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諾貝爾物理學獎獲得者“藍光之父”大膽預測:未來十年鐳射照明將

“黑夜給了我黑色的眼睛,我卻用它來尋找光明。”

人類在尋找光明的歷史中從火,到油再到電。工具從火把、油燈、白熾燈、鹵素燈到如今的LED燈,那麼下一個照明領域裡的新秀又是誰呢?

2016年6月25日,諾貝爾物理學獎獲得者中村修二出席“2016中國·成都全球創新創業交易會”時接受媒體採訪大膽預測:未來十年,鐳射照明將會取代LED照明。

根據RESEARCH AND MAEKETS報告預測,在2016 - 2020年期間,全球汽車鐳射前燈系統市場將增長267.38%。

什麼是鐳射照明

鐳射照明是以鐳射作為光源,但可不是直接讓鐳射“上路”,如此只怕鈦合金眼也真的要被閃瞎。鐳射照明分可見光鐳射照明和紅外鐳射照明。

可見光鐳射照明,

按原理分為以下兩種:

1)藍光激發螢光粉實現白光照明(例如2014年寶馬某車型推出的鐳射車大燈);

2)紅綠藍鐳射合成白色鐳射 ,或真彩色光照明(例如青島中科光譜、Nova myth等)。

紅外鐳射照明,多應用於夜視、夜間攝像頭監控照明。

鐳射照明的兩大應用領域一是應用在汽車行業的車燈照明,二是作為安全照明,應用在騎行警示中。

裝備“鐳射眼”——更遠更快更炫

記得CES2014展會上,素有“燈廠”之稱的奧迪曾憑藉Sport quattro Laserlight概念車上裝配的“鐳射大燈”賺足眼球。

隨後寶馬就在Twitter懟上了:“這技術我們2011年就有了!”

汽車車燈的發展至今,從最初的僅僅為了照明到如今評判標準越來越多,亮度、能耗、應對複雜環境的協助工具甚至美學設計都是作為“汽車之眼”不可或缺的重要指標。

汽車車燈按使用時間依次是:煤油燈、乙炔燈、白熾燈、氙氣燈、LED燈、鐳射大燈。

一項照明技術是否能夠得到廣泛應用也與其本身技術研發進展、成本高低有關。高檔汽車早已配備LED大燈,並著手鐳射大燈的應用研究,也有一些中低端的汽車仍舊以鹵素燈泡為主,鹵素燈的暖黃光線在雨霧天氣穿透性強。氙氣燈利用電弧放電來發光,相比鹵素燈的黃光,

白光讓人眼前一亮,但“遠光狗”多用此燈,因此安全隱患也比較大。

LED燈玩得最溜的就是“燈廠”奧迪了,其能耗低(僅為鹵素大燈的5%)、回應時間短、亮度高、壽命長(可達10萬小時)。奧迪“矩陣LED”、寶馬“天使眼”都是標誌性LED車燈。

不同照明技術優勢各異,LED燈和鐳射燈是不同於其之前照明車燈的“智慧”車燈系列, 能夠應付更多交通路況。中村修二認為相較LED,鐳射照明的發光面積更小,發光效率更高,

感官上更容易聚焦且照射距離更遠。鐳射車燈耗能更低,其理論發光效率比LED車燈高60%,例如全新寶馬7系上搭載的鐳射車燈,單個燈組只採用了三個鐳射二極體(體積小也為車燈系統設計提供了更多可能性)。它還具有更快的回應速度、更窄的照明波束、超強的穿透力和照明距離。

寶馬7系車燈

從照射距離上來說,氙氣大燈可達到150 m,LED大燈最遠可達300 m,而由於鐳射的超強聚攏性,鐳射大燈可以達到600 m。因此寶馬新7系上採用的是遠光燈設計,只有當車速超過70 km/h,周圍的環境光允許的情況下,那盞鐳射車燈才會自動點亮,避免了遠光燈的不良影響。奧迪R8 LMX車型同樣裝配了一套鐳射照明系統並將鐳射單元作為遠光燈,其擁有四個強功率鐳射二極體,可發出5500 K色溫的強白光。車速達到60 km/h,鐳射車燈就會自動開啟,從而大大提升視野範圍。

鐳射車燈也有其局限性,由於其使用過程中會產生巨大熱量,如何散熱來提高車燈耐用度,降低單套照明系統的成本,從而實現鐳射車燈量產,將會是未來主要研究方向。

開啟魔法陣——騎行人的守護者

鐳射照明另一個應用則是在安全照明方面,起到騎行警示作用。曾有故事“盲人提燈籠”,為他人服務的同時也能夠讓他人在夜間看到自己,保護自己的安全。夜間騎行,沒有路燈如何識路,如何提醒後方車輛避讓,鐳射就成了助人護己的“燈籠”。

米其林的調查資料指出,有20%的駕駛沒遵守汽車和自行車之間的安全距離,造成法國一年至少5,000起的擦撞交通事故。

“BikeSphere”就是米其林(不要懷疑,就是那個點評美食的米其林)為保護騎行者安全開發的一種新技術,通過將傳統自行車燈與高科技元件搭配,實現自行車後輪自主開啟避讓提醒。

該技術包括標準前大燈和尾燈,並集成包括光線、距離檢測等數個先進的感測器,實現智慧照明和避讓效果。平常狀態下,騎行者周圍是單條光束環繞。當汽車從各個方向侵入到安全距離時,BikeSphere會啟動兩個鐳射投射器、並進行頻閃,對機動車駕駛員和騎行者來說都具有重大意義。

香港科學院的研發團隊也推出了Speednite 智慧單車,前方車燈可以和頭盔上的感應器配合。車燈前方可投射紅色鐳射到路面,鐳射會隨著用戶在扭頭準備轉彎變道時,照向相應的位置。

我國也曾是“自行車王國”,如今共用單車興起,越來越多人開始使用單車解決出行問題。若將鐳射照明技術和共用單車結合,規模推廣,將能夠更好的保證騎行安全,產生極大的社會效益。

國內鐳射照明發展情況

隨著產能過剩,競爭加劇,國內不少LED企業的發展遇到了瓶頸。不少LED企業被迫更名轉型甚至倒閉。

鐳射照明技術的來臨將會照亮LED企業的前程。就像中村修二大膽預測的那樣,未來十年,鐳射照明將會代替LED照明。但因為鐳射現在價格太高,所以不能普遍民用,但未來會是一個大趨勢。

在他看來,“能否讓鐳射成為下一代照明的新光源,並且依靠這項技術發明開拓一個全新的產業?如果這一全新光源得到推廣普及,其意義不亞於獲得另一個諾貝爾獎。”

縱觀全國,在珠三角地區,深圳、東莞及惠州等城市已經形成成熟的照明產業生態鏈,市場份額達到4000多億元。其中,深圳照明產業發達,是我國LED產業的創新前沿地帶。2016年深圳LED產業產值突破1700億,穩居全國首位。

2016年的12月,深圳市中光工業技術研究院、中村修二鐳射照明實驗室正式揭牌成立,致力於鐳射照明等工業技術攻關和技術產業化。

集聚人才、資本、創業、政策等優勢,深圳有望成為國際鐳射照明領域源頭創新的先頭兵。

鐳射照明技術將成為新一代照明技術,其切入口是在汽車車燈照明的應用。目前主要任務仍是技術研發和成果轉化,待技術成熟,成本降低,鐳射照明將應用在更多領域。

鐳射大燈可以達到600 m。因此寶馬新7系上採用的是遠光燈設計,只有當車速超過70 km/h,周圍的環境光允許的情況下,那盞鐳射車燈才會自動點亮,避免了遠光燈的不良影響。奧迪R8 LMX車型同樣裝配了一套鐳射照明系統並將鐳射單元作為遠光燈,其擁有四個強功率鐳射二極體,可發出5500 K色溫的強白光。車速達到60 km/h,鐳射車燈就會自動開啟,從而大大提升視野範圍。

鐳射車燈也有其局限性,由於其使用過程中會產生巨大熱量,如何散熱來提高車燈耐用度,降低單套照明系統的成本,從而實現鐳射車燈量產,將會是未來主要研究方向。

開啟魔法陣——騎行人的守護者

鐳射照明另一個應用則是在安全照明方面,起到騎行警示作用。曾有故事“盲人提燈籠”,為他人服務的同時也能夠讓他人在夜間看到自己,保護自己的安全。夜間騎行,沒有路燈如何識路,如何提醒後方車輛避讓,鐳射就成了助人護己的“燈籠”。

米其林的調查資料指出,有20%的駕駛沒遵守汽車和自行車之間的安全距離,造成法國一年至少5,000起的擦撞交通事故。

“BikeSphere”就是米其林(不要懷疑,就是那個點評美食的米其林)為保護騎行者安全開發的一種新技術,通過將傳統自行車燈與高科技元件搭配,實現自行車後輪自主開啟避讓提醒。

該技術包括標準前大燈和尾燈,並集成包括光線、距離檢測等數個先進的感測器,實現智慧照明和避讓效果。平常狀態下,騎行者周圍是單條光束環繞。當汽車從各個方向侵入到安全距離時,BikeSphere會啟動兩個鐳射投射器、並進行頻閃,對機動車駕駛員和騎行者來說都具有重大意義。

香港科學院的研發團隊也推出了Speednite 智慧單車,前方車燈可以和頭盔上的感應器配合。車燈前方可投射紅色鐳射到路面,鐳射會隨著用戶在扭頭準備轉彎變道時,照向相應的位置。

我國也曾是“自行車王國”,如今共用單車興起,越來越多人開始使用單車解決出行問題。若將鐳射照明技術和共用單車結合,規模推廣,將能夠更好的保證騎行安全,產生極大的社會效益。

國內鐳射照明發展情況

隨著產能過剩,競爭加劇,國內不少LED企業的發展遇到了瓶頸。不少LED企業被迫更名轉型甚至倒閉。

鐳射照明技術的來臨將會照亮LED企業的前程。就像中村修二大膽預測的那樣,未來十年,鐳射照明將會代替LED照明。但因為鐳射現在價格太高,所以不能普遍民用,但未來會是一個大趨勢。

在他看來,“能否讓鐳射成為下一代照明的新光源,並且依靠這項技術發明開拓一個全新的產業?如果這一全新光源得到推廣普及,其意義不亞於獲得另一個諾貝爾獎。”

縱觀全國,在珠三角地區,深圳、東莞及惠州等城市已經形成成熟的照明產業生態鏈,市場份額達到4000多億元。其中,深圳照明產業發達,是我國LED產業的創新前沿地帶。2016年深圳LED產業產值突破1700億,穩居全國首位。

2016年的12月,深圳市中光工業技術研究院、中村修二鐳射照明實驗室正式揭牌成立,致力於鐳射照明等工業技術攻關和技術產業化。

集聚人才、資本、創業、政策等優勢,深圳有望成為國際鐳射照明領域源頭創新的先頭兵。

鐳射照明技術將成為新一代照明技術,其切入口是在汽車車燈照明的應用。目前主要任務仍是技術研發和成果轉化,待技術成熟,成本降低,鐳射照明將應用在更多領域。