레이저 다이오드를 이용한 자동차용 헤드 램프 광학계 설계 (Optical Design of an Automotive Headlamp System Using a Laser Diode)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 67권 / 12호 / 1534 ~ 1540페이지
· 저자명 : 박은미, 박현준, 김종태

초록

니치아(Nichia)의 청색 발광 다이오드(light-emitting diodes, LED)의 개발 후 청색 LED 칩과 YAG:Ce 형광체를 결합한 백색 LED가 가장 유망한 고체 조명 기술이 되었다. 그러나 LED는 높은 동작 전류로, 소자의 온도 상승으로 인하여 내부적으로 또는 외부적으로 양자 효율이 감소함에 기인하는 효율 저하의 문제점을 갖는다. 또한 온도 상승은 피크 파장의 변화를 초래하고 형광체에 유해한 영향을 미친다. 이와는 대조적으로, 레이저 다이오드는 이러한 효율 손실을 겪지 않는다. 본 연구에서는 레이저를 활용하여 백색 조명을 구현하기 위한 형광체 모델링과 LED 헤드 램프의 구조를 활용한 하향등 모델링에 대해 연구하였다. 모델링 된 레이저가 발산각을 가지고 있어, 이것의 초점 위치를 잡기 위하여 다양한 광학계를 통한 시뮬레이션을 진행하였다. 시뮬레이션을 통해 본 연구에 최적화된 광학계 모델링을 선정하였으며, ECE-R112 규정에 대한 분석을 통해 다양한 연구 방향을 제시하였다.

영어초록

The development of Nichia's blue light-emitting diodes (LEDs) combining white LEDs with blue LED chips and YAG phosphors has become the most promising solid-state lighting technology. However, the LED has a high operation current, which causes a problem of efficiency deterioration due to a decrease in the quantum efficiency internally or externally due to a temperature rise in the device. The temperature rise also causes a change in the peak wavelength and has a detrimental effect on the phosphor. In contrast, laser diodes do not experience this efficiency loss. In this study, phosphor modeling for realizing white light by using a laser and downward light modeling using a LED headlamp structure were studied. Because the modeled laser has divergent angles, we simulated various optical systems to capture the focal position. We selected the optimized optical system modeling based on simulation, and we present various research directions based on an analysis of the ECE-R112 regulation.

참고자료

· 없음