSRAM, ktorá je integrovala do diaľkových svetlometov s LED.
Aktivuje sa, keď rýchlosť jazdy prekročí 70 km/h a palubná kamera je schopná spoľahlivo vidieť, že v protismere nie je žiadna premávka. "Využívame fyzikálnych predností lasera," vysvetľuje Hans-Joachim Schwabe, výkonný riaditeľ divízie OSRAM Specialty Lighting (SP).
Laserové diódy môžu generovať veľké množstvo svetla na veľmi malom priestore. Laserová dióda generuje takmer bodový svetelný tok na niekoľkých mikrónoch, šošovky môžu byť teda naopak veľmi malé.
Extrémne vysoká intenzita svetla taktiež umožňuje ďaleký dosvit.
Ako sa vlastne laserové svetlo vytvára a aké sú jednotlivé fázy procesu?
Základom je vývoj laserového svetla vo výskumných laboratórií v OSRAM Opto Semiconductors v Regensburgu. Modré laserové diódy s dostatočným výkonom minimálne jedného wattu boli dostupné po niekoľko rokov. Sú založené na technológii nitridu india a gália a boli pôvodne vyvinuté pre profesionálne technológie projektorov. Farba svetla v laserových diódach môže byť ďalej zvýraznená pomocou vhodného pomeru prvkov india a gália.
Nie je ľahké umiestniť laserové diódy do vozidiel: Laserové diódy musia pracovať v teplotnom rozmedzí -40 až +100 °C.
"Bola to tvrdá práca vyvinúť laserové diódy, ktoré spoľahlivo fungujú pri teplotách vyšších ako 50 °C," vysvetľoval pán Hans-Joachim Schwabe, lebo takých teplôt sa dosiahne rýchlo, najmä ak je slnečné žiarenie intenzívne.
The laser diodes emit monochromatic light with a wavelength of 450 nanometres, which is perceived as blue by the human eye.This light would be unsuitable for use in vehicles. White light is needed here, preferably with a color temperature of around 5500 Kelvin.
Therefore, specialists from OSRAM Specialty Lighting (SP) have developed a module in which the laser light from several diodes initially strikes a converter. With the help of a fluorescent substance, this converts blue light into white - exactly as in modern light-emitting diodes.
Kedy začal OSRAM s vývojom laserového svetla, aké boli technologické míľniky a kto boli partneri?
Vývoj Laser Activated Remote Phosphor (LARP) začal približne pred štyrmi rokmi. Míľniky boli rôzne koncepty a vývoj prototypov pre sériovú výrobu.
Kde sa robil výskum a vývoj?
Vývoj automobilového systému LARP je založený na globálnej spolupráci medzi rôznymi divíziami spoločnosti OSRAM. Divízia Specialty Lighting, Opto Semiconductors a Corporate Technology spolu veľmi úzko spolupracovali.
Ako sa laserové svetlomety líšia od svetiel v iných oblastiach (napríklad v zábavnom priemysle)?
Hlavným rozdielom sú u automobilového systému LARP špecifické požiadavky zákazníkov z automobilového priemyslu s ohľadom na rozvrhnutie priestoru, podmienok okolia a pripojenie svetlometov, tiež sú tu tlaky na úsporu nákladov a času.
Koľko stojí svetlomet s laserovými svetlami? Ako možno znížiť jeho cenu v budúcnosti?
Systémy LARP sú pre výrobcu luxusných vozidiel stále nákladné riešenia. Náklady možno znížiť zvýšením objemu. To možno dosiahnuť napríklad použitím systémov LARP u vozidiel strednej triedy.
Aké sú výhody laserového svetla oproti iným technológiám osvetlenia (halogén, xenón, LED)?
Laserové svetlo má extrémne vysoký jas, ktorý je vysoko nad ostatnými konvenčnými technológiami. Jas je tiež štvornásobný ako jas u LED. Mimoriadny jas umožňuje použitie veľmi malých optických komponentov. Tieto komponenty možno umiestniť vo svetlometu podľa potreby, čo pre konštruktérov svetlometov vytvára značnú voľnosť pri navrhovaní. Naopak optické systémy podobnej veľkosti, aké sú používané v aplikáciách s LED, docieľujú mimoriadneho dosvitu. Súčasné sériové vozidlá dosahujú dosvitu až 600 metrov.
Aký je súčasný stav a ako vyzerá výhľad laserových svetiel spoločnosti OSRAM na budúci rok?
Na projekt LARP je vyvíjaný značný tlak. Súčasne s dnešnými zložitými systémami používanými v sériovej výrobe budú v budúcnosti tiež menšie kompaktné zostavy umožňujúce konštruktérom svetlometov veľkú voľnosť pre otváranie nových oblastí aplikácie. V budúcnosti budú ponúkané komplexné moduly s zodpovedajúcou výkonnosťou svetelného toku a tiež malé kompaktné moduly s nižším výkonom.
