激光顯示技術發展曆史與現狀
發布時間:2011-04-12
中心議題:
縱觀激光顯示技術、產品發展的曆史,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嚐試將激光技術運用於顯示光源的研究。中國激光顯示概念的首創者、lingjunrenzhongguogongchengyuanyuanshixuzuyanshouxianzaiguoneitichujiguangxianshigainian,bingzhankaichubuyanjiu。danyouyudangshijiguangqifazhanshuipingdexianzhi,yanjiuxiangmujinzhanhuanman。shangshiji90年代,隨著全固態激光器關鍵材料的研製成功,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。

鑒於激光顯示技術對未來顯示產業的重大推動作用,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,並給予了長期的規劃部署,確立了“以yi全quan固gu態tai激ji光guang器qi件jian與yu材cai料liao研yan究jiu為wei先xian導dao,麵mian向xiang激ji光guang顯xian示shi技ji術shu的de需xu求qiu,開kai拓tuo全quan固gu態tai激ji光guang器qi及ji其qi應ying用yong技ji術shu在zai顯xian示shi領ling域yu的de應ying用yong,促cu進jin材cai料liao與yu器qi件jian研yan究jiu優you勢shi延yan伸shen到dao激ji光guang顯xian示shi應ying用yong及ji產chan業ye優you勢shi,打da造zao我wo國guo高gao水shui平ping激ji光guang顯xian示shi產chan業ye及ji其qi應ying用yong產chan業ye鏈lian”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新工程通過863計劃和“知識創新工程”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麵取得國際領先的研究成果,目前國際上3種最具商業價值的非線性光學晶體中2種是中國發明的;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,並合成白光用於激光顯示首次實驗。
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,成功研製60—200英寸係列化大屏幕激光顯示樣機,2006年取得了科學院和信息產業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,標誌我國激光顯示技術由技術研究轉向工程化和產業化攻關。
2006年,時任中國科學院光電研究院院長的曹健林同誌指出:“xianshichanyeshixinxichanyedezhongyaozuchengbufen,woguoshixianshichanpindeshengchandaguohexiaofeidaguo,danyouyuchangqiquefazizhuchuangxindehexinjishu,chanyefazhanzhuyaoyilaijishuyinjin,shiwoguoxianshichanyemianlinjudadeshengcunyali,zaixianshichanpindeshengjihuandaizhongchuyubeidongjumian,jiguangxianshijishushiwoguoxianshichanyefazhanguochengzhongdeyigejiyu,ruguozhuadehao,bujinjianggaibianxianshichanyefazhandebeidongjumian,erqiehaijiangdaidongrengongjingticailiaohejiguangchanpindekuaisufazhan”。為wei贏ying得de在zai產chan業ye發fa展zhan的de寶bao貴gui時shi間jian,曹cao健jian林lin院yuan長chang在zai光guang電dian研yan究jiu院yuan部bu署shu了le激ji光guang顯xian示shi實shi用yong化hua技ji術shu研yan究jiu,邁mai出chu了le產chan業ye化hua攻gong關guan的de第di一yi步bu。光guang電dian研yan究jiu院yuan的de科ke研yan團tuan體ti係xi統tong的de研yan究jiu了le激ji光guang顯xian示shi的de關guan鍵jian技ji術shu問wen題ti,自zi主zhu提ti出chu了le包bao括kuo激ji光guang光guang源yuan模mo組zu、勻場整形照明係統、消相幹技術和係統集成的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係。
通過自主創新和係統優化集成,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,標誌我國在主流的投影式顯示技術領域已具備產業發展的技術基礎。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、優勢互補,開展激光顯示光源模組的研發、生產、銷售業務,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基地建成我國第一個激光顯示示範基地,可滿足激光顯示係統集成、調試的要求,具備開展激光家庭影院和超大屏幕顯示係統的集成條件。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、樣機研製的成果和奧運應用給予了充分肯定,並指出:muqianjiguangxianshidefazhangengzhongyaodeshichanyehuawenti,bujinjinyaoguanzhujishuyanfadengqianduanwenti,gengyaoguanzhushichangdeyingyongwenti,guanzhuchanpindekekaoxingwenti,guanzhuqiyedezibenyunzuo、銷售推廣、服務等後端問題。[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,因其在穩定性、可靠性、亮度、色彩、連續工作能力等多方麵的卓越表現贏得了奧組委高度讚揚;同年,由中視中科研製的世界首台遵循DCI國際數字電影規範的10000lm激光數字電影放映機通過了中國計量科學研究院檢測,隨即先後在北京、南(nan)京(jing)知(zhi)名(ming)院(yuan)線(xian)投(tou)入(ru)商(shang)業(ye)運(yun)營(ying),取(qu)得(de)了(le)良(liang)好(hao)的(de)商(shang)業(ye)運(yun)營(ying)成(cheng)績(ji)。伴(ban)隨(sui)這(zhe)激(ji)光(guang)顯(xian)示(shi)設(she)備(bei)在(zai)高(gao)端(duan)投(tou)影(ying)領(ling)域(yu)的(de)不(bu)斷(duan)應(ying)用(yong),標(biao)誌(zhi)著(zhe)我(wo)國(guo)的(de)激(ji)光(guang)顯(xian)示(shi)產(chan)品(pin)市(shi)場(chang)化(hua)工(gong)作(zuo)已(yi)經(jing)處(chu)於(yu)世(shi)界(jie)前(qian)列(lie)。

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;研發隨機位相調製技術,很好地解決了相幹散斑問題,極大地提高了圖像質量;采用DMD芯片作為圖像調製元件,顯著提高了光能利用率;開發了具有自主知識產權的“同頻激光非相幹組束技術”,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;發明多光束空間隨機擾動消除相幹散斑方法,解決了靜態相幹散斑控製問題;發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
基於以上技術基礎,中視中科推出了從4000流明到30000流明的係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激光器等一係列產品。
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,特別是在全固態三基色激光、勻場、消相幹、激光顯示等關鍵器件和整機技術方麵均有自己的專利保護。有關激光顯示方麵的專利,目前世界上有900餘項專利,中國持有100餘項,截至目前為止,中視中科已經申請專利110餘項,其中國際PCT專利2項,並取得中科院授權10餘項,在激光顯示領域具有世界先進水平。
- 激光顯示技術發展曆史與現狀
- 激光光源的特性
縱觀激光顯示技術、產品發展的曆史,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嚐試將激光技術運用於顯示光源的研究。中國激光顯示概念的首創者、lingjunrenzhongguogongchengyuanyuanshixuzuyanshouxianzaiguoneitichujiguangxianshigainian,bingzhankaichubuyanjiu。danyouyudangshijiguangqifazhanshuipingdexianzhi,yanjiuxiangmujinzhanhuanman。shangshiji90年代,隨著全固態激光器關鍵材料的研製成功,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。

鑒於激光顯示技術對未來顯示產業的重大推動作用,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,並給予了長期的規劃部署,確立了“以yi全quan固gu態tai激ji光guang器qi件jian與yu材cai料liao研yan究jiu為wei先xian導dao,麵mian向xiang激ji光guang顯xian示shi技ji術shu的de需xu求qiu,開kai拓tuo全quan固gu態tai激ji光guang器qi及ji其qi應ying用yong技ji術shu在zai顯xian示shi領ling域yu的de應ying用yong,促cu進jin材cai料liao與yu器qi件jian研yan究jiu優you勢shi延yan伸shen到dao激ji光guang顯xian示shi應ying用yong及ji產chan業ye優you勢shi,打da造zao我wo國guo高gao水shui平ping激ji光guang顯xian示shi產chan業ye及ji其qi應ying用yong產chan業ye鏈lian”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新工程通過863計劃和“知識創新工程”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麵取得國際領先的研究成果,目前國際上3種最具商業價值的非線性光學晶體中2種是中國發明的;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,並合成白光用於激光顯示首次實驗。
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,成功研製60—200英寸係列化大屏幕激光顯示樣機,2006年取得了科學院和信息產業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,標誌我國激光顯示技術由技術研究轉向工程化和產業化攻關。
2006年,時任中國科學院光電研究院院長的曹健林同誌指出:“xianshichanyeshixinxichanyedezhongyaozuchengbufen,woguoshixianshichanpindeshengchandaguohexiaofeidaguo,danyouyuchangqiquefazizhuchuangxindehexinjishu,chanyefazhanzhuyaoyilaijishuyinjin,shiwoguoxianshichanyemianlinjudadeshengcunyali,zaixianshichanpindeshengjihuandaizhongchuyubeidongjumian,jiguangxianshijishushiwoguoxianshichanyefazhanguochengzhongdeyigejiyu,ruguozhuadehao,bujinjianggaibianxianshichanyefazhandebeidongjumian,erqiehaijiangdaidongrengongjingticailiaohejiguangchanpindekuaisufazhan”。為wei贏ying得de在zai產chan業ye發fa展zhan的de寶bao貴gui時shi間jian,曹cao健jian林lin院yuan長chang在zai光guang電dian研yan究jiu院yuan部bu署shu了le激ji光guang顯xian示shi實shi用yong化hua技ji術shu研yan究jiu,邁mai出chu了le產chan業ye化hua攻gong關guan的de第di一yi步bu。光guang電dian研yan究jiu院yuan的de科ke研yan團tuan體ti係xi統tong的de研yan究jiu了le激ji光guang顯xian示shi的de關guan鍵jian技ji術shu問wen題ti,自zi主zhu提ti出chu了le包bao括kuo激ji光guang光guang源yuan模mo組zu、勻場整形照明係統、消相幹技術和係統集成的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係。
通過自主創新和係統優化集成,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,標誌我國在主流的投影式顯示技術領域已具備產業發展的技術基礎。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、優勢互補,開展激光顯示光源模組的研發、生產、銷售業務,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基地建成我國第一個激光顯示示範基地,可滿足激光顯示係統集成、調試的要求,具備開展激光家庭影院和超大屏幕顯示係統的集成條件。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、樣機研製的成果和奧運應用給予了充分肯定,並指出:muqianjiguangxianshidefazhangengzhongyaodeshichanyehuawenti,bujinjinyaoguanzhujishuyanfadengqianduanwenti,gengyaoguanzhushichangdeyingyongwenti,guanzhuchanpindekekaoxingwenti,guanzhuqiyedezibenyunzuo、銷售推廣、服務等後端問題。[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,因其在穩定性、可靠性、亮度、色彩、連續工作能力等多方麵的卓越表現贏得了奧組委高度讚揚;同年,由中視中科研製的世界首台遵循DCI國際數字電影規範的10000lm激光數字電影放映機通過了中國計量科學研究院檢測,隨即先後在北京、南(nan)京(jing)知(zhi)名(ming)院(yuan)線(xian)投(tou)入(ru)商(shang)業(ye)運(yun)營(ying),取(qu)得(de)了(le)良(liang)好(hao)的(de)商(shang)業(ye)運(yun)營(ying)成(cheng)績(ji)。伴(ban)隨(sui)這(zhe)激(ji)光(guang)顯(xian)示(shi)設(she)備(bei)在(zai)高(gao)端(duan)投(tou)影(ying)領(ling)域(yu)的(de)不(bu)斷(duan)應(ying)用(yong),標(biao)誌(zhi)著(zhe)我(wo)國(guo)的(de)激(ji)光(guang)顯(xian)示(shi)產(chan)品(pin)市(shi)場(chang)化(hua)工(gong)作(zuo)已(yi)經(jing)處(chu)於(yu)世(shi)界(jie)前(qian)列(lie)。

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;研發隨機位相調製技術,很好地解決了相幹散斑問題,極大地提高了圖像質量;采用DMD芯片作為圖像調製元件,顯著提高了光能利用率;開發了具有自主知識產權的“同頻激光非相幹組束技術”,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;發明多光束空間隨機擾動消除相幹散斑方法,解決了靜態相幹散斑控製問題;發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
基於以上技術基礎,中視中科推出了從4000流明到30000流明的係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激光器等一係列產品。
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,特別是在全固態三基色激光、勻場、消相幹、激光顯示等關鍵器件和整機技術方麵均有自己的專利保護。有關激光顯示方麵的專利,目前世界上有900餘項專利,中國持有100餘項,截至目前為止,中視中科已經申請專利110餘項,其中國際PCT專利2項,並取得中科院授權10餘項,在激光顯示領域具有世界先進水平。
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