hem > Nyheter > industri nyheter

Förväntas laserdiod komma in på belysningsmarknaden?

2021-09-03

Kan halvledarlasrar användas för allmän belysning i framtiden? Halvledarlasers energieffektivitet är 100 gånger eller till och med högre än traditionella lysdioder, så det kan ge mycket hög ljuseffekt med en mindre formstorlek. För applikationer med begränsad fysisk storlek är attraktiviteten hos halvledarlasrar uppenbar, men nackdelen med att använda dem för allmän belysning är att deras avgivande hålighet är mycket smal ...

Arbetssättet för LED och halvledarlaser (eller laser -LED) är i princip detsamma, det vill säga när elektroner och hål polymeriseras, avges ljus, och emissionsvåglängden beror på vilket material som används. Skillnaden är att spektralområdet för LED -ljus är relativt smalt, medan ljuset från en halvledarlaser i princip är en enda våglängd. Emissionsvåglängden för halvledarlasrar kan sträcka sig från infrarött till ultraviolett och har använts i stor utsträckning inom optisk fiberkommunikation, streckkodsläsare, optiska skivläsare och laserutskrift. Men hittills har tillämpningen av halvledarlasrar i konventionell belysning visat sig vara opraktisk.
Precis som traditionella lasrar behöver halvledarlasrar också resonanshålrum för förstärkning. Resonanshålan består av två parallella plan åtskilda av några hundra mikron. Dessa två plan fungerar som speglar och studsar de utsända fotonerna tillbaka in i hålrummet. Vid låga effektnivåer fungerar halvledarlasrar liknande traditionella lysdioder. När effekten är tillräckligt stor (cirka 4kW/cm2) börjar fotonerna som matas ut mellan de två "speglarna" stimulera halvledarmaterialet att avge fler fotoner. När genereringen av laserljuset förskjuts och den inre förlusten överstiger den inre förlusten börjar enheten "laser", det vill säga avge en enda våglängd av koherent ljus.

Det finns också vissa likheter mellan traditionella lysdioder och halvledarlasrar: båda drivs av AC-DC-drivrutiner, och när temperaturen stiger kommer ljusutgången att sjunka. Men till skillnad från traditionella lysdioder verkar halvledarlasrar inte påverkas av Droop -effekten. Droop -effekten ökar drivströmmen, vilket resulterar i lägre energieffektivitet (utgångslumen/ingående watt). För belysningsproduktapplikationer har konventionella blå lysdioder högre effektivitet än halvledarlasrar, men bara vid lägre ingångsströmmar. Med tanke på det nödvändiga substratområdet är det därför inte praktiskt att generera samma ljusnivå från en konventionell blå lysdiod.
Även om laserdioder har dykt upp på 1960-talet, har de först nyligen varit tillräckligt energieffektiva för att övervägas för belysningstillämpningar, särskilt för avancerade bilbelysning. BMW levererade laserstrålkastare och hävdade att det är 10 gånger ljusare än LED -strålkastare och har en 30% högre effektivitet. Den använder en exakt placerad reflektor för att reflektera den blå halvledarlasern inuti strålkastarhuset för att generera en vit ljusstråle och använder sedan en fosforfylld lins för att fokusera den för att producera högintensivt vitt ljus.
Kan halvledarlasrar användas för allmänbelysning i framtiden? Den teoretiska gränsen för energieffektivitet för fosforkonverterat vitt ljus är cirka 350 lumen/W, medan kommersiella belysningsprodukter är nära 200 lumen/W. Energieffektiviteten för halvledarlasrar är 100 gånger eller till och med högre än för traditionella lysdioder, så den kan ge mycket hög ljuseffekt med en mindre formstorlek. För applikationer med begränsad fysisk storlek (t.ex. bilstrålkastare) är attraktiviteten hos halvledarlasrar uppenbar, men nackdelen med att använda dem för allmän belysning är att deras avgivande hålighet är mycket smal (endast cirka 1 till 2 grader).
För närvarande är det fortfarande oklart hur många företag som åtar sig att använda halvledarlasrar för allmänbelysning, men minst ett företag har redan tillhandahållit relaterade produkter. SLD Laser lanserade komponenter i LaserLight ytmontering (SMD) redan 2016. Denna komponent använder blå halvledarlasrar, fosforer och paket med hög lumen. Den kan avge cirka 500 lumen vitt ljus i ett 7 × 7 mm paket, och det är inte för det mänskliga ögat. Skador, dess sofistikerade optiska komponenter uppnår en strålvinkel på högst 2 grader. LaserLight SMD -komponenten är världens första halvledarlaserljuskälla som erhåller UL 8750 säkerhetscertifiering.
Den mest troliga situationen är att laserhalvledare först appliceras på belysningsprodukter för speciella byggnader. Dessa applikationer kräver smala och högintensiva balkar. Till exempel, på museer, gallerier, butiker och vissa andra speciella platser behöver bara ett hörn av utrymmet belysas i stället för hela utrymmet. Detta är inte bara ett behov av rymdestetik, utan förenklar också kontroll och underhåll. På grund av den smala strålen av halvledarlasrar, för att utveckla ekonomiskt genomförbara konventionella belysningsprodukter, kan det dock vara nödvändigt att kombinera optiska fibrer eller vågledare för att styra och överföra det utsända ljuset.
På bilderna och videorna med belysningstillbehör från Baja Designs kan du se den halvledarlaserbelysning som används i terrängfordon. Baja Designs hävdar att belysningsavståndet för deras OnX6 Hybrid Laser/LED och XL Laser High Speed ​​Spotlights är 350% av det för traditionella LED-terrängbelysningsprodukter, vilket är mycket lämpligt för terrängtävlingar på natten.