Lichtquellen auf Basis von LaserdiodenMatthias Lautenschläger

Inkohärente Lichtquellen

12.06.2015

Agenda

Grundlagen• Geschichte • Funktionsweise der Laserdiode

Applikationen• Projektoren• Fahrzeugscheinwerfer

Ausblick

2

Meilensteine in der Entwicklung der Laserdiode

H.J.Round

O.V.Losev

G. Destriau

Shockley, Bardeen, Brattain

1907 1935

1921 1949

1954 1961

1960 1962

Schawlow, Townes

T. Maiman

Biard, Pittman

N. Holonyak

Elektrolumineszenz

Round Effekt

Losev-Licht

pn Übergang

MASER

LASER

LED

Laserdiode

[1] [2]

3

Agenda

Grundlagen• Geschichte • Funktionsweise der Laserdiode

Applikationen• Projektoren• Fahrzeugscheinwerfer

Ausblick

4

LED VS. Laserdiode

LED LXML PRO2-A900 [3]

Laserdiode NDB7K75[4]

Wellenlänge 440 | 447,5 | 460 440 | 455

Leistung 1030 mW 3500 mW

Lebensdauer B50 L70 10.000 h*

Wirkungsgrad 49% 54%

* Dieckmann, Laseranwendung, Kap. 3

5

Funktionsweise der Laserdiode

[8] Dieckmann, Laseranwe

6

Funktionsweise der Laserdiode

[8] Dieckmann, Laseranwe

7

Applikationen

8

Grundlagen• Geschichte • Funktionsweise der Laserdiode

Applikationen• Projektoren• Fahrzeugscheinwerfer

Ausblick

Applikationen - Projektoren

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www.beamersho

acer x113 Canon XEED WX520 Benq SP920P Sony VPL FX500L Epson EB G6650htstrom 2800 lm 5200 lm 6000 lm 7000 lm 6000 lmflösung 800x600 1440x900 1024x768 1024x768 1920x1200hnologie DLP LCoS DLP LCD LCD

ntrast 13000:1 2000:1 2000:1 2500:1 5000:1bensdauer 5000 h 3000 h 2000 h 6000 h 2000 h

is 229,00 € 2.534,00 € 2.559,00 € 5.140,00 € 6.186,00 €

Projektoren – 1. Digital Light Processing

10

Digital Light Processing mit Digital Mirror DevicesFunktionsweise Performance

[9]

Acer x113 Casio XJ V1Lichtstrom 2800 lm 2700 lmAuflösung 800x600 1024x768Technologie DLP DLPKontrast 13000:1 20.000:1Lebensdauer 5000 h 20000 h

Preis 229,00 € 644,00 €

Projektoren – 2. Liquid Crystal Display

11

Funktionsweise Performance

[10]

Acer x113 Casio XJ V1Sony VPL

FX500LSony VP

FHZ55Lichtstrom 2800 lm 2700 lm 7000 lm 4000 lmAuflösung 800x600 1024x768 1024x768 1920x120Technologie DLP DLP LCD LCDKontrast 13000:1 20000:1 2500:1 8000:1Lebensdauer 5000 h 20000 h 6000h 20000 h

Preis 229,00 € 2.534,00 € 5.140,00 € 4.978

Applikationen

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Grundlagen• Geschichte • Funktionsweise der Laserdiode

Applikationen• Projektoren• Fahrzeugscheinwerfer

Ausblick

Laserbasierte Lichtquellen im Automobil - Relevanz

• „BMW Laserlicht feiert Weltpremiere“ (BMW Group 2014)

• „Zoff im Premiumsegment: Mercedes hält Laserlicht für reinen Marketing-Gag“ (Online, Focus, 2014)

13

Laserbasierte Lichtquellen im Automobil - Relevanz

14[13]

Laserbasierte Lichtquellen im Automobil –Funktionsweise

15

[14] [1

Laserbasierte Lichtquellen im Automobil –Stand der Technik

16

[16]

[11] [17]

Applikationen

17

Grundlagen• Geschichte • Funktionsweise der Laserdiode

Applikationen• Projektoren• Fahrzeugscheinwerfer

Ausblick

Ausblick

18[18]

[19]

Quellen

[1] www.osram.de/osram_de/news-und-wissen/led-home/professionelles-wissen/led-grundlagen/led-historie/index.jsp

[2] https://www.hs-pforzheim.de/De-de/Technik/Maschinenbau/laborbereiche/fertigungstechnik/verfahren_fertigung/Seiten/GeschichteDesLasers_Verfahren.aspx

[3] www.luxeonstar.com/447nm[4] www.nichia.co.jp/de/product/laser.html[5] physik.unibas.ch/LaserSafetyCourse/de/2a.html [6] www.physik.wissenstexte.de/kohaerenz.htm [7] w3.shorecrest.org[8] Dieckmann, Laseranwendung, Kapitel 3, Seite 11-17[9] www.pc-magazin.de/ratgeber/laser-beamer-technik-background-1500013.html[10] www.golem.de/news/grosse-helligkeit-sony-baut-lcd-laserprojektoren-ohne-leds-1412-

111087.html[11] BMW Group (2014). Online verfügbar unter https://www.press.bmwgroup.com[12] Audi-Mediaservices. Online verfügbar unter https://www.audi-mediaservices.com

19

Quellen

[13] E.O. Rosnehahn, M. Lampen, K.F. Albrecht: “Laser based Headlamp Range Extender. Hype or useful Feature for the driver”.

[14] Katja Wätzing, Isabel Kinski: „Transparente YAG: Ce-Keramik zur Konvertierung von blauem Licht“. Frauenhofer IKTS, Online verfügbar unter: http://www.ikts.fraunhofer.de

[15] J. Schug, R. Hohn, U. Hechtfischer, R. Hikmet, U. Mackens: “Dedicated phosphor developments for future Laser based headlights”. In: Vision 2014

[16] Lachmeyer, Wolf, Danov, Kloppenburg (2013): „Reflektorbasierte Laser-Lichtmodule als Zusatzfernlicht für die Fahrzeugbeleuchtung“. In: 10th International Symposium on Automotive Lighting

[17] Y. Nakaya, Stanley Electric Co., Ltd.: “Laser/LED th Hybrid Headlamp” in: 10th International Symposium on Automotive Lighting Volume 15, T.Q. Khanh (Hrsg.) (Herbert Utz Verlag GmbH 2013)

[18] Roth, Meyer, Thomschke; Laser scanning unit for light symbol preojection ,In: Vision 2014[19] http://www.ecofriend.com/wp-content/uploads/2012/07/phoenix-

concept_1_N75Ea_69.jpg[20] http://www.wickedlasers.com/lasersaber

20

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

Grundlagen der LASER – Emission

Monochromatisch

Räumliche und zeitliche Kohärenz

Polarisiert

[5]

[6]

[7]22

Projektoren – 3. LASER

Kunst, neue Realität aus Licht zu Erschaffen

23

Professionelle Applikationen:

Strahlmodulation - AOM Strahlführung - Polygon und

Galvo Spiegel

Zeilenaufbau vergleichbar mit einer Kathodenstrahlröhre

Anhang – Akustooptischer Modulator (AOM)

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[8] Dieckmann, Laseranwe

Anhang – Galvo und Polygonspiegel

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[8] Dieckmann, Laseranwe

Anhang – Liquid Crystal on Silicon

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