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Lumière à laser dans l’industrie automobile : Questions et réponses au sujet de la technologie à laser innovante

De grandes opportunités pour un éclairage automobile intelligent

L’expert Roland Fiederling

Une interview avec Dr. Roland Fiederling, Application Engineer (ingénieur d’application) pour automobiles à OSRAM Herbrechtingen.

Comment la lumière à laser fonctionne-t-elle exactement ?

La portée du faisceau intégral est de jusqu’à 600 mètres dans la BMW i8 - deux fois la portée normale fournie par le faisceau intégral à LED - est en majeure partie due au module laser développé par OSRAM, qui est intégré dans le projecteur LED intégral.

Ils sont activés dès que la vitesse de conduite dépasse les 70km/h et que la caméra de bord peut voir de manière fiable qu’il n’y pas de circulation en sens inverse. « Nous nous servons des avantages physiques du laser », explique Hans-Joachim Schwabe, PDG de OSRAM Specialty Lighting (SP).

Les diodes laser peuvent générer beaucoup de lumière sur un espace très restreint. Une diode laser génère un flux presque ponctuel sur quelques microns, la lentille utilisée peut ainsi s’avérer être très petite.

Cette intensité lumineuse extrêmement élevée permet également sa longue portée.

Comment le faisceau laser est-il produit exactement et quels sont les processus individuels ?

La base pour le faisceau laser intégral est un développement par les laboratoires de recherche chez OSRAM Opto Semiconductors à Regensburg. Des diodes laser bleues avec une puissance suffisante d’au moins un watt étaient disponibles depuis quelques années déjà. Elles sont basées sur la technologie de nitrure de gallium-indium et ont été développées à l’origine pour des technologies de projecteurs professionnels. La couleur lumineuse sur de telles diodes laser peut être augmentée davantage en ajustant le taux de mélange des éléments indium et gallium.

Il n’est toutefois pas facile de transférer des diodes laser sur des véhicules : les diodes laser doivent fonctionner dans une fenêtre de température de -b 40 ° à +100 °C.

« Le développement des diodes laser afin que celles-ci fonctionnent de manière fiable à des températures supérieures à 50 °C a été un travail fastidieux », raconte Hans-Joachim Schwabe, étant donné que de telles températures sont rapidement atteintes, si la radiation solaire est intense.

Les diodes laser émettent une lumière monochromatique avec une longueur d’ondes de 450 nanomètres, ce qui est perçu comme couleur bleue par l’œil humain. Cette lumière ne serait pas appropriée pour une utilisation sur des véhicules. Ce dont on a besoin ici, c’est de la lumière blanche, de préférence avec une température de couleur d’environ 5500 Kelvin.

Pour cette raison, les spécialistes d’OSRAM Specialty Lighting (SP) ont développé un module, dans lequel la lumière à laser émise par plusieurs diodes est d’abord projetée dans un convertisseur. Avec l’aide d’une substance fluorescente, ce dernier convertit la lumière bleue en une lumière blanche - exactement comme dans des diodes électroluminescentes modernes.

Quand OSRAM a-t-il commencé à développer la lumière à laser ? Quels étaient les grands tournants technologiques. Et qui comptait parmi les partenaires du projet ?

Le développement du « Automotive Laser Activated Remote Phosphor (LARP) » a commencé il y quatre ans approximativement. Les tournants ont été le développement de différents concepts et le développement du niveau de prototype à travers la production en série.

Où recherche et ce développement ont-ils eu lieu ?

Le développement des systèmes automobiles LARP est une collaboration globale entre différentes divisions d’OSRAM. Les divisions « Specialty Lighting », « Opto Semiconductors » et « Corporate Technology » ont travaillé très étroitement ensemble.

De quelle façon le laser pour le projecteur de voiture est-il différent de lasers pour d’autres domaines (par ex. pour le divertissement) ?

Les différences majeures dans les systèmes LARP automobiles par rapport à d’autres domaines sont les exigences spécifiques des clients du secteur automobile en ce qui concerne les conditions d’espace de design et l’environnement ainsi que les interfaces avec les projecteurs, le temps et la pression financière.

Combien coûte un projecteur avec lumière à laser ? Comment les frais pourront-ils être réduits à l’avenir ?

Les systèmes LARP sont toujours encore des solutions chères pour le fabricant de voitures haut de gamme. Les frais peuvent être réduits en augmentant les volumes. Cela peut être réalisé par exemple via l’implémentation des systèmes LARP dans des véhicules du segment moyen.

Quel est l’avantage de la lumière à laser par rapport à d’autres technologies d’éclairage (halogène, Xénon, LED) ?

La lumière à laser émet une luminosité extrêmement élevée, qui se situe bien au-delà de la brillance de technologies conventionnelles. La brillance équivaut également à quatre fois celle de LED. La brillance extrême permet l’utilisation de composants optiques à très petites tailles. Cela peut être arrangé dans le projecteur conformément aux exigences, créant ainsi un haut niveau de liberté de conception pour le designer de projecteur. Inversement, des systèmes optiques de taille similaire, comme ceux utilisés dans des applications à LED, conduisent à des portées extrêmes. La production en série actuelle de véhicules atteint des portées de 600 mètres.

Quel est le statut actuel et quel est le plan pour la lumière à laser d’OSRAM pour l’année prochaine ?

Le système LARP est soumis à une pression de développement considérable. A côté des systèmes complexes utilisés actuellement dans les productions en série, à l’avenir, il y aura également des paquets plus petits, permettant aux designers de projecteurs d’explorer de nouveaux champs d’application. A l’avenir, les modules complexes avec une performance de flux correspondante seront proposés, ainsi que des petits modules compacts de performance inférieure.

Vidéo : OSRAM Hebrechtingen : production de solutions d’éclairage de voitures innovatrices