Rumah > Berita > Berita Industri

Diod laser meningkatkan keamatan pencahayaan pancaran sempit

2021-07-14

Laser LED dan semikonduktor (atau LED laser) berfungsi dengan cara yang sama, iaitu, apabila elektron dan lubang berpolimer, cahaya dipancarkan, dan panjang gelombang pelepasannya bergantung pada bahan yang digunakan. Perbezaannya ialah julat spektrum cahaya LED agak sempit, manakala cahaya yang dipancarkan oleh laser semikonduktor pada dasarnya adalah panjang gelombang tunggal. Julat panjang gelombang pancaran laser semikonduktor boleh dari inframerah kepada ultraviolet, dan ia telah digunakan secara meluas dalam komunikasi gentian optik, pembaca kod bar, pembaca CD dan percetakan laser. Tetapi setakat ini, penggunaan laser semikonduktor dalam pencahayaan konvensional telah terbukti tidak praktikal.

Seperti laser tradisional, laser semikonduktor juga memerlukan resonator untuk menguatkan. Rongga terdiri daripada dua satah selari yang dipisahkan oleh beberapa ratus mikron, yang bertindak sebagai cermin untuk melantunkan foton yang dipancarkan kembali ke dalam rongga. Pada tahap kuasa rendah, laser semikonduktor berfungsi seperti LED tradisional. Apabila kuasa cukup besar (kira-kira 4 kW / cm2), foton yang dikeluarkan di antara dua "cermin" mula merangsang bahan semikonduktor untuk mengeluarkan lebih banyak foton. Apabila penjanaan laser mengimbangi dan melebihi kehilangan dalaman, peranti mula "memancarkan laser", iaitu, untuk memancarkan cahaya koheren dengan panjang gelombang tunggal.

Terdapat beberapa persamaan antara laser LED dan semikonduktor tradisional: kedua-duanya dikuasakan oleh pemacu AC-DC, dan output cahaya akan berkurangan apabila suhu meningkat. Walau bagaimanapun, tidak seperti LED tradisional, laser semikonduktor nampaknya tidak terjejas oleh kesan droop, yang meningkatkan arus pemanduan, mengakibatkan penurunan kecekapan (lumen output / Watt input). Untuk aplikasi pencahayaan, LED biru konvensional mempunyai kecekapan yang lebih tinggi daripada laser semikonduktor, tetapi hanya pada arus input yang lebih rendah. Oleh itu, memandangkan kawasan substrat yang diperlukan, adalah tidak praktikal untuk menjana tahap cahaya yang sama daripada LED biru konvensional.

Walaupun diod laser telah muncul sejak tahun 1960-an, ia baru-baru ini dipertimbangkan untuk aplikasi pencahayaan, terutamanya dalam lampu automotif mewah, kerana kecekapan tenaga yang tinggi. BMW menawarkan lampu hadapan laser, mendakwa bahawa ia adalah 10 kali lebih terang dan 30% lebih cekap daripada yang dipimpin. Ia menggunakan cermin yang diletakkan dengan tepat untuk memantulkan laser semikonduktor biru di dalam cangkerang lampu depan untuk menjana pancaran cahaya putih, yang kemudiannya difokuskan oleh kanta yang diisi dengan fosfor untuk menjana cahaya putih berintensiti tinggi.

Bolehkah laser semikonduktor digunakan untuk pencahayaan umum pada masa hadapan? Had kecekapan tenaga teori bagi LED putih ditukar fosfor ialah kira-kira 350 lumen / W, manakala produk pencahayaan komersil adalah hampir 200 lumen / W. Kecekapan tenaga laser semikonduktor adalah 100 kali lebih tinggi daripada LED tradisional, jadi ia boleh memberikan output cahaya yang sangat tinggi dengan saiz cetakan yang lebih kecil. Untuk aplikasi dengan saiz fizikal terhad (seperti lampu depan kereta), tarikan laser semikonduktor adalah jelas, tetapi kelemahan menggunakannya untuk pencahayaan umum ialah rongga pelepasannya sangat sempit (hanya kira-kira 1-2 darjah).

Pada masa ini, tidak jelas berapa banyak syarikat yang komited untuk menggunakan laser semikonduktor untuk pencahayaan umum, tetapi sekurang-kurangnya satu syarikat telah menyediakan produk yang berkaitan. Syarikat laser SLD melancarkan peranti pelekap permukaan cahaya laser (SMD) seawal 2016. Peranti ini menggunakan pakej laser semikonduktor cahaya biru, fosfor dan lumen tinggi, dan dibungkus dalam 7 × Pakej 7 mm boleh mengeluarkan kira-kira 500 lumen cahaya putih tanpa membahayakan mata manusia. Peranti optiknya yang tepat mencapai sudut pancaran tidak lebih daripada 2 darjah. Peranti SMD Laserlight ialah sumber laser semikonduktor diperakui UL 8750 pertama di dunia.

Kemungkinan besar, semikonduktor laser pertama kali digunakan dalam produk pencahayaan untuk bangunan khas, yang memerlukan rasuk sempit dan intensiti tinggi. Sebagai contoh, di muzium, galeri, ruang runcit dan tempat istimewa lain, hanya satu sudut ruang perlu diterangi, bukannya keseluruhan ruang. Ini bukan sahaja keperluan estetika ruang, tetapi juga memudahkan kawalan dan penyelenggaraan. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh rasuk sempit yang disebarkan oleh laser semikonduktor, mungkin perlu untuk menggabungkan gentian atau pandu gelombang untuk membimbing dan menghantar cahaya yang dipancarkan untuk membangunkan produk pencahayaan konvensional yang ekonomi dan boleh dilaksanakan.