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作者:沈春蕾 来源:中国科学报 发布时间:2021/11/25 12:38:33
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中国“真激光”显示技术还原“真世界”

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88000流明高亮度真激光投影机点亮布达拉宫(中科极光供图)

近年来,显示技术的发展速度越来越快,分辨率从480p、1080p到4k、8K,使得电视、投影机等显示产品也迎来发展的快车道。2012年,国际电信联盟(ITU)针对高画质影像制定了最新标准BT.2020,作为未来影音广播的技术标准。

日前,以中国工程院院士许祖彦为首席科学家、中国科学院理化技术研究所应用激光研究中心主任毕勇为负责人的研发团队,率先攻克“真激光”显示技术(以下简称“真激光”)。该技术以三基色激光为光源,解决了图像高保真再现的问题,可以全面实现BT.2020标准。

“‘真激光’显示是目前唯一能够达到BT.2020的显示技术,被视为继黑白、彩色、数字之后的‘第四代显示技术’,成为各国竞相发展的领域。毕勇告诉《中国科学报》,“这一技术的实现,不仅使得中国显示技术一跃实现国际领先,并且找到了激光显示终极答案,开启激光显示2.0时代。”

据了解,由于三基色光源的激光显示技术门槛过高,行业中出现将激光荧光粉显示作为技术路线之一,如今市场上的激光电视就大多采用了这一技术。

毕勇指出,激光荧光粉显示以蓝色激光(蓝色激光和红色激光)作为光源,照射激发荧光发光材料,得到宽谱带荧光,然后通过光学滤光片过滤出显示产品需要的红光和绿光(绿光),构成了激光+荧光的混合光源,看似降低了激光显示的技术门槛,但因为光学滤波的过程中无法兼顾亮度和色彩纯度,难以达到BT.2020标准,因而始终不能实现“真激光”。

为此,许祖彦和毕勇为首的两代科研人员经过40多年努力,最早提出三基色激光显示的概念,并在大量科学技术研究基础上进行了激光显示的原理验证。

科研团队开展了大量工程化研究工作,接连攻克小型化高性能三基色LD激光模组、散斑消除、光纤耦合、动态平衡颜色管理、高效能热管理、匀场照明、高效率控制驱动、高精度分时调制等关键技术,解决了“真激光”产品体积大、高热流密度工作情况下的有效热管理、以及激光散斑等难题,“真激光”显示技术逐步形成并迅速发展。

2014年,许祖彦提出以红绿蓝三基色半导体激光(LD)为核心的产业发展路线图,被列入国家材料重大工程(科技创新2030)。2015年,“真激光”显示技术基本形成,经过验证达到BT.2020标准,并推动成立了产业化公司——中科极光。

中科极光围绕“真激光”显示技术核心元器件进行了技术布局,搭建激光光源、热学管理、电子学研发、可靠性试验、整机开发等技术平台,实现激光显示的多元化应用场景。中科极光在2020年实现88000流明工程投影机量产,并应用于中国共产党成立100周年各地的亮化项目中。

中科极光总工程师毕勇认为,“真激光”显示技术的应用,能够为观众还原一个真实的世界,带来液晶显示和激光荧光粉显示都难以达到的五大“真”体验:真色彩、真亮度、真陪伴、真节能、真可靠。

毕勇表示,从国家光电产业的发展来看,“真激光”还具有一个重要意义:全球激光技术发展至今,仅形成了两个规模化产业——光存储和光通讯,激光显示技术有潜力成为第三个规模化产业,拉动中国光电产业发生革命性变化。

 
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