不可見的紅外LED及紅外激光已經(jīng)應(yīng)用到夜視系統(tǒng)或事故預(yù)警檢測等眾多汽車安全應(yīng)用中。而在寶馬i8中,首次將可見激光應(yīng)用到汽車前照燈系統(tǒng)中。
激光在此系統(tǒng)中的工作原理與在其他應(yīng)用領(lǐng)域有所不同。激光束觸發(fā)車頭燈內(nèi)熒光粉的激發(fā)態(tài),使車頭燈點(diǎn)亮。激光的這一“變化”被稱為“轉(zhuǎn)換”。熒光粉是含有磷化合物的高性能陶瓷物質(zhì)。總輸出取決于轉(zhuǎn)換器單元的幾何形狀、材料、處理性能和光學(xué)屬性,因此這些參數(shù)是當(dāng)前開發(fā)活動(dòng)的焦點(diǎn)。
為什么激光適用于汽車?
目前,汽車車頭燈主要采用三種光技術(shù):鹵素?zé)簟㈦瘹鉄簦怏w放電燈)和LED燈。對(duì)此領(lǐng)域來說,激光技術(shù)屬于全新事物,為什么開發(fā)人員現(xiàn)在將他們的注意力轉(zhuǎn)移到這一技術(shù)上?與LED一樣,激光二極管是光電半導(dǎo)體,以類似的方式產(chǎn)生光。但從嚴(yán)格意義上來說,LED在一個(gè)角度范圍內(nèi)發(fā)射光,意味著離光源的距離越遠(yuǎn),光束越寬。激光二極管則是從一個(gè)極小的表面發(fā)射光,具有相對(duì)最小的光束發(fā)散度。正因?yàn)榧す獾拿芏葮O高,因此可在轉(zhuǎn)換器上產(chǎn)生極小的光點(diǎn),從而實(shí)現(xiàn)發(fā)射光束較窄、距離較遠(yuǎn)的緊湊車頭燈設(shè)計(jì)。最終可創(chuàng)造全新的設(shè)計(jì)可能性。
基于激光器的車頭燈僅需30 mm的直徑,就可產(chǎn)生遠(yuǎn)光,且發(fā)光強(qiáng)度高達(dá)100,000 cd。相比之下,常用的鹵素車頭燈需要220 mm(大約七倍)的直徑才能達(dá)到相同的效果
具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境:汽車行業(yè)
在汽車行業(yè),運(yùn)行性能和汽車制造商的要求都非常高:光源不僅要能夠耐受車頭燈內(nèi)的溫度波動(dòng)(從零下40度到零上80度),而且要經(jīng)受高濕度。此外,還必須能夠長期抵抗強(qiáng)振動(dòng)。
歐司朗作為汽車車燈光源的全球市場領(lǐng)導(dǎo)者,在LED和氙氣燈技術(shù)等照明產(chǎn)品方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),因此在滿足上述要求時(shí),從這些經(jīng)驗(yàn)中獲益匪淺。
若要將激光安裝在批量生產(chǎn)的汽車上,除了上述技術(shù)挑戰(zhàn)外,還必須克服很多安全和認(rèn)證問題。寶馬車頭燈中集成了數(shù)個(gè)安全系統(tǒng),以確保在正常運(yùn)行條件下,激光不會(huì)從車頭燈中漏出,進(jìn)而傷害人眼等。這些系統(tǒng)經(jīng)過精心設(shè)計(jì),確保車頭燈損壞時(shí),激光器將立即停用。
之所以采用這些嚴(yán)格的安全措施,其原因如下:在汽車中,照明系統(tǒng)管制嚴(yán)格,因?yàn)槠淠康木褪羌訌?qiáng)安全、避免危及其他交通車輛或行人。因此,激光遠(yuǎn)光燈與其他光源的車頭燈一樣,僅允許發(fā)射200,000 cd,這意味著眩光等級(jí)是一樣的, 駕駛者可充分享受激光的優(yōu)勢。