- 激光顯示技術發(fā)展歷史與現狀
- 激光光源的特性
縱觀激光顯示技術、產品發(fā)展的歷史，中國始終與世界同步。
激光顯示概念在上世紀60年代出現，世界各國的科學家都嘗試將激光技術運用于顯示光源的研究。中國激光顯示概念的首創(chuàng)者、領軍人中國工程院院士許祖彥首先在國內提出激光顯示概念，并展開初步研究。但由于當時激光器發(fā)展水平的限制，研究項目進展緩慢。上世紀90年代，隨著全固態(tài)激光器關鍵材料的研制成功，大大推動了激光顯示技術研究，激光顯示技術的研究從上世紀90年代末就在我國進入高峰。
鑒于激光顯示技術對未來顯示產業(yè)的重大推動作用，國家863計劃新材料領域組織專家對這一重大方向進行了深入研究和論證，并給予了長期的規(guī)劃部署，確立了“以全固態(tài)激光器件與材料研究為先導，面向激光顯示技術的需求，開拓全固態(tài)激光器及其應用技術在顯示領域的應用，促進材料與器件研究優(yōu)勢延伸到激光顯示應用及產業(yè)優(yōu)勢，打造我國高水平激光顯示產業(yè)及其應用產業(yè)鏈”的總體目標。
自“九五”計劃開始，國家科技部和中國科學院知識創(chuàng)新工程通過863計劃和“知識創(chuàng)新工程”對激光顯示技術的關鍵材料與器件給予部署和支持，在硼酸鹽類非線性光學晶體材料和紅綠藍三基色激光器件研究方面取得國際領先的研究成果，目前國際上3種最具商業(yè)價值的非線性光學晶體中2種是中國發(fā)明的;在“十五”期間，863計劃支持的人工晶體材料LBO晶體器件長度超過60mm,全固態(tài)紅綠藍三基色激光器件水平大幅度提高，2002年，許祖彥院士在國內率先實現紅綠藍三基色激光瓦級輸出，并合成白光用于激光顯示首次實驗。
2005年在許院士的領導下，中國科學院物理研究所、中國科學院理化技術研究所、中國科學院長春光學精密機械與物理研究所、中國科學院成都光電所和中國科學院光電研究院5個單位合作，成功研制60—200英寸系列化大屏幕激光顯示樣機，2006年取得了科學院和信息產業(yè)部聯合科技成果鑒定：“總體技術國際先進，色域覆蓋率等關鍵技術指標國際領先”的重大成果，標志我國激光顯示技術由技術研究轉向工程化和產業(yè)化攻關。
2006年，時任中國科學院光電研究院院長的曹健林同志指出：“顯示產業(yè)是信息產業(yè)的重要組成部分，我國是顯示產品的生產大國和消費大國，但由于長期缺乏自主創(chuàng)新的核心技術，產業(yè)發(fā)展主要依賴技術引進，使我國顯示產業(yè)面臨巨大的生存壓力，在顯示產品的升級換代中處于被動局面，激光顯示技術是我國顯示產業(yè)發(fā)展過程中的一個機遇，如果抓得好，不僅將改變顯示產業(yè)發(fā)展的被動局面，而且還將帶動人工晶體材料和激光產品的快速發(fā)展”。為贏得在產業(yè)發(fā)展的寶貴時間，曹健林院長在光電研究院部署了激光顯示實用化技術研究，邁出了產業(yè)化攻關的第一步。光電研究院的科研團體系統的研究了激光顯示的關鍵技術問題，自主提出了包括激光光源模組、勻場整形照明系統、消相干技術和系統集成的4大技術解決方案，形成了具有鮮明實用化特色的專利技術，構建了完整的知識產權體系。
通過自主創(chuàng)新和系統優(yōu)化集成，光電研究院團隊2006年5月7日成功集成出200英寸激光投影顯示工程樣機，標志我國在主流的投影式顯示技術領域已具備產業(yè)發(fā)展的技術基礎。2006年7月中科院光電研究院以知識產權和專有技術投資的方式，通過產研結合的模式與社會資本合資成立“北京中視中科光電技術有限公司”(以下簡稱“中視中科”)，產研聯合、優(yōu)勢互補，開展激光顯示光源模組的研發(fā)、生產、銷售業(yè)務，為電視機、投影機、放映機等終端產品生產廠家提供關鍵核心模組和激光顯示技術整體解決方案。
2007年5月，中視中科在北京永豐產業(yè)基地建成我國第一個激光顯示示范基地，可滿足激光顯示系統集成、調試的要求，具備開展激光家庭影院和超大屏幕顯示系統的集成條件。2007年11月，國家科學技術部萬鋼部長和副部長曹健林視察該基地，萬鋼部長對激光顯示技術、樣機研制的成果和奧運應用給予了充分肯定，并指出：目前激光顯示的發(fā)展更重要的是產業(yè)化問題，不僅僅要關注技術研發(fā)等前端問題，更要關注市場的應用問題，關注產品的可靠性問題，關注企業(yè)的資本運作、銷售推廣、服務等后端問題。[page]
激光光源具備長壽命
隨著激光顯示技術工程化工作的不斷推進，以激光投影為代表的激光顯示產品率先得到北京奧組委、電影院線等高端用戶的高度關注與認同。2007年中視中科研發(fā)成功的激光前投影產品通過與傳統投影設備進行嚴格、苛刻的比較測試，各項指標均大幅超越傳統投影設備，2008年在北京奧運會、殘奧會期間，激光前投影設備作為主顯示終端服務奧運主運行中心，因其在穩(wěn)定性、可靠性、亮度、色彩、連續(xù)工作能力等多方面的卓越表現贏得了奧組委高度贊揚;同年,由中視中科研制的世界首臺遵循DCI國際數字電影規(guī)范的10000lm激光數字電影放映機通過了中國計量科學研究院檢測，隨即先后在北京、南京知名院線投入商業(yè)運營，取得了良好的商業(yè)運營成績。伴隨這激光顯示設備在高端投影領域的不斷應用，標志著我國的激光顯示產品市場化工作已經處于世界前列。
色域覆蓋率圖
2009年中視中科激光顯示技術研究已取得重大突破，達到國際領先水平：研發(fā)成功低噪聲、小體積風冷/水冷紅綠藍激光模組，合成功率超過15W;研發(fā)隨機位相調制技術，很好地解決了相干散斑問題，極大地提高了圖像質量;采用DMD芯片作為圖像調制元件，顯著提高了光能利用率;開發(fā)了具有自主知識產權的“同頻激光非相干組束技術”，在國際上率先實現超過100W高功率白光合成，為國際最高水平;發(fā)明多光束空間隨機擾動消除相干散斑方法，解決了靜態(tài)相干散斑控制問題;發(fā)明了波導多次內全反波前重構光學勻場的方法，實現了高效率、高均勻性光學整形;自主研發(fā)了大色域空間映射與管理算法，為激光顯示顏色管理奠定了基礎。
氙燈與激光光源壽命曲線
基于以上技術基礎，中視中科推出了從4000流明到30000流明的系列激光投影機及電影放映機、15瓦白光光源模組、高效率小型化RGB激光器等一系列產品。
我國通過多年研究積累,已經在激光全色顯示技術領域擁有較完整的自主知識產權鏈,特別是在全固態(tài)三基色激光、勻場、消相干、激光顯示等關鍵器件和整機技術方面均有自己的專利保護。有關激光顯示方面的專利，目前世界上有900余項專利，中國持有100余項，截至目前為止，中視中科已經申請專利110余項，其中國際PCT專利2項，并取得中科院授權10余項，在激光顯示領域具有世界先進水平。
