Fari Laser Audi: come funzionano?

Sarebbe bello avere fari a lunga gittata in autostrada e con un cono di luce largo nelle strade extraurbane; il tutto coniugato poi con avanzate funzioni antiabbagliamento. Si sta lavorando di fantasia? Non proprio, dato che i fari Matrix Laser proposti da Audi promettono di possedere tutte queste qualità. Ma come funzionano? In che modo un laser produce il fascio di luce che illumina la strada?

TECNOLOGIE PER L'ILLUMINAZIONE DINAMICA – Si chiama progetto iLaS (intelligent laser light for compact and high-resolution adaptive headlights) e viene portato avanti da Audi in collaborazione con vari partner, fra i quali Bosch e il Lighting Technology Institute del Karlsruhe Institute for Technology. Il progetto è inoltre sponsorizzato dal Ministero Tedesco Federale per Educazione e Ricerca. La tecnologia che si sta sperimentando, Matrix Laser ad alta risoluzione, ha lo scopo di ottenere un'illuminazione della strada flessibile e versatile in modo da fornire la luce giusta in ogni situazione. Non è la prima volta che Audi usa fari nei quali la sorgente luminosa è un Laser LED e infatti questa evoluzione “insiste” di più sulla modulazione del fascio luminoso che sulla maniera di produrlo. Il funzionamento delle sorgenti luminose Laser LED è interessante, anche perché ha risvolti “nostalgici”. I Laser LED emettono in maniera energeticamente efficiente una luce coerente e molto intensa (anche pericolosa per la vista) ma c'è un però: la luce è blu-violetta.

IL RITORNO DEI FOSFORI E L'ARRIVO DEI MICROSPECCHI – A questo punto intervengono i fosfori, che ci avevano accompagnato lungo tutta la parabola della compianta TV a tubo catodico rivestendone lo schermo (in realtà sono rimasti, ad esempio nei tubi al neon e nelle lampadine a risparmio energetico). Una volta colpiti dalla luce bluastra del Laser LED i fosfori la assorbono per restituirla convertita in una innocua e molto potente luce bianca, collimata poi da una lente. Nella soluzione Audi i Laser emettono ad una lunghezza d'onda di 450 nanometri, ai confini fra il blu ed il violetto. Nelle attuali luci Audi Matrix LED si usano più sorgenti luminose, che permettono di modellare il fascio a seconda delle varie esigenze. Questa ulteriore evoluzione usa invece dei micro-specchi forniti da Bosch (il diametro è di 3 millimetri) che si muovono molto rapidamente su due assi. L'ampiezza del fascio – più largo e corto a bassa velocità, più stretto e con maggiore portata in autostrada – viene modulata variando l'angolo di rotazione dello specchio. Il movimento del microspeccho – destra-sinistra per l'ampiezza del fascio, alto-basso per la sua profondità – è così rapido che l'occhio umano non distingue le singole “pennellate” ma le integra percependo una luce senza interruzioni, analogamente a quanto si verifica con le proiezioni cinematografiche.

L'EREDITÀ DEI VIDEOPROIETTORI – L'accensione dei diodi laser nei fari Matrix Laser è sincronizzata con i movimenti dello specchio e questo dà ulteriori possibilità d'azione, sia aumentando le possibilità di modificare l'ampiezza del raggio luminoso sia consentendo di “sagomare” la luce evitando l'abbagliamento agli altri conducenti. I microspecchi appartengono alla categoria dei MEMS-DMD (Micro Electro-Mechanical Systems – Digital Micromirror Device), microscopici dispositivi ibridi che riuniscono in un circuito integrato componenti elettronici e meccanici. I MEMS li abbiamo sottomano ogni giorno: se leggendo le specifiche di un cellulare o un tablet troviamo “sensore di pressione, accelerazione, bussola elettronica” si sta parlando di questi componenti. I MEMS-DMD, in particolare, sono usati anche nei videoproiettori e si parla allora di DLP, Digital Light Processing. In questo caso i microspecchi sono tantissimi (uno per ogni pixel dell'immagine) e “grandi” pochi micron (vedi immagine) ma il principio di modulazione della luce è lo stesso, basato su movimenti rapidissimi delle superfici riflettenti.