Future Sci-tech Lighting
半导体激光器（Semiconductor Laser）也称为半导体激光二极管，是一种利用半导体材料中的电子和空穴复合时产生受激辐射发光的器件。它能将电能直接转换为光能，是激光器家族中的重要成员。
半导体激光照明技术的概述
半导体激光照明技术是一种新兴的照明技术，它利用半导体激光器作为光源，具有一系列独特的优势和特点。因其高效率和高亮度特性，该技术被广泛应用于各种场合，包括但不限于汽车照明、工业照明、公共照明以及特殊用途照明等。
半导体激光照明技术主要通过半导体激光二极管结合荧光陶瓷技术实现。激光照明灯具利用反射式激光器，通过蓝激光光源激发荧光陶瓷，形成低密度白光，再通过光学透镜进行二次光学设计形成白光光源，实现较好的照明效果。
▲反射式激光器工作原理示意图
半导体激光器的优势
高效的电光转换效率
半导体激光器能够将大量输入的电能高效转换为激光能量，具有较低的能耗。在一些对能量转换效率有较高要求的应用场合，例如激光加工和通信行业，其高效率特性可以显著减少能源消耗和降低运行成本。部分半导体激光器的光电转换效率最高可达 80%。
体积小巧轻便
半导体激光器的结构紧凑，其核心部件尺寸小，使得整个激光器系统可以设计得非常小巧。这为激光器在有限空间内的应用变得便利。例如，在光纤通信系统中，激光器能够轻松集成到通信设备中；在医疗领域，小型化的半导体激光器适用于进行微创手术等。
波长范围广
半导体激光器的发射波长广泛，从红外线延伸至可见光谱，并可通过技术手段进一步扩展至紫外线区域。丰富的波长选择，使得半导体激光器能够适应不同应用场景对特定激光波长的需求。例如，红外波段的半导体激光器适合用于夜视和安全监控等，而可见光波段的半导体激光器则适用于激光显示和照明等领域。
▲对比LED光源，激光光源的光源尺寸更小、出光角度更小、芯片电流密度更高
半导体激光器的应用
在浩瀚无垠的蓝色海洋中，隐藏着无数未知与奥秘。然而，深海区域中极高的海水压强、极低的能见度、变幻莫测的海洋环境等因素，使得我们对海洋的探索充满了挑战。
佛山照明通过将激光技术创新性地应用于海洋探照，成功研发出深海激光灯，并将其集成到深海潜艇的照明系统中，有效解决深海探测能见度低、照射距离短的问题，为深海探测提供了切实可行的解决方案。
▲▶佛山照明自主研发的深海激光灯及其测试效果图
经过水下测试，激光深海灯可成功克服深海照明领域远射程、防腐蚀、抗高压等关键挑战，有效解决行业技术难题。
激光深海灯的设计采用了高功率白光激光光源，并配备了渐进式透镜，以增强光束的聚焦能力。该灯具还特别采用了蓝宝石透光罩和高强度壳体结构。通过承受均布载荷时的弯曲应力的研究及仿真优化，确定了透光罩和壳体的材料选择与力学结构设计，有效解决深海环境下的耐压挑战，也使得激光深海灯能够适应水下4500米深的作业条件，满足了深海探测的严苛要求。
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全密封技术：灯体密封关键元件遵循国家标准设计，具备出色的长期高压抗疲劳性能，可满足灯体在高压环境下长期稳定运行。
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一体化设计散热技术：通过整合一体化散热技术和海水水冷辅助散热系统，可实现设备在水下环境长期稳定地运行。
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特殊的表面处理工艺：灯体表面经过特殊工艺处理，可有效提升在海水环境中长期工作的耐腐蚀性能。
经过光、电、热、结构、加工及材料研究开发，佛山照明进一步开发出半导体激光深海灯，并形成了照明系统设计、光场分布设计、抗高压、重防腐等核心技术。与相同功率的LED深海灯相比，半导体激光深海灯的光程更远、亮度更高、系统稳定性更优，可有效解决深海极端环境下灯具长期使用的可靠性问题。佛山照明自主研发的激光深海灯及系列深海灯产品可应用于深海科考、深海探测、海底开发等多个领域。
▲佛山照明半导体激光深海灯
如今，为贯彻落实国家“海洋强国”战略部署，佛山照明正积极参与深海照明技术难题攻坚突破，依托与中科院深海所联合组建的深海照明工程技术联合实验室，开发出万米级LED深海照明装备，先后应用于“奋斗者”号、“深海勇士”号、“蛟龙”号载人深潜器，并参加多个科考航次任务，助力我国深海科考事业不断取得新突破。
▲“奋斗者”号全海深载人潜水器装备了佛山照明和中国科学院深海所联合研发的深海照明设备
向海图强，逐梦深蓝。未来，佛山照明将坚持以“技术佛照”为品牌战略引领，大步走科研创新之路、双碳健康之路，凝智聚力，为海洋强国建设贡献力量。
撰稿：陈 亮
编辑：崔秀炫
编审：薛高霖
