Источники искусственного освещения массово используются во всех областях современной жизни. Известные уже более ста лет лампы накаливания и появившиеся перед самым началом 2-й мировой войны люминесцентные источники обладают рядом известных недостатков.
Ими обоснованно считаются:
- невысокий КПД;
- неудовлетворительные массогабаритные параметры;
- склонность ламп дневного света к пульсациям;
- сложность регулирования светового потока.
Для их устранения был предложен ряд иных решений, наибольшие перспективы среди которых продемонстрировали полупроводниковые источники на основе светодиодов. Дальнейшим развитием этого направления стали лазерные источники.
Лазеры видимого диапазона длин волн ранее применялись в светотехнике. Но из-за монохроматичности генерируемого излучения их возможности были ограничены и не выходили за пределы эффектов на различных световых шоу. Пример лазерной подсветки показан на рисунке 1.
Принцип действия лазерного источника
Принцип действия лазерного источника нового поколения основан на двойном преобразовании:
- сначала электрический ток преобразуется в лазерное излучение синего цвета;
- затем из него получается белый свет за счет люминесценции на люминофоре.
В процессе второго преобразования подавляется когерентность и преимущественно сохраняются высокая направленность первоначального лазерного излучения: апертурный угол (угол расходимости) не превышает 2 градусов. Генерируемый световой поток достигает 1000 лм/мм2, а гарантированая наработка на отказ превышает 10 тысяч часов.
Области применения лазерных источников излучения
Преимущества лазерного диода по направленности генерируемого луча в сочетании с высокой яркостью кристалла и умеренным потреблением тока открывает широкие перспективы для использования этих излучателей. В автомобильных светильниках обеспечивается дальность действия вплоть до 1 км. Кроме того, в комбинации с волоконными световодами могут быть получены распределенные источники подсветки приборной панели и салона.
Малое потребление тока ценно там, где питание производится от встроенного источника. Это дроны и карманные фонарики. Представление о возможностях лазерного фонарика дает рисунок 2.
Перспективы лазерных источников в бытовых устройствах
Высокая направленность лазерного излучения становятся недостатком для обычных бытовых светильников.
Пути его устранения хорошо известны:
- использование сборок из нескольких излучающих кристаллов умеренной мощности,;
- применение интегральных оптических систем.
Имеющиеся опытные образцы демонстрируют хорошие перспективы. Японской компанией SLD Laser под хорошо узнаваемой торговой маркой LaserLight начат серийный выпуск источников первого поколения. Функционально законченный элемент имеет типовой для электроники плоский корпус (см. рисунок 3), который удобен для поверхностного монтажа.