激光大燈每瓦170流明,路照距離達(dá)600米,擁有LED大燈大部分的優(yōu)點(diǎn)......毫無(wú)疑問(wèn),激光照明技術(shù)是世界級(jí)、顛覆性的新一代照明技術(shù),影響和帶動(dòng)的產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)將達(dá)萬(wàn)億級(jí)規(guī)模。聽(tīng)起來(lái)儼然就是一個(gè)技術(shù)尖端、“錢(qián)景”開(kāi)闊的全新領(lǐng)域。
什么是激光照明?
激光照明分可見(jiàn)光激光照明,紅外激光照明
可見(jiàn)光激光照明,按原理分為以下兩種:藍(lán)光激發(fā)熒光粉實(shí)現(xiàn)白光照明 (如2014年寶馬某車(chē)型推出的激光車(chē)大燈);紅綠藍(lán)激光合成白色激光或真彩色光照明。紅外激光照明,則多應(yīng)用于夜視、夜間攝像頭監(jiān)控照明。
激光光源是基于半極性GaN激光二極管,并結(jié)合先進(jìn)的熒光粉技術(shù)。由于激光集中于熒光粉上某個(gè)微小點(diǎn)發(fā)射光線并轉(zhuǎn)換成白光,光源能夠輸出安全且高度準(zhǔn)直的白光,再加上使用微小的光學(xué)透鏡及反光罩,對(duì)光進(jìn)行優(yōu)異的控制以實(shí)現(xiàn)較好的照明效果。相比藍(lán)光LED,激光器不存在的光效下降的問(wèn)題,在照明上,激光照明可實(shí)現(xiàn)非常高的效率。
事實(shí)上,LD激光與LED光從激發(fā)源上看沒(méi)有太大的區(qū)別,YAG激光在于多了一個(gè)受激光輻射,LED是在半導(dǎo)體激發(fā)光后增加了一個(gè)熒光轉(zhuǎn)換,視覺(jué)上的主要區(qū)別在于激光的單色性很好,LED的光譜則要更廣一些,適合顯示屏、照明等。
此外,兩者的亮度沒(méi)法相提并論,因?yàn)榧す馐侵本€光,方向性很強(qiáng),如不經(jīng)過(guò)處理亮度會(huì)比LED大很多。 激光作RGB視覺(jué)效果目前還不成熟,只停留在實(shí)驗(yàn)室狀態(tài),激光投影、激光電視目前也只是一個(gè)概念。
斬獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的“藍(lán)光之父”中村修二曾經(jīng)將激光照明與LED照明的優(yōu)劣作出比較,他認(rèn)為,激光照明的發(fā)光面積更小,發(fā)光效率更高,感官上更容易聚焦且照射距離更遠(yuǎn),可以廣泛應(yīng)用于汽車(chē)車(chē)頭燈及其他領(lǐng)域。
在汽車(chē)照明應(yīng)用上,目前世界知名的汽車(chē)品牌如寶馬和奧迪,都正在為把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在新產(chǎn)品上而作出努力。與此同時(shí),激光照明由于是屬于“點(diǎn)光源”,未來(lái)還有望與光纖技術(shù)集合,相信兩者可以衍生出更為巨大的應(yīng)用前景。
從左至右,氙氣大燈、LED大燈和激光大燈
激光大燈與傳統(tǒng)大燈行車(chē)對(duì)比
關(guān)于在未來(lái)10年激光照明會(huì)否取代LED照明這類(lèi)問(wèn)題,坊間的討論意見(jiàn)不一,基于激光照明體積更小、結(jié)構(gòu)更緊湊、投射距離遠(yuǎn)等特點(diǎn),有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,在某些領(lǐng)域確實(shí)可能會(huì)取代LED照明,比如車(chē)燈和顯示技術(shù)領(lǐng)域。在普通照明領(lǐng)域,有人就對(duì)激光照明在十年內(nèi)取代LED照明表示存疑。不過(guò),任何一種創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)都值得保持關(guān)注。
下面我們?cè)賮?lái)看看在車(chē)燈方面的應(yīng)用情況。根據(jù)相關(guān)測(cè)試,激光燈的優(yōu)勢(shì)在于如可以通過(guò)一個(gè)鏡片控制激光光束的方向,實(shí)現(xiàn)靈活照明,可以有指向性的照射到前方,距離是LED遠(yuǎn)光燈的兩倍。在2014年1月初開(kāi)幕的美國(guó)拉斯維加斯消費(fèi)電子展上,奧迪就曾發(fā)布了SportLaserlightconcept概念車(chē),這也是奧迪首款搭載激光大燈的車(chē)型,也預(yù)示著奧迪激光大燈的投入使用。
激光大燈的優(yōu)勢(shì):亮度高、照射距離遠(yuǎn)、導(dǎo)向靈活
通常激光只能發(fā)出紅、藍(lán)、綠燈幾種固定的顏色,因此有著要將它轉(zhuǎn)化成一個(gè)亮度比較高的、接近自然光照明要求。白天晴天時(shí)日光的色溫是5500K,奧迪激光大燈的色溫也是5500K。假如在藍(lán)色的激光筆前面涂上一層磷之后,它的光束顏色會(huì)變成白色,而奧迪Sport quattro laserlight的激光大燈運(yùn)行原理是一樣的,燈組內(nèi)含有一個(gè)很小的激光二極管,在激光二極管的前方有一個(gè)很小的磷化層,它可以將藍(lán)色的光束變成白色。
奧迪的激光大燈同時(shí)存在LED和激光模組,兩者相互補(bǔ)充來(lái)提供照明
激光大燈的照射范圍是LED遠(yuǎn)光燈的兩倍,與LED照明系統(tǒng)起互補(bǔ)作用
5500K是比較接近日光的顏色,肉眼看會(huì)是偏白又不至于過(guò)白,奧迪方面也認(rèn)為這是最合適的色溫,激光大燈在遠(yuǎn)近光都可以正常使用。激光在它主要的優(yōu)勢(shì)是體積更小且照射距離更遠(yuǎn),相比LED遠(yuǎn)光燈,照射距離從250米增加到500米。至于穿透力的問(wèn)題,雨、雪、霧這類(lèi)天氣會(huì)影響到任何車(chē)燈的穿透性,激光大燈自然也不例外。
在氙氣大燈方興未艾,LED大燈才剛剛普及之際,BMW也早在2014年就將激光大燈裝備在i8上。在LED技術(shù)尚未挖掘到頭的時(shí)候就迫不及待地上馬激光大燈,原因何在?
除了具備了LED的大部分優(yōu)點(diǎn),如快速響應(yīng)、壽命長(zhǎng)、能耗低等,激光獨(dú)有的定向發(fā)光以及極高亮度是其余光源所不可比擬的,特別是激光的光束發(fā)散性極小,幾乎接近平行。 這也就意味著,只要有足夠的能量,激光大燈照射的距離只取決于人類(lèi)視力的極限。
另外,在目前的科技下激光二極管單元長(zhǎng)度可以做到10微米,這僅僅是常規(guī)LED單元的百分之一。激光的照明效率也比LED要高許多,LED的光輸出約為100Lm/W,而激光單元的光輸出可達(dá)到170Lm/W。 綜上,激光大燈也許會(huì)改變將來(lái)汽車(chē)前臉的設(shè)計(jì)方向,大燈總成所占車(chē)頭的面積會(huì)越來(lái)越小。
BMW的激光大燈是采用了與LED普遍采用的方法,將藍(lán)色單色光與黃磷濾鏡配合而產(chǎn)生白光,亮度和色溫都經(jīng)過(guò)調(diào)整,并且需要經(jīng)過(guò)反復(fù)的驗(yàn)證,確認(rèn)對(duì)人類(lèi)、動(dòng)物以及周邊自然環(huán)境安全無(wú)害。據(jù)介紹,BMW的激光大燈的開(kāi)啟條件非??量?,當(dāng)車(chē)輛時(shí)速超過(guò)40km/h以上才可以開(kāi)啟,并與BMW遠(yuǎn)光燈輔助系統(tǒng)結(jié)合,防止駕駛者沒(méi)有及時(shí)切換遠(yuǎn)、近光燈而對(duì)來(lái)車(chē)造成影響。
2015年1月開(kāi)幕的CES國(guó)際電子消費(fèi)展上,寶馬就對(duì)外展示了一項(xiàng)新的激光大燈技術(shù)。在原有激光大燈可達(dá)600米最遠(yuǎn)照射距離的基礎(chǔ)上,增加了自動(dòng)調(diào)節(jié)光源角度的功能。即在檢測(cè)到迎面有行駛車(chē)輛通過(guò)時(shí),升級(jí)后的激光大燈可自動(dòng)調(diào)整角度以避免與來(lái)車(chē)發(fā)生炫目情況。
2016北美CES上,BMW K1600GTL概念車(chē)首次配備了激光大燈照明科技,這項(xiàng)激光照明科技源于新一代BMW7系和BMW i8,并有意應(yīng)用在BMW摩托車(chē)上。激光大燈能產(chǎn)生特別明亮的純白燈光。官方表示,其遠(yuǎn)光燈照明范圍可達(dá) 600 米,是普通LED大燈的兩倍,適合長(zhǎng)途旅行的道路照明需求。此外,激光大燈還擁有體積小、免維修和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
除了車(chē)外的照明外,將來(lái)激光照射還有機(jī)會(huì)廣泛運(yùn)用在車(chē)內(nèi)的照明上,如利用導(dǎo)光材料,就可以用激光實(shí)現(xiàn)車(chē)內(nèi)照明。所以未來(lái)也很可能會(huì)用激光通過(guò)導(dǎo)光管來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)內(nèi)照明。
激光未來(lái)一定來(lái)
自LED大燈之后,激光大燈已相繼被推出。不過(guò)可以看到,目前的激光大燈仍然處于初期階段,普及之路還是困難重重,比如高額的成本,以及照明時(shí)產(chǎn)生的巨大熱量等,都還是各廠商的需要克服的難題。從當(dāng)下的情況來(lái)看,價(jià)格不菲的激光大燈,成本是首要解決的問(wèn)題。不過(guò)小2認(rèn)為,長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展下去,激光大燈在某方面甚至最終替代LED亦是不無(wú)可能的。未來(lái),我們敬請(qǐng)期待。