- 激光顯示技術(shù)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
- 激光光源的特性
縱觀激光顯示技術(shù)、產(chǎn)品發(fā)展的歷史，中國(guó)始終與世界同步。
激光顯示概念在上世紀(jì)60年代出現(xiàn)，世界各國(guó)的科學(xué)家都嘗試將激光技術(shù)運(yùn)用于顯示光源的研究。中國(guó)激光顯示概念的首創(chuàng)者、領(lǐng)軍人中國(guó)工程院院士許祖彥首先在國(guó)內(nèi)提出激光顯示概念，并展開初步研究。但由于當(dāng)時(shí)激光器發(fā)展水平的限制，研究項(xiàng)目進(jìn)展緩慢。上世紀(jì)90年代，隨著全固態(tài)激光器關(guān)鍵材料的研制成功，大大推動(dòng)了激光顯示技術(shù)研究，激光顯示技術(shù)的研究從上世紀(jì)90年代末就在我國(guó)進(jìn)入高峰。
鑒于激光顯示技術(shù)對(duì)未來(lái)顯示產(chǎn)業(yè)的重大推動(dòng)作用，國(guó)家863計(jì)劃新材料領(lǐng)域組織專家對(duì)這一重大方向進(jìn)行了深入研究和論證，并給予了長(zhǎng)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(dǎo)，面向激光顯示技術(shù)的需求，開拓全固態(tài)激光器及其應(yīng)用技術(shù)在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用，促進(jìn)材料與器件研究?jī)?yōu)勢(shì)延伸到激光顯示應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，打造我國(guó)高水平激光顯示產(chǎn)業(yè)及其應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈”的總體目標(biāo)。
自“九五”計(jì)劃開始，國(guó)家科技部和中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程通過863計(jì)劃和“知識(shí)創(chuàng)新工程”對(duì)激光顯示技術(shù)的關(guān)鍵材料與器件給予部署和支持，在硼酸鹽類非線性光學(xué)晶體材料和紅綠藍(lán)三基色激光器件研究方面取得國(guó)際領(lǐng)先的研究成果，目前國(guó)際上3種最具商業(yè)價(jià)值的非線性光學(xué)晶體中2種是中國(guó)發(fā)明的;在“十五”期間，863計(jì)劃支持的人工晶體材料LBO晶體器件長(zhǎng)度超過60mm,全固態(tài)紅綠藍(lán)三基色激光器件水平大幅度提高，2002年，許祖彥院士在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)紅綠藍(lán)三基色激光瓦級(jí)輸出，并合成白光用于激光顯示首次實(shí)驗(yàn)。
2005年在許院士的領(lǐng)導(dǎo)下，中國(guó)科學(xué)院物理研究所、中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所、中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所、中國(guó)科學(xué)院成都光電所和中國(guó)科學(xué)院光電研究院5個(gè)單位合作，成功研制60—200英寸系列化大屏幕激光顯示樣機(jī)，2006年取得了科學(xué)院和信息產(chǎn)業(yè)部聯(lián)合科技成果鑒定：“總體技術(shù)國(guó)際先進(jìn)，色域覆蓋率等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先”的重大成果，標(biāo)志我國(guó)激光顯示技術(shù)由技術(shù)研究轉(zhuǎn)向工程化和產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)。
2006年，時(shí)任中國(guó)科學(xué)院光電研究院院長(zhǎng)的曹健林同志指出：“顯示產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，我國(guó)是顯示產(chǎn)品的生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，但由于長(zhǎng)期缺乏自主創(chuàng)新的核心技術(shù)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要依賴技術(shù)引進(jìn)，使我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)面臨巨大的生存壓力，在顯示產(chǎn)品的升級(jí)換代中處于被動(dòng)局面，激光顯示技術(shù)是我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中的一個(gè)機(jī)遇，如果抓得好，不僅將改變顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展的被動(dòng)局面，而且還將帶動(dòng)人工晶體材料和激光產(chǎn)品的快速發(fā)展”。為贏得在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的寶貴時(shí)間，曹健林院長(zhǎng)在光電研究院部署了激光顯示實(shí)用化技術(shù)研究，邁出了產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)的第一步。光電研究院的科研團(tuán)體系統(tǒng)的研究了激光顯示的關(guān)鍵技術(shù)問題，自主提出了包括激光光源模組、勻場(chǎng)整形照明系統(tǒng)、消相干技術(shù)和系統(tǒng)集成的4大技術(shù)解決方案，形成了具有鮮明實(shí)用化特色的專利技術(shù)，構(gòu)建了完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。
通過自主創(chuàng)新和系統(tǒng)優(yōu)化集成，光電研究院團(tuán)隊(duì)2006年5月7日成功集成出200英寸激光投影顯示工程樣機(jī)，標(biāo)志我國(guó)在主流的投影式顯示技術(shù)領(lǐng)域已具備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)。2006年7月中科院光電研究院以知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專有技術(shù)投資的方式，通過產(chǎn)研結(jié)合的模式與社會(huì)資本合資成立“北京中視中科光電技術(shù)有限公司”(以下簡(jiǎn)稱“中視中科”)，產(chǎn)研聯(lián)合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，開展激光顯示光源模組的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售業(yè)務(wù)，為電視機(jī)、投影機(jī)、放映機(jī)等終端產(chǎn)品生產(chǎn)廠家提供關(guān)鍵核心模組和激光顯示技術(shù)整體解決方案。
2007年5月，中視中科在北京永豐產(chǎn)業(yè)基地建成我國(guó)第一個(gè)激光顯示示范基地，可滿足激光顯示系統(tǒng)集成、調(diào)試的要求，具備開展激光家庭影院和超大屏幕顯示系統(tǒng)的集成條件。2007年11月，國(guó)家科學(xué)技術(shù)部萬(wàn)鋼部長(zhǎng)和副部長(zhǎng)曹健林視察該基地，萬(wàn)鋼部長(zhǎng)對(duì)激光顯示技術(shù)、樣機(jī)研制的成果和奧運(yùn)應(yīng)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(chǎn)業(yè)化問題，不僅僅要關(guān)注技術(shù)研發(fā)等前端問題，更要關(guān)注市場(chǎng)的應(yīng)用問題，關(guān)注產(chǎn)品的可靠性問題，關(guān)注企業(yè)的資本運(yùn)作、銷售推廣、服務(wù)等后端問題。[page]
激光光源具備長(zhǎng)壽命
隨著激光顯示技術(shù)工程化工作的不斷推進(jìn)，以激光投影為代表的激光顯示產(chǎn)品率先得到北京奧組委、電影院線等高端用戶的高度關(guān)注與認(rèn)同。2007年中視中科研發(fā)成功的激光前投影產(chǎn)品通過與傳統(tǒng)投影設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格、苛刻的比較測(cè)試，各項(xiàng)指標(biāo)均大幅超越傳統(tǒng)投影設(shè)備，2008年在北京奧運(yùn)會(huì)、殘奧會(huì)期間，激光前投影設(shè)備作為主顯示終端服務(wù)奧運(yùn)主運(yùn)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(xiàn)贏得了奧組委高度贊揚(yáng);同年,由中視中科研制的世界首臺(tái)遵循DCI國(guó)際數(shù)字電影規(guī)范的10000lm激光數(shù)字電影放映機(jī)通過了中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院檢測(cè)，隨即先后在北京、南京知名院線投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，取得了良好的商業(yè)運(yùn)營(yíng)成績(jī)。伴隨這激光顯示設(shè)備在高端投影領(lǐng)域的不斷應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)的激光顯示產(chǎn)品市場(chǎng)化工作已經(jīng)處于世界前列。
色域覆蓋率圖
2009年中視中科激光顯示技術(shù)研究已取得重大突破，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平：研發(fā)成功低噪聲、小體積風(fēng)冷/水冷紅綠藍(lán)激光模組，合成功率超過15W;研發(fā)隨機(jī)位相調(diào)制技術(shù)，很好地解決了相干散斑問題，極大地提高了圖像質(zhì)量;采用DMD芯片作為圖像調(diào)制元件，顯著提高了光能利用率;開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“同頻激光非相干組束技術(shù)”，在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)超過100W高功率白光合成，為國(guó)際最高水平;發(fā)明多光束空間隨機(jī)擾動(dòng)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(dǎo)多次內(nèi)全反波前重構(gòu)光學(xué)勻場(chǎng)的方法，實(shí)現(xiàn)了高效率、高均勻性光學(xué)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(chǔ)。
氙燈與激光光源壽命曲線
基于以上技術(shù)基礎(chǔ)，中視中科推出了從4000流明到30000流明的系列激光投影機(jī)及電影放映機(jī)、15瓦白光光源模組、高效率小型化RGB激光器等一系列產(chǎn)品。
我國(guó)通過多年研究積累,已經(jīng)在激光全色顯示技術(shù)領(lǐng)域擁有較完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)鏈,特別是在全固態(tài)三基色激光、勻場(chǎng)、消相干、激光顯示等關(guān)鍵器件和整機(jī)技術(shù)方面均有自己的專利保護(hù)。有關(guān)激光顯示方面的專利，目前世界上有900余項(xiàng)專利，中國(guó)持有100余項(xiàng)，截至目前為止，中視中科已經(jīng)申請(qǐng)專利110余項(xiàng)，其中國(guó)際PCT專利2項(xiàng)，并取得中科院授權(quán)10余項(xiàng)，在激光顯示領(lǐng)域具有世界先進(jìn)水平。
