激光显示技术|中科极光的激光显示梦
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2021年春节期间，中科极光的三色激光显示技术亮相西安城墙 。中科极光供图
■采访人员 沈春蕾
夜晚华灯初上，上海外滩两岸的建筑被美丽的灯光笼罩，激光灯、光束灯、灯光艺术标识配上量身定制的音乐，声光同步、色彩斑斓 。6月30日至7月4日，“永远跟党走”黄浦江主题光影秀将在外滩上演 。
采访人员获悉，这场光影秀融合了不少前沿的照明技术，比如在浦东美术馆的建党百年庆祝活动标识下方，使用了5台激光光束灯来烘托，这是由杭州中科极光科技有限公司（以下简称中科极光）自主研发的激光显示技术产品 。中科极光孵化自中国科学院理化技术研究所（以下简称理化所） 。
“这些激光光束灯可以达到16万流明的超高亮度，而普通的10瓦筒灯是1000流明 。”理化所应用激光研究中心主任、中科极光总工程师毕勇告诉《中国科学报》，“40多年来，理化所技术团队致力于研发激光显示技术和探索产业发展，这条路虽然走得艰辛，但已经迎来曙光 。”
40年技术积累
显示是人机界面终端，可以供人眼直接观看，拥有信息传播和观赏娱乐两大功能 。“人类获取信息80%靠视觉，显示是信息产业链终端，市场巨大 。”中国工程院院士许祖彦在日前召开的光子产业峰会上指出，“激光显示是唯一全面达到超高清显示国际标准BT.2020的显示技术，下一代显示产业的主流将是激光显示 。”
我国激光显示技术的发展与国际同步 。1960年，世界上第一台激光器问世 。一年后，我国第一台激光器——小球照明红宝石激光器在中国科学院长春光学精密机械与物理研究所诞生 。自此之后，我国的科技工作者一直致力于探索将激光与显示技术相结合 。
1977年，许祖彦带领团队开始研究基于气体激光器的显示技术，并在当年研发出原理样机，播放了皮影戏 。虽然不是连续的动态画面，却是我国最早的激光显示研究的成果 。
上个世纪，激光显示的研究进展并不显著，主要受激光器发展水平的限制 。毕勇告诉采访人员：“早期的气体激光器由于体积庞大，电光转换效率低，使得以其作为三基色光源的激光显示系统研究仅停留在实验室阶段，没能进一步走向产业化 。”
与普通光源相比，激光光源具有单色性好、亮度高、方向性强和相干性强等特点，这也是科研团队多年来研究的动力所在 。20世纪90年代中期，理化所研究员陈创天（2003年当选为中国科学院院士）带领团队相继发明了新型非线性光学晶体BBO和LBO 。
陈创天团队在这两种晶体的基础上生长出当年世界上唯一一个可直接倍频产生深紫外激光的晶体——KBBF晶体 。之后，国外经历15年才研制出来 。陈创天团队也是我国最早研制出固体激光器的团队 。
毕勇介绍道：“固体激光器有着结构简单、体积小、成本低、稳定性高等优点，让近红外激光实现可见光波段输出，攻克了可见光只有气体输出途径的难题，为激光显示技术的产业化铺设了道路 。”
【激光显示技术|中科极光的激光显示梦】6年产业探索
20世纪90年代末，我国在发展激光显示产业方面已经具备良好的技术基础和生产环境 。在国家高技术研究发展计划、中国科学院知识创新工程的持续支持下，我国激光显示技术取得了重大进展 。
2002年，理化所研究员许祖彦团队在国内率先实现红绿蓝三基色激光瓦级输出，并合成白光用于激光显示首次实验 。2005 年，许祖彦团队成功研发出60 英寸、84 英寸和140 英寸等一系列激光显示原理样机，并通过中国科学院与原信息产业部联合科技成果鉴定，结论是，“总体技术国际先进，色域覆盖率等关键技术国际领先 。”
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