Laserové světlo v automobilovém průmyslu: Otázky a odpovědi o inovativní laserové technologii
Skvělá příležitost pro chytré osvětlení automobilů
Rozhovor s Dr. Rolandem Fiederlingem, aplikačním inženýrem pro automobilový průmysl u OSRAM Herbrechtingen.
Jak přesně laserová světla fungují?
Dosvit dálkových světel je až 600 metrů v BMW i8 – dvojnásobek dosažitelné hodnoty dálkových světel s LED – je toho dosaženo díky laserovým modulům vyvíjeným společností OSRAM, která je integrovala do dálkových světlometů s LED.
Aktivuje se, jakmile rychlost jízdy překročí 70 km/h a palubní kamera je schopna spolehlivě vidět, že není žádný provoz v protisměru. „Využíváme fyzikálních předností laseru,“ vysvětluje pan Hans-Joachim Schwabe, výkonný ředitel divize OSRAM Specialty Lighting (SP).
Laserové diody mohou generovat velké množství světla na velmi malém prostoru. Laserová dioda generuje téměř bodový světelný tok na několika mikronech, čočky mohou být tedy naopak velmi malé.
Extrémně vysoká intenzita světla taktéž umožňuje daleký dosvit.
Jak je vlastně laserové světlo vytvářeno a jaké jsou jednotlivé fáze procesu?
Základem je vývoj laserového světla ve výzkumných laboratoří v OSRAM Opto Semiconductors v Regensburgu. Modré laserové diody s dostatečným výkonem minimálně jednoho wattu byly dostupné pouze po několik let. Jsou založeny na technologii nitridu india a gallia a byly původně vyvinuty pro profesionální technologie projektorů. Barva světla v laserových diodách může být dále zvýrazněna pomocí vhodného poměru prvků india a galia.
Není snadné umístit laserové diody do vozidel: Laserové diody musí pracovat v teplotním rozmezí -40 až +100 °C.
„Byla to tvrdá práce vyvinout laserové diody, které spolehlivě fungují při teplotách vyšších než 50 °C,“ vysvětloval pan Hans-Joachim Schwabe, neboť takových teplot se dosáhne rychle, pokud je sluneční záření intenzivní.
Laserové diody emitují monochromatické světlo s vlnovou délkou 450 nanometrů, které je vnímáno lidským okem jako modré světlo. Toto světlo by bylo nevhodné pro použití ve vozidlech. Zde je potřeba bílé světlo, a to přednostně s barevnou teplotou přibližně 5 500 kelvinů.
Specialisté z divize OSRAM Specialty Lighting (SP) vyvinuli modul, ve kterém laserové světlo z několika diod nejprve narazí na měnič. Pomocí fluorescenční látky je modré světlo převedeno na bílé, přesně jako v moderních diodách emitujících světlo.
Kdy začal OSRAM s vývojem laserového světla, jaké byly technologické milníky a kdo byli partneři projektu?
Vývoj Laser Activated Remote Phosphor (LARP) začal přibližně před čtyřmi lety. Milníky byly různé koncepty a vývoj prototypů pro sériovou výrobu.
Kde se prováděl výzkum a vývoj?
Vývoj automobilového systému LARP je založen na globální spolupráci mezi různými divizemi společnosti OSRAM. Divize Specialty Lighting, Opto Semiconductors a Corporate Technology spolu velmi úzce spolupracovali.
Jak se laserové světlomety liší od světel v jiných oblastech (například v zábavním průmyslu)?
Hlavním rozdílem jsou u automobilového systému LARP specifické požadavky zákazníků z automobilového průmyslu s ohledem na rozvržení prostoru, podmínek okolí a připojení světlometů, také jsou zde tlaky na úsporu nákladů a času.
Kolik stojí světlomet s laserovými světly? Jak lze snížit jeho cenu v budoucnu?
Systémy LARP jsou pro výrobce luxusních vozidel stále nákladná řešení. Náklady lze snížit zvýšením objemu. Toho lze dosáhnout například použitím systémů LARP u vozů střední třídy.
Jaké jsou výhody laserového světla oproti jiným technologiím osvětlení (halogen, xenon, LED)?
Laserové světlo má extrémně vysoký jas, který je vysoko nad ostatními konvenčními technologiemi. Jas je také čtyřnásobný než jas u LED. Mimořádný jas umožňuje použití velmi malých optických komponentů. Tyto komponenty lze umístit ve světlometu podle potřeby, což pro konstruktéry světlometů vytváří značnou volnost při navrhování. Naopak optické systémy podobné velikosti, jaké jsou používány v aplikacích s LED, docilují mimořádného dosvitu. Současné sériové vozy dosahují dosvitu až 600 metrů.
Jaký je současný stav a jak vypadá výhled laserových světel společnosti OSRAM na příští rok?
Na projekt LARP je vyvíjen značný tlak. Současně s dnešními složitými systémy používanými v sériové výrobě budou v budoucnu také menší kompaktní sestavy umožňující konstruktérům světlometů velkou volnost pro otevírání nových oblastí aplikace. V budoucnosti budou nabízeny komplexní moduly s odpovídající výkonností světelného toku a také malé kompaktní moduly s nižším výkonem.
