随着技术的进步，成本的降低，参考LED的发展历程，相信可见激光在照明、显示以及更多领域的应用也会越来越广泛。 当人们以为手持吸尘器已经进化到宇宙尽头的时候，戴森推出了全球首款拥有智能激光吸尘系统的无绳吸尘器，全新配备激光探测功能带来肉眼可见的深度清洁。一时间，那一道绿光真的有点像歌词中唱得那般“触电般不可思议，像一个奇迹”。而这道绿光其实就是绿色激光。 1 绿色激光开辟新兴消费市场 当消费者使用吸尘器清洁地面垃圾或灰尘时，一般垃圾很容易看清楚，但是灰尘太小通常不容易被看见。此时，基于激光的方向性及高视觉识别，激光灰尘探测系统就可以辅助吸尘器识别看不见的灰尘粒子，确保地面被深度清洁。 那为什么选用绿色激光？ 据艾迈斯欧司朗市场工程师郑运强介绍，相比日常常见的红色激光以及泵浦固体激光器（DPSSL），就灵敏度和可视性来说，绿色激光差不多是红色激光的3.5倍（如下图左下方的视觉函数曲线中呈现）；而和DPSSL相比，绿色激光抗震动性更优，同时在低温时具备更好的稳定性。  也正是因为更好的可视性和可靠性，绿色激光二极管已经在诸多领域取代了红色激光二极管和泵浦固体激光器。 而在吸尘器这个新兴消费类应用中，绿色激光也将自身的优势发挥得淋漓尽致： 第一，它的可视性高、相干性好，能探测地面上肉眼难以看见的微小灰尘，甚至可以达到微米级； 第二，得益于激光的方向性好，绿色激光可以集中照亮前方区域； 第三，集成的PD可以控制激光的输出功率，并且可以通过IEC 60825 Class 2的安规认证； 最后，得益于激光二极管采用的完全气密性封装，使其具备业界最高等级的可靠性。 加入一个绿色激光光源，即可以极大提升吸尘这项劳动的用户体验。根据Euromonitor数据，2016-2021年，全球吸尘器市场零售量由1.18亿台增加至1.48亿台，CAGR为4.5%。此外受疫情催化影响，消费者的室内环境清洁需求增加，预计吸尘器市场规模会平稳增长。 而吸尘器将会是绿色激光非常重要的一个新兴消费市场。  2 多领域破局 除了吸尘器等新兴消费类应用，绿色激光也在多领域开疆拓土，激光水平仪就是其目前来讲最重要的应用之一，主要分为一字线和360°模组2种。 360°模组顾名思义就是一个能够产生360°激光线的模组，它的原理是通过激光束照射在一个锥形的反射镜上，实现360°激光照明。此模块可以替代3个一字线激光模块，可以帮助模组实现更小的尺寸以及更紧凑的设计。 当然，在激光水平仪以外，绿色激光也开拓出更多适合自己的领域，比如激光扫描枪以及激光ToF测距。作为货物“身份证”的校验者，激光扫描枪已经和我们的日常生活紧密连接，在扫描过程中绿色激光具有自己的独特优势，比如输出功率稳定；扫描速度快；扫描距离远，可以完成直线距离超过30cm的扫描；识别率高、误码率低。这些优势在激光ToF测距中同样显现。  激光ToF测距，即基于ToF的原理，利用激光作为发射管，APD作为接收管进行探测，从而测量它的距离。由于绿色激光相比红色激光具备更好的可视性，同时功耗较低、效率更高，因此非常适合中长距离的测距。 3 可见激光的兴起 半导体激光器的分类有多种方法。可见激光，便是其中很重要的一个类别。它指的是输出光波长在可见光范围内的激光，绿色激光便隶属其中。由绿色激光的多元应用，正好可以管窥可见激光在各领域的多维落地。郑运强表示，可见激光目前已经广泛应用工业、商业、汽车、特种照明、消费以及医疗等各种应用和市场。  有些应用跟我们的日常生活紧密相关，例如演播厅、会议室多会用到的激光投影，工程建筑装修时用到的激光水平仪，PPT演示时用到的激光笔，甚至是高端汽车中采用的激光大灯等等。还有些我们在日常中会较少接触，例如可见激光在生命科学、医学诊断中的快速发展。在医学诊断方面，可见激光有着非常大的成本优势，譬如可以在DNA分析中替代原先较为昂贵的光源，或者利用蓝激光+SHG倍频的方式生成成本更低的UVC光源。目前，各种医学公司或者实验室等均居于医用激光二极管开发新的诊断方法跟工具，以便为患者提供护理所需要的专业及消费级设备。就激光而言，艾迈斯欧司朗可以提供非常全面的系列产品，包括可见激光和不可见激光、垂直发射以及边发射等不同技术的产品组合。聚焦中低功率可见激光，艾迈斯欧司朗同样给出了系列方案。  譬如，多波长多光功率的选择，覆盖450nm~520nm，从10mW到110mW；其次还具备2种封装选择，TO56匹配稳健的工业应用，TO38的封装尺寸较小，适用于对尺寸要求较高的应用；此外就是密封封装，带来业界最高等级的可靠性和寿命；同时可以根据应用需要选择集成监控二极管。 4 大功率蓝色激光 在中低功率激光产品以外，大功率激光在显示及照明应用中具有独特优势。以大功率的LED跟激光来做类比，假设同样采用光功率4W的大功率蓝色LED跟蓝色激光，如果对比辐射亮度，如下表所示，LED的光密度为0.6W/mm2sr，而激光为2.7*105W/mm²sr，相差了整整45万倍，由此可见，激光的功率密度要比LED高出5个数量级。  众所周知，在尺寸有限的情况下，高光功率密度的激光更有利于实现复杂光学设计以及更高的系统性能，譬如更小的光束角以及更远的照射距离。 回归艾迈斯欧司朗提供的大功率蓝色激光产品，波长都是标准的447nm，包含两类封装，光功率范围大概在1.6W~5W，均采用密封封装，具备业界最高等级的可靠性。其中TO56封装是中功率产品的最优选择，它的发光孔径非常小，只有15um，因此可以提供一流的光束性能，非常适合需要耦合到光波导、光纤或者是需要高光功率密度的应用场合。  TO90封装为高光功率产品提供最佳的热阻跟性能，最高光功率为5W，表现稳定，适合应用在高光功率密度的工业应用。 目前，大功率可见激光最主要的应用市场就是显示，包括激光投影、激光电视、以及汽车AR-HUD等等。此外，以蓝色激光为例，大功率可见激光在照明领域同样有广泛应用，譬如激光大灯、工作灯、探照灯、户外亮化工程中所需要的景观建筑照明等等。  5 可见激光的未来 当就这些应用进行细究的话，会发现它们都有一个基本的共同点，它们对光源、光学系统都有着极高的要求，而大功率蓝色激光正好可以为这些基于特殊照明的应用提供自身的优势。 首先，对比传统光源，激光的亮度更高；其次高功率密度的激光光源也可以使设计更加自由，进一步缩小光学及成像系统的尺寸，以更高的利用率获得更高的系统性能。“随着技术的进步，成本的进一步降低，参考 LED 的发展历程，我们相信可见激光在照明、显示以及更多领域的应用也会越来越广泛。” 郑运强说道。事实上，基于蓝色激光的激光雕刻/切割市场正在兴起。疫情以来，大家居家时间更多，家用消费品的需求也日益增长，特别是国外流行动手DIY，将蓝色激光用于雕刻、切割这样的DIY市场也就应运而生。未来，相信伴随技术的成熟，在消费端以外，蓝光激光在工业焊接、切割领域的机会也会日益增多。 |
