Лазерное освещение — это прорывная технология, которая может заменить привычные светодиоды (LED). Оно ярче, направленнее и долговечнее, а потому идеально подходит для автомобильных фар, проекторов и спецосвещения. В отличие от LED, лазерные диоды (LD) не страдают от «провала эффективности» при высокой мощности, что позволяет создавать сверхъяркие источники света.

Один из популярных способов получить белый свет с помощью лазера — использовать синий LD и люминофорный преобразователь. Проблема в том, что лазерный луч фокусируется в крошечное пятно с огромной плотностью энергии, из-за чего люминофор перегревается, теряет яркость и даже разрушается. Чтобы решить эту проблему, ученые разрабатывают термостойкие неорганические материалы, такие как люминофор в стекле (PiG), пленки PiGF, монокристаллы и керамику.

Команда Юнь Моу из Университета Сунь Ятсена (Китай) предложила новое решение — S@PiGF@A: сэндвич-структуру из люминофора, стекла, сапфирового окна и подложки из оксида алюминия.

Подробности опубликованы в издании Journal of Advanced Ceramics.

Что удалось достичь:

• Рекордный световой поток — 6749 люмен при плотности мощности 47,7 Вт/мм²  (это в 2,4 раза больше, чем у обычных PiGF-преобразователей).
• Улучшенный теплоотвод благодаря двойному охлаждению через сапфир и подложку.
• Моделирование подтвердило: чем толще сапфировое окно, тем ниже температура люминофора.

Наш подход позволяет отводить тепло сразу в двух направлениях, — объясняет Юнь Моу. — Это снижает перегрев и увеличивает эффективность преобразования света.

Но есть и ограничения:

• Нужны более отражающие подложки.
• Необходимы люминофоры с улучшенной цветопередачей.
• Требуется активное охлаждение для экстремальных мощностей.

Этот метод может привести к появлению:

• Сверхъярких автомобильных фар с дальностью света в 1,5–2 раза выше современных.
• Компактных проекторов с яркостью, сравнимой с кинотеатральными лазерными системами, но дешевле.
• Освещения для стадионов, авиации и космоса, где важны надежность и минимум нагрева.

Исследование не учитывает стоимость сапфировых окон — они дорогие, и их толщина (до 3 мм) увеличивает вес и габариты устройства. Для массового производства нужны более дешевые альтернативы.

Ранее ученые объявили перовскитные светодиоды прорывом.