激光在汽車后霧燈中的應用研究

蔣蕩華，顧東超，鄧亮，任康成

(常州星宇車燈股份有限公司技術中心電子部，江蘇常州 213022)

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激光在汽車后霧燈中的應用研究

蔣蕩華，顧東超，鄧亮，任康成

(常州星宇車燈股份有限公司技術中心電子部，江蘇常州 213022)

摘要：激光光源具有單色性好、穿透力強等特點。介紹了半導體激光器的光電特性以及目前在汽車后霧燈中應用時還存在的問題。

關鍵詞：激光光源；汽車后霧燈；應用研究

0引言

激光器按照組成材料不同，可以分為固態激光器、氣體激光器以及半導體激光器。半導體激光器由于體積小、成本低以及效率相對較高，因而成為車燈應用首選的激光器。激光單色性極好，透射性能一流，因此可將激光二極管制作成陣列，利用光學技術，做成后霧燈，或許在不遠的將來成為汽車主動安全防御的新趨勢。基于某公司一款尾燈，闡述了激光后霧燈的性能、激光二極管的光電特性以及激光在目前應用中的問題。

1激光后霧燈的設計

2014年，該公司在已有的LED尾燈上面進行改裝，將原有的LED后霧燈功能改成激光后霧燈，如圖1所示，其組成部件包括配光鏡、激光二極管陣列、驅動電路、半導體制冷器以及散熱片。

驅動電路為激光二極管陣列提供其工作必需的功率，而激光在工作的時候發熱量大，且集中在很小的區域，所以需用半導體制冷器以及散熱片將熱量導出。

2紅光激光的主要特性

2.1激光器光學特性

激光器發出的光束具有四大優點：亮度高，方向性好，單色性好，相干性好。激光發光強度是LED的7 500倍，為了達到霧燈80 lm的光通量要求，激光所需要的發光面積只有0.000 2 mm2，而LED則需要1.5 mm2[1]。激光光束方向性見圖2。

激光光束發散角很小，幾乎為一道平行光束，而LED發出來的光則具有較大的發射角，因此應用激光光源作為后霧燈時，需要應用光學裝置將其角度展開(見圖3)，從而達到預計的光學效果[3]。激光與LED在同樣的功率條件下，激光波長變化僅有5 nm，而LED的波長變化為30～200 nm。激光以上特性使得它作為光源用作汽車信號燈，具有損耗小、光效高、投射好的優點，尤其是在霧天或者雨天時，能讓汽車后方具有明顯的紅光警示區，從而讓后方車輛保證行車的安全距離。

2.2激光器電氣特性

激光二極管在發光時，在自身溫度小于70 ℃時，存在如圖4所示的電壓-電流-功率關系曲線[2]。

為了達到80 Lm的光通量，激光需要大約1.1 W的功率，由于激光二極管體積很小，散熱面積小，所以需要增加額外的半導體制冷器(TEC)，并用散熱片將激光的熱量導出，并且激光二極管溫度一旦到70 ℃，將停止工作，保護激光二極管以免因熱量過大而損壞。基于以上電氣特性，在應用激光二極管作為光源時，需要專門設計驅動電路，以提供恒定的工作電流，并需要溫度檢測和保護。

3激光在應用中的問題

根據現有的激光器，激光可以初步用于后霧燈，該公司已經制作出相應的樣件，但用于批產產品，激光器性能還需要優化。首先其工作溫度比較低，目前最高不能超過70 ℃；其次驅動激光器正常工作，并且達到后霧燈的亮度要求，激光器、半導體散熱片以及驅動電路將產生9～10 W的功率，這為熱管理提出了挑戰，并且需要優化驅動電路設計；最后，單個激光器的亮度太高，并且很集中，需要多個激光發光單元，才能達到預期的光學效果，這也提高了成本。

4總結

激光光源用于汽車后霧燈，具有獨特的優勢，但需要在技術性能，尤其是在溫度性能方面提升，并且要降低成本，這樣在后續的應用中，才能取代LED。

參考文獻:

【1】德國柏林卓越制造有限公司.激光模塊技術介紹[M]，2014.

【2】德國柏林卓越制造有限公司.Laser VS LED[M]，2014.

美光科技為汽車尖端技術保駕護航

隨著汽車互聯化、 智能化、電氣化的不斷發展，汽車行業對汽車類存儲產品的要求也越來越高。據統計：汽車存儲市場在信息娛樂系統方面2015—2020年復合年增長率可達10%，在高級駕駛輔助系統方面2015—2020年復合年增長率高達19%。

作為占據汽車存儲行業市場份額第一位的美光科技，其產品LPDDR4配備錯誤檢查和糾正功能，符合汽車安全完整性等級要求，采取多芯片封裝，具有更高的集成度，其速率高達3.2 Gbps，可立刻啟動，運行溫度范圍為-40～125 ℃，壽命長達10年以上；與另一產品LPDDR2相比，LPDDR4擁有更高的帶寬，實現了多通道，使CPU可以同時進行多信息處理，加快了信息處理速度，這大大滿足了快速發展的汽車信息娛樂系統與高級駕駛輔助系統的技術需求。

(本刊記者：俞慶華)

Application Investigation of Laser in Vehicle Rear Fog Lamp

JIANG Danghua,GU Dongchao, DENG Liang, REN Kangcheng

(Electronics Department, Technical Center,Changzhou Xingyu Automotive Lighting Systems Co., Ltd., Changzhou Jiangsu 213022,China)

Keywords:Laser;Vehicle rear fog lamp;Application research

Abstract:Laser has characteristics of good monochromaticity and strong penetration.The optical and electrical properties of semiconductor laser and existing problems with its application in vehicle rear fog lamp as a new light source were introduced.

收稿日期：2016-01-04

作者簡介：蔣蕩華(1982—)，男，本科，主要從事電子方面的設計與管理工作。E-mail：shaoying@xyl.cn。

中圖分類號:U463.65

文獻標志碼：B

文章編號：1674-1986(2016)05-067-02