中国科学家历时四十年找到激光显示“终极答案”

你可能从未注意到,当家里的激光电视播放节目时,色彩鲜明、图像逼真的电视屏背后藏着一项“真激光”显示技术。

这是中国科学家经过40年努力的结果。为实现图像高保真再现,中国工程院院士许祖彦、中科极光总工程师毕勇领衔的研发团队钻研40年,以三基色激光为光源,经过先进的架构工艺,找到了激光显示“终极答案”,开启激光显示2.0时代。

激光显示是继黑白、彩色、数字之后的“第四代显示技术”。10年前,国际电信联盟针对高画质影像制定了最新标准BT.2020,只有达到这一标准才能进入全球高端显示市场,而真激光显示是目前唯一能够达到BT.2020的显示技术,因此成为各国竞相发展的领域。

不过,由于三基色光源的激光显示技术门槛过高,市场上激光电视大多采用的技术是“激光荧光粉显示”。但该技术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,始终不能实现“真激光”。

为攻克这一难题,许祖彦、毕勇等中国科学家提出三基色激光显示的概念,他们在大量科学技术研究基础上进行了激光显示的原理验证,随后接连攻克散斑消除、光纤耦合、动态平衡颜色管理、高效能热管理等关键技术,解决了“真激光”有效热管理及激光散斑等难题。

“‘真激光’显示技术的应用,不仅仅是为获得进入全球高端显示市场的‘入场券’,还能让观众实现五大‘真’体验。”毕勇说。比如,“真激光”具有3万小时使用寿命,在周期后亮度保持在初始亮度的80%左右,可以持久服务于城市亮化、影院放映等。

毕勇解释,“真激光”显示在光的传输过程中,采用了“光纤耦合”技术,以光纤约束高能量的激光,激光束就像“小怪兽”被收进了“魔瓶”,具有传输效率高、可靠性高的优势,不受冲击、振动、温度等外界环境变化的影响。

2014年,许祖彦提出以红绿蓝三基色半导体激光为核心的产业发展路线图,被列入国家材料重大工程。之后,科学家们成立了中科极光,围绕“真激光”显示技术进行技术布局,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。2015年,中科极光基本形成“真激光”显示技术,验证达到BT.2020标准。

自此,中国科学家自主开发的激光显示技术跃居国际“第一梯队”, 在被海外企业占领的高端显示领域有了中国的身影。

如今,中科院团队已经实现激光显示的多元化应用场景,毕勇说,目前激光显示产品已在工程投影、家庭影院、数字化放映等多个方面实现量产。

“全球激光技术发展至今,仅形成了两个规模化产业——光存储和光通信,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。” 许祖彦说,显示产业的发展历程是从标清走向高清,目前高清正在走向超高清,激光显示技术将成为下一代显示产业的主流技术。

中青报·中青网见习记者 杨洁 来源:中国青年报 ( 2021年12月02日 03 版)

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