激光應用首次出現(xiàn)在寶馬i8上。但這項技術(shù)的背后有何奧秘？

現(xiàn)今對于激光有兩種常見的誤解。第一種是激光光束用于道路照明，因此人們擔心這種高度集中的光會帶來危險。這種想法完全錯誤，擔憂更是毫無根據(jù)。

激光是如何工作的？

用于汽車照明的激光的工作原理有別于普通光源。在車頭燈內(nèi)，激光光束射在磷光體上，使其產(chǎn)生光——因此不存在激光的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換原理與傳統(tǒng)的熒光燈或白光LED的轉(zhuǎn)換過程相似。如果是熒光燈，紫外光會被轉(zhuǎn)成可見光；而在LED中，被轉(zhuǎn)換的光是藍光。在此所用的磷光體并非純元素形式，而是更高性能的陶瓷材料，其中可能含有磷光體化合物。磷光體與載體材料結(jié)合而成形，是一種局部半透明的晶片，就像BMW i8這樣。對性能至關(guān)重要的因素包括轉(zhuǎn)換器單元的幾何結(jié)構(gòu)、材料選擇、處理和光學性質(zhì)，因此成為開發(fā)的關(guān)鍵。

第二種誤解與光量有關(guān)。開發(fā)新光源并非因為現(xiàn)有光源的光通量不足，而是為了創(chuàng)造更高亮度的光源。獲取產(chǎn)生極高光通量的其他足夠傳統(tǒng)光源，對開發(fā)者而言已不在話下。舉例來說，過去20年開發(fā)者一直使用氣體放電技術(shù)，在汽車行業(yè)體現(xiàn)在氙氣車頭燈上。開發(fā)激光這種新光源的目的，更確切地說，是希望創(chuàng)造一種光源可以達到前所未有的高亮度。

提供充足照明的小巧車頭燈

激光的優(yōu)點在于亮度高，因此十分小巧的車頭燈便可產(chǎn)生充足照明，而且照明定向非常精準。最佳范例如下。發(fā)光強度約為100,000坎德拉(cd)的標準鹵素遠光車頭燈，直徑在220毫米左右。而采用激光技術(shù)產(chǎn)生同等光量，燈直徑僅需30毫米。

但是，BMW i8的車頭燈并未具有如此微小的發(fā)光面。寶馬的工程師，車頭燈制造商ZKW和歐司朗并未將磷光體的光設(shè)計成直射道路，而是通過反射鏡射出。如此一來，便可以在極小的外罩內(nèi)發(fā)揮反射鏡系統(tǒng)的優(yōu)勢。

在這款設(shè)計嶄新的車型中，LED產(chǎn)生普通遠光和近光之余，亦額外搭載激光燈射出具有聚光特性的遠光。額外的車頭燈乃為實現(xiàn)最佳射程而設(shè)。

混合照明理念

BMW i8采用混合照明方法，將LED主要前照燈功能與額外搭載的激光技術(shù)遠光燈相結(jié)合。這種新技術(shù)可能以類似形式出現(xiàn)，也就是說，與現(xiàn)有光源結(jié)合使用。每項技術(shù)都能提供自身的特殊屬性，因此可有多種不同的組合。除前置照明設(shè)備中的LED、氙氣和激光器外，未來OLED尾燈也將閃亮登場。

汽車制造商將運用激光器、LED和OLED發(fā)揮設(shè)計潛力，同時亦凸顯他們的技術(shù)勝人一籌，亦勇于創(chuàng)新。在汽車行業(yè)，激光光源的亮度遠高于任何其他現(xiàn)有光源。因此，激光可以專門用于遠光燈功能。除此之外，要從極小位置和發(fā)光面取得大量光照的話，也可使用激光作為光源。不過，歐司朗工程師的目標卻遠不止于此。他們設(shè)想在汽車內(nèi)部應用，比如用激光投影儀取代當前的顯示器。

LED與激光——相關(guān)但又有所不同

LED和激光二極管的相關(guān)點在于兩者都是半導體光源。它們的發(fā)光方式相似，結(jié)果卻大相逕庭。發(fā)光二極管可以一定的角度發(fā)光。雖然它是一種半輻射發(fā)光體，幾乎只朝著一個方向發(fā)光，但與白熾燈和氣體放電燈相比，這卻是一個優(yōu)勢，距光源越遠，光束就越大。簡而言之，LED發(fā)出的光就像一個圓錐體。

寶馬i8中的激光模塊包含歐司朗子公司歐司朗光電半導體供應的三條藍色激光二極管。隨著激光光源日漸發(fā)展，有望用更少的激光器達致同等的光量。

激光的另一方案是，車頭燈不需要實際光源，即激光二極管。它們其實可以安裝在汽車上的任何位置，然后通過光導連接至車頭燈。因此，如果發(fā)動機艙只能提供有限空間，這項技術(shù)將會大有裨益。

毋庸置疑的是，在一輛汽車中，再沒有什么部件的規(guī)范比照明燈更為嚴格了。一項新技術(shù)當然不會馬上獲批，如果要通過歐洲經(jīng)濟委員會(ECE)的審批程序，可能需耗時數(shù)年。不過，該組織采取彈性的做法，運用多年前為“遠程定位光源”制定的一項規(guī)則。當時，這項規(guī)則與光導組合有關(guān)，而光導組合加上鹵素燈可為車輛其他位置的設(shè)備提供光源，且此規(guī)則同樣適用于激光燈。當然，車頭燈本身的性能必須符合現(xiàn)有的ECE法規(guī)。遠光燈最大值限于200,000坎德拉的規(guī)定也適用于此。因此，這類車頭燈的眩光風險并不比其他車頭燈大。經(jīng)特別設(shè)計的激光燈更為安全，不會對其他道路使用者造成危險。