Luz de laser no setor automotivo: Perguntas e respostas sobre a inovadora tecnologia de laser
Grandes oportunidades para iluminação automotiva inteligente
Uma entrevista com o Dr. Roland Fiederling, Engenheiro de Aplicação para o setor Automotivo da OSRAM Herbrechtingen.
Como funciona exatamente a luz de laser?
O alcance do facho completo de até 600 metros no BMW i8 - o dobro do alcance normalmente obtido com o facho completo de LED - se deve em grande parte ao módulo de laser desenvolvido pela OSRAM, que se integra no farol de LED completo.
Ele é ativado assim que a velocidade de condução excede 70 km/h e a câmera a bordo pode visualizar de modo confiável que não existe nenhum tráfego em sentido contrário. “Utilizamos os benefícios físicos do laser”, explica Hans-Joachim Schwabe, CEO da OSRAM Specialty Lighting (SP).
Os diodos de laser podem gerar uma grande intensidade de luz em um espaço muito pequeno. Um diodo de laser gera um fluxo quase puntiforme em alguns mícrons. Desse modo, a lente utilizada pode ter um tamanho diminuto.
A intensidade extremamente alta da luz também permite seu longo alcance.
Como exatamente o feixe de laser é produzido e quais são os processos individuais?
A base do facho total de laser é um desenvolvimento dos laboratórios de pesquisa na OSRAM Opto Semiconductors, em Regensburg. Os diodos de laser azul com potência suficiente de, no mínimo, um watt, somente foram disponibilizados há poucos anos. Eles se baseiam na tecnologia de nitreto de índio-gálio e foram originalmente desenvolvidos para tecnologias de projetores profissionais. A cor luminosa nesses diodos de laser pode ser melhorada ajustando a proporção da mistura dos elementos índio e gálio.
No entanto, não é fácil transferir os diodos de laser para veículos: eles deverão funcionar em uma janela de temperaturas de - 40 a +100 °C.
“oi difícil trabalhar para desenvolver diodos de laser que funcionem confiavelmente em temperaturas acima de 50°C”, informou Hans-Joachim Schwabe, pois estas temperaturas são rapidamente alcançadas em caso de radiação solar intensa.
Os diodos de laser emitem luz monocromática com comprimento de onda de 450 nanômetros, que é percebida na cor azul pelo olho humano. Esta luz seria inadequada para uso em veículos. Neste caso é preciso ter luz branca, com temperatura de cor em torno de 5500 Kelvins.
Portanto, os especialistas da OSRAM Specialty Lighting (SP) desenvolveram um módulo no qual a luz de laser de vários diodos atinge inicialmente um conversor. Com o auxílio de uma substância fluorescente, este converte a luz azul para luz branca - exatamente como nos modernos diodos emissores de luz.
Quando a OSRAM começou o desenvolvimento da luz de laser, quais foram os marcos tecnológicos e quem foram os parceiros no projeto?
O desenvolvimento da tecnologia LARP (Automotive Laser Activated Remote Phosphor) começou aproximadamente há quatro anos. Os marcos foram o desenvolvimento de vários conceitos, bem como o desenvolvimento do nível de protótipo até a produção em série.
Onde ocorreram essa pesquisa e este desenvolvimento?
O desenvolvimento dos sistemas LARP automotivos é uma colaboração global entre várias divisões da OSRAM. as divisões Specialty Lighting, Opto Semiconductors e Corporate Technology trabalharam em colaboração muito estreita.
Como o laser dos faróis de carros diferem dos lasers das outras áreas (por exemplo, entretenimento)?
As principais diferenças entre os sistemas LARP automotivos e as outras áreas são as necessidades específicas dos clientes do setor automotivo, especialmente em termos de espaço de design e condições ambientais, bem como as interfaces com os faróis, a pressão de tempo e de custos.
Quanto custa um farol com luz de laser? Como os custos podem ser reduzidos no futuro?
Os sistemas LARP ainda são soluções caras para o fabricante de veículos de classe superior. Os custos poderão ser reduzidos com o aumento dos volumes. Isto pode ser feito, por exemplo, implementando os sistemas LARP nos veículos intermediários.
Qual é a vantagem da luz de laser sobre as outras tecnologias de iluminação (halógena, xenônio, LED)?
A luz de laser gera luminosidade extremamente alta, que fica muito acima do nível de brilho das tecnologias convencionais. O brilho também é quatro vezes àquele de um LED. O brilho extremo permite o uso de componentes óticos muito pequenos. Eles podem ser dispostos conforme a necessidade no farol, criando um bom nível de liberdade de design para o projetista do farol. Ao contrário, os sistemas óticos de porte similar, como os usados em aplicações de LED, levam a alcances extremos. Os veículos atuais de produção em série obtêm alcances de até 600 metros.
Qual é o status atual e como parece o roadmap da luz de laser da OSRAM para o próximo ano?
O sistema LARP está sujeito a uma considerável pressão de desenvolvimento. Juntamente com os sistemas complexos utilizados na produção em série, no futuro, haverá também menores acondicionamentos, dando aos projetistas de faróis muita liberdade para abrir novos campos de aplicação. No futuro, serão oferecidos módulos complexos com um desempenho de fluxo correspondente, bem como pequenos módulos compactos com desempenho inferior.
