Лазерный мир

Смирнов, Коган // Опубликовано в: В сборнике: WORLD SCIENCE: PROBLEMS AND INNOVATIONS. сборник статей LXVIII Международной научно-практической конференции. Пенза, 2022. С. 42-45.

За прошедшее десятилетие произошли серьезные изменения в сфере мирового автосвета и автомобильных внешних осветительных приборов. Появившиеся и активно развивающиеся лазерные фары составляют достойную конкуренцию привычным ксеноновым и галогеновым образцам. В настоящее время отрасль, связанная с производством лазерных фар активно развивается и выходит на новый уровень.

Ключевой составляющей системы внешних осветительных приборов легкового автотранспорта (АТС) является автомобильная фара (АФ). АФ классифицируются по различным признакам. Но наиболее важная дифференциация АФ производится по типу источника светового потока (по типу лампы – рис. 1) [1].

Если галогеновые, ксеноновые и светодиодные АФ схожи по своей модификации и конфигурации, то лазерные АФ (ЛФ) кардинальным образом отличаются от них по технико-эксплуатационным и конструкционным особенностям.
Устройство ЛФ, впервые примененной в 2014-ом году концерном «Audi» в серийной модели Audi R8 LMX, намного сложнее в техническом исполнении, чем все предшествующие типы осветительных приборов АТС, что наглядно демонстрирует устройство ЛФ – рис. 2 [2].

Матрично-лазерная фара, отражает принципиальное устройство всех ЛФ и состоит из четырех основных узлов:

•  узел № 1 представляет собой источник синего света (излучатель), которым в матричнолазерной фаре является лазерный светодиод;
• узел № 2 представляет собой преобразователь (люминофор) синих лучей в белый свет (цветовая температура 5000-5500 К), привычный для человеческого глаза;
• узел № 3 представляет собой распределяющую линзу, направляющую пучок белого света на матрицу № 4;
• узел № 4 представляет собой цифровое микрозеркальное устройство, состоящее из сотни тысяч зеркал, каждое из которых управляется по отдельности бортовым компьютером.

Таким образом, свет ЛФ, получаемый из когерентного и монохромного лазерного луча (обладает постоянной длиной волны и одинаковой разностью фаз), принципиально отличается от дневного или любого другого искусственного источника. Данные показатели позволяют ЛФ уверенно обходить своего главного конкурента – светодиодные фары, а ксеноновые и галогеновых фары, вообще, оставлять далеко позади. 

Вместе с тем лазерный луч формирует световой поток мощностью в 170 люменов, против 100 люменов у светодиодных фар [2]. Соответственно, разница в глубине освещаемого отрезка участка дороги светодиодом и лазером составляет 100-300 м против 600 м, соответственно.
Однако, кроме значительной дальности освещения, ЛФ отличается от традиционных внешних осветительных приборов АТС рядом прочих существенных преимуществ:

• мощным и интенсивным световым потоком, который не вызывает усталости глаза и в то же время светит на максимальное расстояние в 600 м (рис. 3); 
• не ослепляет встречных участников дорожного движения, подсвечивая только необходимые области дорожного полотна;
• более экономичное и рациональное потребление энергии АТС;
• компактность и эргономичность, по сравнению с ксеноновыми и галогенными фарами;
• повышенный ресурс работы [3, 4].

Единственным минусом, препятствующим в данный момент серийной установке ЛФ во все АТС, является их высокая стоимость, а также дороговизна обслуживания и текущего ремонта. Сейчас ЛФ оснащаются лишь модели АТС премиум класса, а также некоторые спорткары. Таким образом, инновация в форме ЛФ на АТС быстро прижилась и активно развивается в настоящее время. Сейчас в этом перспективном направлении, в рамках современных тенденций развития автосвета, ведут разработки крупнейшие мировые концерны: Bosch, Philips, Hella, Valeo и Osram [5] и данные работы, безусловно, можно отнести к весьма перспективным. Однако в рамках общей напряженности политической обстановки данные компании прекращают поставки своей продукции и
технических новинок на российский рынок. В связи с чем, значительная ответственность и определенные надежды возлагаются именно на российских инженеров и конструкторов. Им, как никогда раньше, придется активизироваться и задействовать весь свой профессиональный потенциал, чтобы отечественный автопром не отстал от мировых трендов и шел в ногу со временем, внедряя новейшие технологии в АТС, в том числе и лазерные осветительные приборы отечественного производства.

Полное содержание на https://naukaip.ru/wp-content/uploads/2022/10/MK-1501.pdf