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鄒小姐(jie)：13326633089 -
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2014年10月7日(ri)，中村修二(er)與赤崎勇(yong)、天(tian)野浩因發明“高(gao)效藍色發光二極管”（即(ji)俗稱的(de)“藍光LED”）而獲得2014年諾貝爾物理學獎。為此，中村修二被譽為“21世紀的愛迪生”、“藍光之父”。
據(ju)悉(xi)，激(ji)光照明不僅能(neng)增(zeng)加投射距(ju)離，提高(gao)安全(quan)性，同時體積更小、結構更緊湊。中村修二認為，“一個激光燈，照明(ming)100平方米面積沒有問題。”正是(shi)有(you)了(le)這樣的自信，中村修二在接受媒體采訪時甚至表示未來10年內，激光照明將取代發光二極管（LED）照明。
激(ji)光到底能(neng)不能(neng)真這么霸氣(qi)我們(men)暫且不論，不過確實有(you)些(xie)應(ying)用(yong)已經在嘗試(shi)使用(yong)激(ji)光代替(ti)LED。比如說汽(qi)車用前(qian)燈，也就是我們(men)平時說的(de)汽車大燈，它是車輛(liang)上的關鍵部件(jian)，除可以提供(gong)照明外，還(huan)能(neng)通(tong)過(guo)遠(yuan)、近(jin)光燈的交替實現與其他(ta)(ta)司(si)機交流的功能(neng)。在(zai)夜(ye)間(jian)、雨中或(huo)其他(ta)(ta)不利條件(jian)下，如果沒有大燈那(nei)是無法安全駕駛的，因此汽車(che)大(da)燈的壽(shou)命(ming)和性能必(bi)須足夠可靠。
激光(guang)大燈效(xiao)果
目前激(ji)光大燈(deng)已在汽車領域投(tou)入使用，迄今為止(zhi)配(pei)置(zhi)有激(ji)光大燈(deng)的(de)車型已經(jing)超(chao)過20款。但由于半導體(ti)激光器價格較為昂貴，真正熱衷于(yu)激光(guang)大燈技(ji)術的(de)車廠(chang)，主要(yao)都(dou)還(huan)集(ji)中在(zai)奧迪，寶馬(ma)和路(lu)虎和長城(cheng)四家(jia)車企(qi)上，多使用在(zai)高端車型上。從2014年第一款開始, 每年基本上都呈遞增態勢，特別是2018、2019年，每年都有6款激光大燈的車型上市，說明激光大燈的應用越來越廣闊。除此之外，也有不少有追求的車主看到了激光大燈的好處，主動去車廠改裝，讓自己的愛車也能像其他高端車型一樣擁有目光炯炯的大眼睛。
激光大燈的優勢
說是(shi)激(ji)光(guang)(guang)大燈，但你別以為它是(shi)那(nei)種電影里特效(xiao)加持(chi)的酷炫激(ji)光(guang)(guang)。事實(shi)上激(ji)光(guang)(guang)大燈的光(guang)(guang)線并不耀(yao)眼，最大的優(you)勢就(jiu)是(shi)它的照射距離，如果說LED大燈照射距離是300米，而激光大燈的照射距離是LED的2倍以上，那就是600米以上，不僅照射遠，鋪路效果也遠遠大于普通的LED燈。
而且也(ye)不用(yong)擔心遠光燈(deng)會(hui)閃瞎會(hui)車的(de)人或者行(xing)人的(de)眼睛，一般(ban)配備(bei)了激光大燈(deng)的(de)車型為了安全都(dou)會(hui)增加(jia)智能車燈(deng)，以便在(zai)會(hui)車時(shi)自動(dong)切換(huan)近光，而且在(zai)使用(yong)上有(you)一定的(de)限制，如奧迪激光燈(deng)只能在(zai)絕對黑暗的(de)環境開啟，時(shi)速(su)要求(qiu)在(zai)70km/h，且照亮區域內無其他車輛（聽起來更適合用于大西北、西藏、新疆等地區的樣子）。
另(ling)外激光大燈還(huan)擁有LED大燈大部分的優點，比如響應說速度快、亮度衰減低、體積小、能耗低、壽命長等等。相比LED大燈激光大燈在尤其在體積方面具有優勢，單個激光二極管元件的長度已經可以做到10微米，僅為常規LED元件尺寸的1/100，這意味著，只要設計師愿意，傳統汽車的大燈的尺寸可以大幅度縮小，這也許將為汽車前臉上各個元素的設計比例帶來革命性的變化。
激光(guang)照(zhao)明(ming)的原理
激(ji)(ji)光(guang)(guang)二(er)極管只能發射單(dan)色(se)激(ji)(ji)光(guang)(guang)，需要(yao)通過多(duo)個單(dan)色(se)激(ji)(ji)光(guang)(guang)源合成(cheng)，或(huo)者使用單(dan)色(se)激(ji)(ji)光(guang)(guang)激(ji)(ji)發熒(ying)光(guang)(guang)粉而(er)形(xing)成(cheng)白(bai)光(guang)(guang)。車燈領域現在常用的是藍色(se)激(ji)(ji)光(guang)(guang)二(er)極管遠程(cheng)激(ji)(ji)發黃(huang)色(se)熒(ying)光(guang)(guang)粉方案，可以通過兩(liang)種方式實現，具(ju)體如(ru)下：
第(di)一種方(fang)式為透射式（圖(tu)1）。其原理如下：來自異側的藍色激光穿過透明基板，在熒光粉轉換層內，將部分轉換為黃光，并與剩余未轉換的藍光混合，形成白光。由于激光需要穿透幾個材料層，因此基板和粘合層也必須是(shi)透明的，而(er)且是(shi)具有(you)散(san)熱(re)性(xing)能的高導(dao)熱(re)性(xing)材料。
奧迪A8、寶馬i8的激光大燈就是投射式的，整個系統的光學原理可以從寶馬發布的激光大燈的視頻中清晰的看到（點擊下方視頻）。
第(di)二種產生(sheng)白光(guang)(guang)的(de)(de)方法是反射式(shi)。反射式(shi)的(de)(de)原理(li)為：同側的(de)(de)藍(lan)色激光(guang)(guang)射入熒(ying)光(guang)(guang)粉(fen)轉換器中，部分(fen)轉換為黃光(guang)(guang)。熒(ying)光(guang)(guang)粉(fen)轉換器具有高反射背面，并安裝在散熱(re)基板(ban)上。發射光(guang)(guang)混合(he)(he)了藍(lan)色和黃光(guang)(guang)，形成白色。在此(ci)方案(an)中，粘(zhan)合(he)(he)層和基板(ban)都(dou)不需要透明，因此(ci)材料的選(xuan)擇有更大(da)的靈活性(xing)，可以選(xuan)擇最佳散熱性(xing)能的材料。
高熱傳導材(cai)料的重要性
激光大燈中(zhong)的白光(guang)轉換過程通(tong)常會受(shou)到兩種物理(li)現象的限(xian)(xian)制，一(yi)種是光(guang)限(xian)(xian)制，一(yi)種是熱限(xian)(xian)制。其中最重要(yao)的是熱限(xian)制，熱限制的(de)大小(xiao)決(jue)定了出射(she)光的(de)光通(tong)量多少和(he)亮度高低(di)。
在(zai)車燈應(ying)用中，遠近光(guang)(guang)的(de)輸出光(guang)(guang)強很(hen)高，因(yin)此必須保證量子(zi)效(xiao)率足夠高。下圖顯(xian)示了測量的(de)相對(dui)量子(zi)效(xiao)率與熒(ying)(ying)光(guang)(guang)粉(fen)溫(wen)度(du)之間的(de)關系。可以(yi)看出，在(zai)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)粉(fen)溫(wen)度(du)高于200℃時，熱量造成的光子轉換損失就非常高。因此在車燈設計中，必須要求熒光粉轉換區的局部溫度低于200℃，就需要更高熱傳導的材料。
量子效(xiao)率與熒光(guang)粉溫度的關系
PS：值得一提的(de)(de)是，除了(le)(le)白光(guang)(guang)轉換系(xi)統需要散熱設計外(wai)，就連產(chan)生激(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)也是需要的(de)(de)。松下在(zai)2015年時曾開(kai)發出了(le)(le)在(zai)當(dang)時可使汽車前燈亮度(du)達到(dao)世界最高(gao)水平(ping)的(de)(de)半導(dao)體激(ji)光(guang)(guang)器(qi)，可將光(guang)(guang)的(de)(de)強(qiang)度(du)提高(gao)至以往的(de)(de)1.5倍。其在(zai)半導(dao)體激(ji)光(guang)(guang)器(qi)在(zai)元件的(de)(de)一部分(fen)上就采用(yong)了(le)(le)易于導(dao)熱的(de)(de)氮化鋁，形成了(le)易于(yu)散熱的(de)結構，使之(zhi)能高效發光。
下圖模擬了透(tou)(tou)射和反(fan)射式的基(ji)板(ban)(ban)溫度分布橫截面(mian)。在反(fan)射方式中，由于基(ji)板(ban)(ban)和粘接層不需要透(tou)(tou)明(ming)，可以選用(yong)更(geng)高導熱(re)(re)性的材料，因此(ci)熱(re)(re)阻小得多。而且，在透(tou)(tou)射的情(qing)況下，具有(you)散(san)熱(re)(re)功能的透(tou)(tou)明(ming)基(ji)板(ban)(ban)必須有(you)開口，來(lai)容納激光的通過，因此(ci)也(ye)顯著的降低(di)了散(san)熱(re)(re)性能。
正因設(she)計（散(san)熱）方案的(de)不同，因此(ci)兩(liang)種技術的(de)性能也有了較大的(de)區別：
①激光(guang)透(tou)射式技術
優點：傳輸技術很成(cheng)熟，產(chan)品已經(jing)上(shang)市（奧迪和寶(bao)馬）；設計簡單，光型調(diao)整相對容易(yi)；由(you)于熒光粉轉換(huan)器散射/屏蔽了入射的激光，因此這種轉換方法更利于對眼睛的安全保護。
缺點：由于(yu)散熱的(de)限制(zhi)，產生的(de)光通量較低，最大(da)光通量的(de)極限一般(ban)約為(wei)1000 lm。當光源光通量的要求超過1500lm時，則需要反射式的轉換技術。
②激光反射式技術(shu)
優點：高光(guang)通量；良好的熱性能。
缺點(dian)：需要復(fu)(fu)雜(za)的光學系(xi)統和復(fu)(fu)雜(za)的人眼安全系(xi)統。
不過很可惜的是(shi)，由于筆者能力有(you)(you)限，無論是(shi)投射(she)式還是(shi)反(fan)射(she)式激(ji)光大燈，它(ta)們所(suo)使(shi)用(yong)的散熱基(ji)板到底(di)是(shi)哪種材(cai)質并沒有(you)(you)找到答案，如果您對它(ta)們使(shi)用(yong)的基(ji)板材(cai)料有(you)(you)什么頭緒，歡迎在評(ping)論區(qu)告(gao)訴我們，大家一起交流交流呀！
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