FotonMag

Už je tomu zhruba 10 let, co se ve větší míře dozvídáme rozličné zprávy o vývoji „chytrých brýlí“ s rozšířenou realitou (Augmented Reality – AR). Některé technologické společnosti na tomto poli byly úspěšnější, jiné naopak své projekty navzdory velkému očekávání a ještě větším investicím zrušily. I po mnoha letech se však lze v tomto odvětví setkat s poměrně překvapivými novinkami, jako je tomu u rakouské společnosti TriLite, která vyvinula světově nejmenší AR systém s využitím laserových diod (LD).

Nejdříve ale trochu kontextu: Většina vývojářů AR brýlí k problematice přistupuje tak, že vezme nějaký skutečně miniaturní microLED displej, který se speciální optikou promítá na skla brýlí. Různí výrobci se pak předhání v tom, kdo přijde s ještě miniaturnějším displejem, ještě lepším rozlišením, a ještě nižší hmotností. Naposledy jsme tu například psali microLED displeji s úhlopříčkou 5,6 mm a rekordní roztečí obrazových bodů 5 µm.

TriLite se svým novým laserovým modulem zvaným Trixel®3 na to jde zcela jinak. Základem jsou tři laserové diody dle barevného modelu RGB, které dodává přední rakouský výrobce LED a LD ams OSRAM. Ten ostatně již dříve avizoval jejich výrobu. Tři laserové paprsky prochází mikročočkami a následně už přímo směřují na speciální zrcadlo MEMS (micro-electro-mechanical system). Prakticky jde o mikrozrcadlo, které se na základě elektronického vstupu naklání ve dvou osách. Tímto způsobem velmi rychle odráží tři barevné paprsky na projekční plochu (skla brýlí) a vykresluje na ni jednotlivé pixely, které tvoří celkový obraz.

Z hlediska principu to připomíná dnes již historické vakuové CRT obrazovky z 20. století, tentokrát však s lasery namísto elektronového děla, a také s chytrým algoritmem, který jednotlivé pixely prokresluje v mnohem komplexnější trajektorii, nikoliv po řádcích (viz srovnávací graf).

Dle vyjádření a prezentačních materiálů společnosti TriLite má být tento laserový modul snad ve všech technických ohledech efektivnější řešení než microLED technologie, jak prezentuje na přiložené tabulce a grafice – zejména je menší, lehčí, energeticky úspornější a má lepší zobrazovací parametry. A jako by toho nebylo málo, má být i značně levnější. Jak se to nakonec propíše do praxe a jací výrobci chytrých brýlí projeví o modul Trixel®3 zájem teprve uvidíme.

Zdroje: ledsmagazine.com, trilite-tech.com

Japonská společnost Nichia se proslavila zejména v 90. letech vynálezem první výkonné modré LED, jež vzápětí uspíšila vývoj diod vyzařujících bílé světlo. Kromě LED se ale Nichia zaměřuje i na vývoj laserových diod (LD), zejména modrých a zelených. Co však dosud v portfoliu firmy výrazně chybělo, byla výkonná červená laserová dioda – tu začala vyrábět až nyní. Nichia tak konečně může poskytovat vlastní LD čipy se všemi třemi základními složkami barevného modelu RGB.

Hlavní využití RGB LD spočívá zejména v digitálních projektorech, kde jsou laserové diody oproti výkonným LED v mnohém lepší. Poskytují mnohem širší rozsah reprodukce barev, mají vyšší efektivitu i jas. Poptávka po takovýchto projektorech s LD přitom roste nejen v oblasti profesionálních kin, ale zejména u malých domácích projektorů a laserových televizí (což je v podstatě také projektor).

Nichia svým novým počinem reaguje na poptávku firem po různých parametrech laserových diod pro každou barvu RGB zvlášť. Zatímco zelené (G) a modré (B) laserové diody si Nichia už léta vyrábí sama a má jejich specifika pod kontrolou, ty červené (R) dosud pořizovala od vnějších dodavatelů, což se promítalo do kvality, ceny a zejména pak náročnosti vyhovět odlišným požadavkům různých zákazníků. Díky vlastní výrobě teď bude japonský výrobce schopen flexibilněji reagovat na jejich poptávku.

Jedním z hlavních produktů firmy bude QuaLas™ RGB (na obrázcích), ve kterém budou všechny LD čipy nahusto osazeny na jedné malé desce. Jejich parametry (viz tabulka) jsou navrženy tak, aby dohromady dokázaly poskytnout vyvážené barvy. Do prodeje se dostane na jaře 2024.

Zdroje: ledinside.com, nichia.co.jp

Společnost PreAct Technologies sídlící v Oregonu otevřela předprodej cenově dostupných jednotek tzv. zábleskového LiDAR pod názvem Mojave LiDAR. Zábleskový LiDAR (flash LiDAR) se od toho klasického liší způsobem skenování prostoru. Zatímco běžný LiDAR vystřelí řádově miliony krátkých pulzů úzkého laseru, kterými postupně oskenuje své okolí, zábleskový LiDAR k tomu využije jen jeden pulz širokorozbíhavého paprsku.

Technologie LiDAR do budoucna nabízí obrovský potenciál v mnoha odvětvích, jako je robotika, agrikultura, koncept chytrých měst, autonomní řízení, logistika, monitorování budov, monitorování pacientů a v neposlední řadě také vzdělávání a výzkum. Výskyt cenově dostupnější jednotky LiDAR je tedy pro rychlý rozvoj všech těchto aplikací skutečně příslovečným bleskem z čistého nebe.

Mojave LiDAR už z výroby přichází plně kalibrovaný, přičemž jeho firmware i software má být do budoucna plně upgradovatelný. Cílovkou společnosti PreAct navíc nemají být výhradně jen technologické společnosti s velkým odběrem, ale v podstatě kdokoli si bude moci koupit klidně jen jednu jednotku například přes Amazon. Zde je nakonec výčet některých parametrů nového Mojave LiDAR-u:

• Rozměry 90 x 25 x 25 mm, váha 75 gramů
• Více než 1,4 milionu bodů hloubkových informací za sekundu
• Hloubková přesnost s chybovostí méně než 2 %
• Schopnost detekovat sklon a převýšení terénu
• Ve srovnání s jinými dostupnými senzory na trhu velmi dobře detekuje útesy a okraje
• Maloobchodní cena je 350 USD, v přepočtu tedy zhruba 8 000 Kč.

Zdroje: preact-tech.com, ledinside.com, asc3d.com

Jeden z předních výrobců svítilen AceBeam přichází na trh se svým prvním hybridním modelem, který zajímavým způsobem kombinuje světelné technologie LED a LEP (laserem excitovaný luminofor). Uživatel tak může snadno přepínat mezi šířkovým reflektorem pro kvalitní osvětlení nejbližšího okolí a úzkým dálkovým reflektorem, který poskytuje dosvit až 1600 metrů.

Jak je patrné z obrázků, výrobce rozhodl pro umístění dvou reflektorů vedle sebe, namísto aby je spojoval do jednoho. Hranatý širokoúhlý reflektor ukrývá tři LED Nichia 519A s velmi vysokým indexem podání barev (CRI) >90 a teplotou chromatičnosti 5000 K. Řečeno méně technickým jazykem, reflektor ozáří široké okolí světlem, které se svými vlastnostmi podobá tomu dennímu. Maximální dosvit LED reflektoru je až 154 metrů při výkonu 2300 lumenů.

Za kulatým reflektorem se ukrývá jednotka LEP, někdy přezdívaná i „bílý laser“ vzhledem k vysoce koncentrovanému světlu. Při maximálním výkonu LEP vydává světelný tok až 700 lumenů, pro delší výdrž baterie lze výkon snížit. Reflektor je otočný, díky optice lze měnit úhel světelného kužele v rozmezí 3–16 stupňů a vzdálenost dosvitu mezi 177–1600 metry.

K ovládání svítilny slouží dvě tlačítka, z nichž jedno přepíná mezi LED a LEP, zatímco druhé ovládá zapínání, režimy výkonu, aktivaci stroboskopu a elektronické uzamknutí svítilny. Zdroj energie poskytuje akumulátor Li-ion 21700 s kapacitou 5000 mAh, který v sobě ukrývá nabíjecí port typu USB-C.

Svítilna je vyrobená z leteckého duralu, výrobce zaručuje odolnost při pádu z výšky 1 metru. Zároveň je vodotěsná až do hloubky dvou metrů dle standardu IP68. Poněkud nevšední hranatý design „terminátora“ zachovává stále ještě kompaktní rozměry 10,4 x 6,3 x 3,5 cm. K dostání je za 7 899 Kč včetně DPH.

Zdroj: svitilny.eu

Čím dál více se do popředí dostává nová světelná technologie známá jako LEP (laser-excited phosphor, česky laserem excitovaný luminofor). Někdy se jí poněkud nepřesně přezdívá i “bílý laser”. LEP je často srovnáván s široce rozšířenými LED (light-emitting diode), které momentálně osvětlují většinu našeho života a které jsou do určité míry příbuznou technologií. Ukazuje se, že v některých oblastech je LEP svými vlastnostmi výrazně předčí. Podívejme se proto, co je tohle nové osvětlení zač a jaký má potenciál.

LEP je v principu modrý laser vyzařovaný polovodičovou laserovou diodou (LD), který se odrazí od vrstvy luminoforu a tím vznikne celospektrální bílé světlo. Podle měnitelných parametrů použitého luminoforu (tloušťka, absorpční koeficient, chemické složení) se pak odvíjí konkrétní vlastnosti výsledného světla. Obecně však platí, že výsledný kužel bílého světla má mnohem větší dosvit (až jednotky kilometrů) než ty nejlepší LED a je také mnohem koncentrovanější.

LEP (respektive modrý laser) navíc netrpí na významný pokles energetické účinnosti při vyšším proudu, což je u LED známý problém. Technologie LEP by měla být i relativně bezpečná pro zrak, neboť ačkoli skutečně používá nebezpečný laser, po odražení od luminoforu se z něj stává obyčejné bílé světlo.

Momentálně je LEP značně dražší než LED. Na jednu stranu se skutečně jedná o nákladnější technologii co do výroby, kromě toho je ale také výzkum a vývoj LEP více v začátcích. Zatímco LED se vyvíjí již od 60. let, vývoj LEP se začal pomalu rozbíhat až kolem roku 2010. Roli v tom hraje i fakt, že se „čekalo“ na dostupnost výkonných modrých laserových diod za rozumnou cenu.

Nakonec se podívejme na stávající aplikace LEP a jeho budoucí potenciál. V současnosti se díky výtečnému dosahu LEP používají zejména do laserových svítilen určených pro pátrání, lov, ozbrojené složky atp. Také se pomalu dostává do automobilových světlometů. “Bílé lasery” se již osvědčily i jako zdroj světla pro projektory v kinech (viz schéma na obrázku), kde nahrazují xenonové výbojky s velmi nízkou životností a vysokými nároky na chlazení. Skvěle se hodí na vnější architektonické osvětlení, např. pro nasvícení památek a věží. V nemocnicích zase mohou sloužit jako výkonná operační světla. Jak je vidět, zatím se jedná o dosti specifické oblasti. Předvídá se ale, že s postupem času se seznam využití LEP výrazně rozšíří i na mnohem běžnější aplikace, například i jako osvětlení do domovů a kanceláří.

Zdroje: Faiz Rahman, Diode laser-excited phosphor-converted light sources: a review (2022); batteryjunction.com; lumintoponline.com

Čínský výrobce kvalitních svítilen Maxtoch přichází na trh s neotřelým konceptem dalekosáhlé svítilny, která vyniká dvěma oddělenými reflektory. Dva paprsky se spojují v dálce 50 metrů, aby se docílilo dvojnásobného jasu a iluminace. Ve výsledku tak může svítilna při světelném toku 1 200 lumenů dosvítit přes 4 000 metrů daleko.

Narozdíl od běžných svítilen Owleyes nepoužívá běžné světelné diody (LED), nýbrž technologii LEP. V principu se jedná laser, který se odrazí od luminoforu a vrhne užší světelný kužel s velice dlouhým dosahem. Výhodou tohoto typu osvětlení je kromě vysoké efektivity také konstantní světelný výstup, který neklesá s časem. Dvě LEPky pak doplňují ještě dvě asférické čočky s ochranou proti poškrábání, které usměrňují paprsek.

Zdroj energie poskytují tři Li-ion akumulátory typu 21700 s kapacitou 5 000 mAh, které se dobíjí pomocí skrytého USB-C portu v zadní části svítilny. Maximálním světelným tokem 1 200 lumenů může svítilna zářit po dobu 2,5 hodin, v nižších režimech svícení pak „soví oči“ poskytují 600 lumenů (4,3 hodin) a 200 lumenů (8,75 hodin). Tři základní režimy svícení pak ještě doplňuje stroboskop, který se aktivuje trojím stisknutím tlačítka.

Svítilna Maxtoch Owleyes W PRO v2.0 je navržena do tvrdých outdoorových podmínek, výrobce zaručuje její odolnost při pádu z výšky 1,5 metrů i vodotěsnost při ponoření do hloubky 2 metrů dle standardu IPX-8. Zajímavostí svítilny je i to, že její držadlo slouží zároveň jako picatinny lišta pro případnou montáž na zbraň. Cena unikátní svítilny je 17 999 Kč včetně DPH.

Zdroje: svitilny.eu, maxtoch.com

Japonsko-americký vědec Shuji Nakamura proslul především svým vynálezem efektivní modré LED v první polovině 90. let, následně se věnoval i vývoji modrého laseru. Byl to právě jeho objev, který konečně po desetiletích vývoje umožnil masivní rozšíření úsporného LED osvětlení, za což obdržel Nobelovu cenu za fyziku. A přestože Nakamura letos oslavil své 69. narozeniny, do ústranní se nijak nechystá. Právě naopak, vrhnul se na nukleární fúzi.

Shuji Nakamura již na konci minulého roku spoluzaložil v Kalifornii společnost Blue Laser Fusion, ve které působí jako CEO. Jejím cílem je vyvinout efektivní reaktor nukleární fúze pro výrobu čisté energie. K fúzi se využívají lasery, které vyrábějí energii slučováním atomů, nikoli jejich štěpením jako je tomu u dnešních nukleárních reaktorů. Do roku 2030 chce společnost vyvinout funkční fúzní reaktor produkující 1 gigawatt elektřiny.

Nukleární fúze (fusion) oproti stávajícímu štěpení (fission) nabízí několik značných výhod. Především nepoužívá strategicky významný uran, ale jen vodík, případně i lithium. Díky tomu také nevytváří dlouhodobý radioaktivní odpad. Fyzik Stephen Hawking k tomu kdysi řekl: „Rád bych, aby se nukleární fúze stala praktickým zdrojem energie. Poskytla by nevyčerpatelnou dodávku energie bez znečištění či globálního oteplení.“

Na nukleární fúzi se pracuje již od 50. let. Dosavadní pokusy však byly většinou neefektivní. Zpravidla vyprodukovaly méně energie, než kolik jí bylo dodáváno, energetický zisk fúze byl tedy zpravidla menší než 1 (s výjimkou vodíkových bomb). Teprve až loni v prosinci se americké vládní společnosti NIF podařila pozitivní nukleární fúze s dosud nejvyšším energetickým ziskem 1,54. Při využití 2,1 MJ energie na zahřátí atomů vodíku vyrobili 3,2 MJ. Aby se však nukleární fúze skutečně vyplatila, energetický zisk by měl být nejmíň stonásobně větší.

Dnes už existuje vícero státních i soukromých společností, které se vývoji efektivní a bezpečné nukleární fúze věnují. Pokud ale uspěje právě Nakamurova nová společnost Blue Laser Fusion, bude to již podruhé, kdy tento slavný fyzik výrazně přispěje k proměně světa směrem k energetické udržitelnosti.

Zdroje: ledsmagazine.com

Výrobce svítilen Olight přišel na trh s novou zbraňovou svítilnou. Je to první svítilna svého druhu, která namísto LED využila jako světelný zdroj relativně novou technologii LEP. Díky ní dokáže prozářit tmu až do dálky 530 metrů, a to při světelném toku „pouhých“ 250 lumenů a zachování kompaktních rozměrů.

Technologie LEP (Laser Excited Phosphor) funguje na principu zaostřeného modrého laseru, který se odrazí od fosforového prvku na kovovém podkladě. Odražený paprsek již tvoří bílé širokospektrální světlo, které je pak ještě zaostřeno čočkou. Ve výsledku LEP dokáže dosvítit násobně dál, než tradiční LED, oproti světelným diodám má ale mnohem užší světelný kužel. Proto se LEP příliš nehodí pro běžné osvětlení na kolo či outdoor, zato však se skvěle osvědčí jako pátrací nebo právě zbraňové svítilny.

Zdrojem energie pro tuto unikátní LEP ve zbraňové svítilně je dvojice lithiových baterií CR123A. Maximálním výkonem dokáže svítilna svítit 4 minuty, následně se světelný tok automaticky sníží na 60 lumenů s výdrží 3 hodiny. Ovládání je řešeno dvěma tlačítky po obou stranách svítilny, vyhoví tedy i levákům. V případě současného stisknutí tlačítek se zapne taktický stroboskop.

Připevnění na zbraňovou lištu zajišťuje vyměnitelný adaptér typu GLOCK i 1913, společně se zajišťovací páčkou pro rychlou montáž svítilny. Ochrana IPX6 zaručuje odolnost svítilny proti silnému dešti. Tělo svítilny je tvořeno z odolného leteckého duralu s povrchovou úpravou Hard Anodized III. K dostání je za 4679 Kč včetně DPH.

Zdroje: svitilny.eu, olightworld.com

Globální lídr v oblasti optických řešení společnost Osram, rozšiřuje své partnerství se společností Cepton Technologies, inovátorem v oblasti LiDAR v autonomních vozidlech a mnoha dalších aplikacích.

Cepton používá nejmodernější laserové diody ams OSRAM, které kombinují vynikající výkon a energetickou účinnost. Kompaktní produkt se vyznačuje multi-přechodovou laserovou technologií se třemi zářiči naskládanými na sebe. Laser může pracovat při teplotách až 125°C.

Jednotky LiDAR počítají dobu než laserový paprsek zasáhne objekt a odrazí se zpět. Tato měření pomáhají vytvořit 3D mapu okolí vozidla pro jeho bezpečný průjezd. Infračervené osvětlení umožňuje vozidlu „vidět“ své okolí a je klíčovou součástí jakéhokoli systému LiDAR. Společnost OSRAM je předním dodavatelem na trhu se silným portfoliem laserů, které pohání mnoho dnešních systémů LiDAR.

Nová spolupráce by měla v roce 2023 přinést hromadná řešení LiDAR, která obsahují 905 nm lasery OSRAM pro širší modelovou řadu vozidel a ne jen pro luxusní vozidla. Dle vyjádření manažera Osramu, Joerge Strausse, LiDAR od Ceptonu činí silnice bezpečnějšími tím, že snižují nehodovost. Společně tyto dvě společnosti pomáhají zahájit novou éru v automobilovém světě s autonomním řízením.

Zdroj: ledinside.com

Hong Kong vydal zákaz dovozu a prodeje laserových ukazovátek po testech, které prokázaly jejich nebezpečnost. Kapesní lasery byly součástí nedávných protivládních protestů, kdy je demonstranti směrovali na policisty, policejní stanice a vládní zařízení. Přestože tzv. “gadgety” nejsou zakázány, policie uvedla, že podle hongkonského práva mohou být laserové ukazovátka považovány za zbraně, pokud jsou použity nebo určeny k použití při útoku.

Celní a spotřební oddělení sice tvrdí, že zákaz prodeje nesouvisí s protesty, jelikož jeho testování započalo 3 měsíce před vypuknutím nepokojů, ale časová souslednost zákazu zřejmě není náhodná. Hloubková kontrola byla nařízena po zkušebním nákupu, kdy laserovému ukazovátku chyběly bezpečnostní varování ve dvoujazyčné mutaci. Kontrola pak zjistila, že výrobek nemá požadované bezpečnostní zařízení a není oficiálně pojmenován. Často šlo na tržnicích v Číně i Hong Kongu zakoupit i extrémně výkonné přenosné lasery se zářivým tokem vyšším než 1000 mW.

Celní orgány varovaly uživatele, aby se vyhnuly očnímu kontaktu se světlem vyzařovaným laserovým ukazovátkem. Vyzařovaný paprsek může uživatelům způsobit vážné zranění očí či kůže.

Zdroj: scmp.com