激光电视原理及进PPT课件
2024年度激光原理及应用PPT课件
激光的相干性比普通光 强很多，可用于精密测 量和全息照相等领域。
激光器组成及工作原理
激光器组成
激光器一般由工作物质、激励源和光学谐振腔三部分组成。
2024/3/24
工作原理
在激励源的作用下，工作物质中的电子被激发到高能级，形 成粒子数反转分布。当这些电子从高能级跃迁到低能级时， 会辐射出与激励源频率相同的光子，并在光学谐振腔内得到 放大和反馈，最终形成稳定的激光输出。
激光雷达
测距、成像、识别等多元化应 用
激光显示
高清晰度、大色域、节能环保
激光制造
高精度、高效率、无接触加工
2024/3/24
10
激光器类型及其特
03
点分析
2024/3/24
11
固体激光器
01
02
03
工作原理
通过激励固体增益介质（ 如晶体、玻璃等）中的粒 子，实现粒子数反转并产 生激光。
2024/3/24
根据实际需要，还可选择佩戴耳塞、手套 等个人防护装备，以降低激光对其他部位 的危害。
2024/3/24
24
未来发展趋势预测
06
与挑战分析
2024/3/24
25
新型激光器研发方向探讨
2024/3/24
新型材料激光器
探索新型增益介质，如量子点、二维材料等，提高激光器的性能 。
微型化与集成化
发展微型激光器，实现与其他光电器件的集成，推动光电子集成技 术的发展。
1960年，美国物理学家 梅曼制造出第一台红宝 石激光器
现代激光技术突破与创新
光纤激光器
高功率、高效率、光束质量好
量子级联激光器
覆盖中红外到太赫兹波段
2024/3/24
激光电视原理
激光电视原理
激光电视是一种基于激光技术的显示设备，其工作原理利用了激光的特性。
激光是通过受激辐射产生的一种具有高能量和高相干性的光。
激光电视利用激光束良好的方向性和高光强度，将图像投影到屏幕上。
首先，激光电视使用激光源产生一束红、绿和蓝三原色的激光束。
这些激光束通过光学系统进行聚焦和调节，然后被反射到一个微镜装置上。
微镜装置是激光电视的关键部件，它由微型电机和数百万个微小反射镜组成。
这些微小反射镜可以通过微型电机进行精确的定位和移动。
当激光束通过微镜装置时，微小反射镜根据图像数据的控制信号来调整角度。
这样，反射出来的激光光束可以投射到屏幕上的不同位置，形成一个完整的图像。
为了产生彩色图像，激光电视采用了一种叫做色轮的装置。
色轮是一个带有红、绿、蓝三个滤光片的旋转圆盘。
当激光光束通过色轮时，它通过滤光片的不同位置，颜色会随之改变。
最后，由于激光是单色光，激光电视还需要使用特殊的荧光物质来将激光光束转化为可见光。
这些荧光物质在激光光束的照射下会发出对应的颜色光。
总之，激光电视利用激光光束的高能量和高相干性，通过微镜
装置和色轮等技术，将图像投射到屏幕上。
这种技术可以提供更高的亮度、对比度和色彩饱和度，从而实现更真实逼真的图像显示效果。
激光原理及应用ppt课件
激光调制前
激光调制后
4.机械运动系统
• 基片送入后，高精度伺服电机在微机的控制下转动振镜的角度；
• 激光束通过扫描镜的反射，由f-θ场镜聚焦到基片的边缘位置上；
• 在微机上通过专用的控制软件输入总的清边面积、激光束的行走速度 和需要重复的次数；
E2
E2
E1
E1
自发辐射跃迁
自发辐射光子
c. 受激辐射（激光）: 当频率为=ν（E2-E1）/h的光子入射时，会引发粒子以一定的概率，迅 速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都 相同的光子。
E2
E2
入射光子
E1
E1
受激辐射光子 入射光子
受激辐射跃迁 3-2 粒子数反转
(Top flat)
高斯
多元高斯
• 减少脉冲时间，高的峰值能量，更多的能量密度
Less pulse time, high peak power more energy density
能量密度=功率/频率/光斑面积
pulse
1.1uW/um=220W/20KHz/900um2
Hz
4.重叠率计算——Overlap
全反光镜
反光镜： （越75%
）
Shutter
激光器外形 接光纤
Q-Switch
晶体腔
功率计
激光器内部分解图（P4）
Q-Switch 半反镜
晶体腔 光纤耦合器
镜头聚焦原理——凸透镜
激光刻划原理——以P1为例
光斑
1.Beam Shaping （激光束形状）
• 一般的激光都为高斯分布的波形，即高斯光束，为实现特殊的制程需求，需要转变 成为扁平式波形的平顶光束，即Top Hat，通过透镜组改变光束质量和形状产生。
激光原理与技术PPT精品文档
ONE KEEP VIEW 激光原理与技术PPT精品文档目录CATALOGUE•激光基本原理•激光器类型及工作原理•激光技术应用领域•激光技术发展趋势与挑战•激光安全与防护知识普及•总结与展望PART01激光基本原理激光产生条件粒子数反转高能级粒子数大于低能级粒子数，是产生激光的必要条件。
增益大于损耗增益介质中的受激辐射放大作用要大于各种损耗，才能实现光放大。
光学谐振腔提供正反馈，使受激辐射光在腔内多次反射、放大，形成稳定振荡。
激光发射过程泵浦过程通过外部能量输入（如光、电、化学等），使增益介质中的粒子从低能级跃迁到高能级，实现粒子数反转。
受激辐射过程处于高能级的粒子在外部光子的作用下，跃迁到低能级并发出与入射光子完全相同的光子，实现光放大。
光学谐振腔内的振荡过程受激辐射产生的光子在腔内多次反射、放大，形成稳定的光场分布和振荡模式。
功率激光的功率决定了其能量大小和输出能力，高功率激光具有更强的穿透力和加工能力。
稳定性激光的稳定性决定了其长期运行的可靠性和稳定性，对于高精度、高稳定性的应用尤为重要。
光束质量激光的光束质量决定了其聚焦能力和传输效率，优质的光束质量可以提高激光加工的精度和效率。
波长激光的波长决定了其颜色和应用领域，不同波长的激光具有不同的特性和用途。
激光特性参数PART02激光器类型及工作原理工作原理通过激励源（泵浦源）将能量传递给工作物质，使其产生粒子数反转分布，然后在谐振腔内通过受激辐射产生激光。
特点具有体积小、重量轻、效率高、寿命长等优点，广泛应用于科研、工业、医疗等领域。
构成由工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成。
构成主要由放电管、反射镜和电源三部分组成。
工作原理在放电管中充入一定种类和压强的气体，通过高压放电激励气体分子或原子，使其产生受激辐射并放大，形成激光输出。
特点具有光束质量好、输出功率大、效率高、结构简单等优点，常用于高精度测量、光谱分析等领域。
构成主要由染料溶液、泵浦源和光学谐振腔三部分组成。
激光电视原理
激光电视原理
激光电视是一种高科技的显示技术，其原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 激光产生：激光电视中使用的激光器产生高强度的激光光束，这个激光光束会发射到屏幕的背后。
2. 光束转换：在背光传输的过程中，激光光束经过一系列的光学转换，被转换成三种不同颜色的激光光束，即红、绿、蓝三种颜色的光束。
3. 激光照射：红、绿、蓝三种颜色的激光光束通过光学元件照射到屏幕上的材料上，材料可以是一层具有发光性质的物质如荧光体，也可以是一层不含发光物质的透明或半透明材料。
这些材料对激光的照射会产生光的发射或反射。
4. 光的过滤与合成：通过一系列的光学透镜和反射器，将反射或发射出的光进行过滤和合成。
光学元件可以调整光的强度和颜色。
5. 图像显示：经过光学透镜的调整和合成后，图像就显示在屏幕上。
由于激光的光强度高、色彩鲜艳且具有高对比度，所以激光电视具有更加清晰、逼真的显示效果。
总而言之，激光电视通过利用激光的特性和光学器件的精确控制，将激光转化为可见光并显示在屏幕上，从而实现高质量的图像显示。
2024版激光原理与技术PPT(很全面)
•激光基本原理•激光器类型及技术•激光束特性及控制技术目录•激光与物质相互作用•激光测量与检测技术•激光通信与信息处理技术•激光安全与防护技术光的自发辐射与受激辐射自发辐射原子或分子在没有外界作用下，由于自身能级的不稳定性而自发地从高能级向低能级跃迁，同时发射出一个光子的过程。
受激辐射原子或分子在外界光子的作用下，从高能级向低能级跃迁，同时发射出一个与入射光子完全相同的光子的过程。
区别与联系自发辐射是随机的，而受激辐射是确定的；自发辐射产生的光是非相干的，而受激辐射产生的光是相干的。
光放大当外来光信号通过激光工作物质时，受激辐射产生的光子与入射光子具有相同的频率、相位、传播方向和偏振状态，从而实现光信号的放大。
粒子数反转在激光工作物质中，高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数，形成粒子数反转分布。
实现方法通过泵浦源提供能量，使激光工作物质中的粒子被激发到高能级，形成粒子数反转分布。
粒子数反转与光放大产生条件特性应用领域030201激光的产生与特性晶体激光器玻璃激光器光纤激光器He-Ne 激光器CO2激光器以氦气和氖气作为工作气体，产生红色可见光激光，常用于精密测量和准直。
Ar+激光器染料激光器液体激光核聚变半导体激光器边发射半导体激光器面发射半导体激光器采用垂直腔面发射结构，具有低阈值电流、圆形光束和易于集成等特点，适用于光通信和光互连等领域。
激光束的传输与聚焦激光束的传输特性01激光束的聚焦原理02激光束的聚焦技术03介绍评价激光束质量的常用参数，如光束直径、发散角、光强分布等。
激光束质量评价参数阐述实验测量和数值模拟等方法在激光束质量评价中的应用。
激光束质量评价方法分析激光束质量对激光加工、光通信、激光雷达等应用的影响。
激光束质量对应用的影响激光束的质量评价激光束的控制与整形激光束控制技术激光束整形技术激光束控制与整形的应用激光与物质相互作用的基本过程激光束在物质中的传播激光与物质相互作用的机理激光与物质相互作用的特点1 2 3激光加工的基本原理激光加工的应用领域激光加工的优势激光加工原理及应用利用激光的高能量密度和生物效应，对生物组织进行照射，以达到治疗疾病的目的。
激光电视原理及进
2005年，索尼斥资在爱知 世博会上建起一个有500平 方米巨幕的巨大激光影院
2006年，三菱推出40英寸 激光电视样机
2007年，索尼再次高调推 出60英寸激光电视样机， 2007年美国国际消费电子 展上，索尼和三菱分别展 出了55 英寸、40 英寸的 激光电视样机。
美国Novalux公司研发的激光电视
优势1. 色域大、色纯度高
色域覆盖率：是以马蹄形可 见色域作为参照系表达彩色还原 范围，如自然界有100万种色彩， 传统的显示设备只能表现其中的 30万种左右，而激光显示技术能 表现90万种以上，基本上能真实 还原自然界的所有色彩。
国际标准人眼可识别的色域 空间图上，激光的色域覆盖率比 当前显示设备大得多，能显示更 丰富的色彩
激光显示技术的三种类型
•（一）激光阴极射线管LCRT（Laser Cathode Ray Tube），基本原理是用半导体激光器代替阴极射线显 像管的荧光屏来实现的一种新型显示器件。
•（二）激光光阀显示，基本原理是激光速仅用来改 变某些材料（如液晶等）的光学参数（折射率或透过 率），而再用另外的光源把这种光学参数变化而构成 的像投射到屏幕上，从而实现图像显示。
激光电视原理及进展
简介 原理 优势 进展
激光电视简介
激光电视（LASER TV）是利用半导体泵浦固态激光工 作物质，产生红、绿、蓝三种波长的连续激光作为彩色激 光电视的光源，通过电视信号控制三基色激光扫描图像。 其色域覆盖率理论上可以高达人眼色域范围的90%以上。 这比目前LED电视最高的62%色域覆盖率又提高了一个档次 。色域覆盖率的提高，不仅可以使整个电视画面看起来更 加真实、有层次感、通透的感觉，同时画面的清晰度也会 随着色彩饱和度的提高有较大幅度的提升。由于采用激光 作为电视的背光源，激光电视可以做的更薄，适合家庭使 用。激光电视还克服了人眼长时间观看荧光粉产生的荧光 色所造成的不适感，而且对人眼没有辐射。
激光电视工作原理
激光电视工作原理
激光电视技术是一种先进的显示技术，其工作原理是利用激光光源将光能转换为电能，并通过光学系统将图像投射到屏幕上。
激光电视的工作过程可以分为以下几个步骤：
1. 光源：激光电视使用光纤激光器作为光源。
光纤激光器通过激光二极管将电能转化为激光光束。
2. 光学系统：光纤激光器发出的激光光束经过准直镜和成像透镜等光学元件进行准直和聚焦，形成一个完整的光学路径。
3. 激光束转换器：激光束通过激光束转换器，将其转化为彩色光束。
激光束转换器利用一系列的棱镜、滤光片和反射镜，将单色的激光光束分解成红、绿、蓝三种基本颜色的光束。
4. 光束合成：转化后的红、绿、蓝三种光束经过光束合成器进行合成。
光束合成器通过调整光束的强度和相位，将红、绿、蓝三种颜色的光束合成为一个完整的彩色光束。
5. 投射：合成后的彩色光束通过光学透镜系统将图像投射到屏幕上。
光学透镜系统可以调整激光光束的焦距和投射角度，以实现清晰的图像投射。
6. 屏幕：激光电视使用高反射率的屏幕材料，使得投射到屏幕上的光线更加明亮。
屏幕上的微小颗粒反射光线，形成可视化的图像。
通过上述的工作原理，激光电视可以呈现出高亮度、高对比度和高色彩饱和度的图像。
其具有快速反应和高帧率的优点，适用于大尺寸高清晰度显示场景。
激光电视原理及进 PPT
•（三）直观式（点扫描）电视激光显示，它是将经 过信号调制了的RGB三色激光束直接通过机械扫描方 法偏转扫描到显示屏上。
点扫描激光电视
直观式（点扫描）电视激光显示，它是将经过信号调制了的 RGB三色激光束直接通过机械扫描方法偏转扫描到显示屏上。
基本结构 • RGB激光光源
• 激光调制 • 扫描投射系统 • 图像变换光学系统 • 光导传输 • 电子控制和软件
优势1.作为参照系表达彩色还原 范围，如自然界有100万种色彩， 传统的显示设备只能表现其中的 30万种左右，而激光显示技术能 表现90万种以上，基本上能真实 还原自然界的所有色彩。
国际标准人眼可识别的色域 空间图上，激光的色域覆盖率比 当前显示设备大得多，能显示更 丰富的色彩
样机
• 2003年研制出60英寸背投激光显示 机
• 2005年推出84英寸背投激光显示机
• 最近又研制成功140英寸大屏幕激光 显示样机。
这些科研成果标志着中国进入 国际激光彩色显示技术开发的先进 行列，为抢占彩色激光电视产业制 高点奠定坚实的基础。
2007年，北京国际科技产业博览会上， 中视中科光电技术有限公司首次推出 120英寸全球最大屏幕激光电视
美国Novalux公司研发的激光电视
三菱公司推出三基色光源激光背投电视
• 国内发展现状：
中国对激光显示技术的关注也 早已开始，北京中视中科光电技术 有限公司是国内唯一致力于激光显 示产业化的公司。
• 上世纪80年代末，激光全色显示技 术就已进入中国863计划。
• 2002年，中国在该技术领域实现重 大突破，推出全固态激光显示原理
直接扫描式激光电视系统
显示原理
外部视频/PC信号被分解为三 原色经颜色转换后调制三束激光的 强度；被调制的光信号经过光缆传 输到扫描系统，激光束被偏转（行 扫描：转镜，帧扫描：振镜）投射 到屏幕上，“写”出图像。
激光原理与技术PPT课件
激光手术
阐述激光手术在眼科、神 经外科等领域的应用及优 势，如精度高、创伤小等 。
05
CATALOGUE
激光测量与检测技术
激光干涉测量技术
1 2
干涉测量原理
利用激光的相干性，通过干涉条纹的变化来测量 长度、角度等物理量。
干涉测量系统组成
包括激光器、分束器、反射镜、探测器等部分。
3
干涉测量技术应用
时间特性
激光束的时间特性包括脉冲宽度、重复频率和稳定性等。其中，脉冲宽度决定 了激光的峰值功率和能量，重复频率则影响了激光的平均功率。稳定性则是确 保激光束在长时间内保持一致性的关键因素。
激光束的调制与偏转技术
调制技术
通过对激光束进行幅度、频率或相位等调制，可以实现信息 的加载和传输。常见的调制方式包括振幅调制、频率调制和 相位调制等。这些调制技术使得激光束能够携带更多的信息 ，并在通信、传感等领域得到广泛应用。
对皮肤的危害
长时间或高强度激光照射皮肤， 可能导致皮肤烧伤、色素沉着、 皮肤癌等严重后果。
激光安全标准与防护措施
激光安全标准
国际电工委员会（IEC）和美国激光产品安全标准（ANSI）等制定了激光产品的 安全标准，包括激光等级分类、安全警示标识、使用说明等。
防护措施
使用激光产品时，应佩戴合适的防护眼镜或面罩，避免直接照射眼睛或皮肤；同 时，应在激光工作区域内设置明显的安全警示标识，提醒他人注意安全。
偏转技术
激光束的偏转技术主要是通过改变激光束的传播方向来实现 。常见的偏转方式包括机械偏转、电光偏转和声光偏转等。 这些偏转技术使得激光束能够灵活地指向目标，并在激光雷 达、光学扫描等领域发挥重要作用。
激光束的聚焦与整形技术
2024年激光原理与技术课件课件
激光原理与技术课件课件激光原理与技术课件一、引言激光作为一种独特的人造光，自20世纪60年代问世以来，已经在众多领域取得了举世瞩目的成果。
激光原理与技术已经成为现代科学技术的重要组成部分，并在光学、通信、医疗、工业加工等领域发挥着重要作用。
本课件旨在阐述激光的基本原理、特性以及应用技术，使读者对激光有更深入的了解。
二、激光的基本原理1.光的粒子性与波动性光既具有粒子性，也具有波动性。
在量子力学中，光被视为由一系列光子组成的粒子流，光子的能量与频率成正比。
而在波动光学中，光被视为一种电磁波，具有频率、波长、振幅等波动特性。
2.光的受激辐射受激辐射是指处于激发态的原子或分子在受到外来光子作用后，返回基态并释放出一个与外来光子具有相同频率、相位、传播方向和偏振状态的光子。
这个过程是激光产生的核心原理。
3.光的放大与谐振在激光器中，通过光学增益介质实现光的放大。
当光在增益介质中往返传播时，不断与激发态原子或分子发生受激辐射，使光子数不断增加。
同时，通过谐振腔的选择性反馈，使特定频率的光得到进一步放大，最终形成激光。
三、激光的特性1.单色性激光具有极高的单色性，即频率单一。
这是由于激光器中的谐振腔对光的频率具有高度选择性，只有满足特定频率的光才能在谐振腔内稳定传播。
2.相干性激光具有高度的相干性，即光波的相位关系保持稳定。
相干光在传播过程中能形成稳定的干涉图样，广泛应用于光学检测、全息成像等领域。
3.方向性激光具有极高的方向性，即光束的发散角很小。
这是由于激光器中的谐振腔对光的传播方向具有高度选择性，只有沿特定方向传播的光才能在谐振腔内稳定传播。
4.高亮度激光具有高亮度，即单位面积上的光功率较高。
这是由于激光的单色性、相干性和方向性使其在空间上高度集中，从而具有较高的亮度。
四、激光的应用技术1.光通信激光在光通信领域具有广泛应用，如光纤通信、自由空间光通信等。
激光的高单色性、相干性和方向性使其在传输过程中具有较低的信号衰减和干扰，从而实现高速、长距离的数据传输。
激光电视机原理
激光电视机原理
激光电视机是一种新型的显示技术，它的工作原理是利用激光光源和光栅投射来生成图像。
激光电视机的光源是由红、绿、蓝三种激光器组成的。
这些激光器通过光栅进行调节，使其发射的激光束能够准确地打在投射屏幕上的像素点上。
与传统的液晶显示技术不同，激光电视机不需要额外的背光模块。
激光光源能够直接发射纯净的彩色光，通过调节激光的亮度和颜色，可以实现更加丰富的色彩表现。
激光电视机的投射屏幕是由微小的镜像组成的，这些镜像能够根据激光光源的位置和角度进行精确调节。
当激光束照射在镜像上时，光线会被反射到观察者的眼睛中，从而形成图像。
激光电视机还具有高亮度和高对比度的特点。
激光光源能够提供更高的亮度，使得图像在明亮的环境中仍然能够清晰可见。
此外，激光电视机可以根据不同的场景自动调整亮度和对比度，以获得更好的观看效果。
总的来说，激光电视机利用激光光源和光栅投射的原理，能够实现高亮度、高对比度和丰富的色彩表现，为用户带来更好的观看体验。
激光原理与应用讲 课件
光的干涉与衍射
光的干涉是指两束或多束相干光波在空间某一点相遇时，由 于光波的相位关系不同，导致光强分布发生变化的现象。干 涉现象是双缝实验中明暗条纹形成的原因。
光的衍射是指光波在传播过程中遇到障碍物时，光波发生弯 曲的现象。衍射现象使得光波能够绕过障碍物，继续向前传 播。
光的受激辐射
光的受激辐射是指处于激发态的原子在特定频率的光照射 下，会释放出与照射光频率相同的光子的现象。受激辐射 是产生激光的重要机制之一。
当一个光子与一个处于基态的原子相互作用时，该原子会 吸收光子的能量并跃迁到激发态。随后，该原子会释放出 一个与原先照射光频率相同的光子，同时自身回到基态。
激光的特性
国家安全规范
各国政府和相关机构也制定了相 应的激光安全规范，规定了激光 产品的生产和销售要求、使用限 制等，以确保公众的安全。
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
REPORTING
激光去痘
利用激光能量杀死引起 痘痘的细菌，量破坏毛囊 的生长能力，从而达到
永久脱毛的效果。
军事领域
01
02
03
激光制导
利用激光束对导弹进行精 确制导，提高导弹的命中 精度和作战效果。
激光雷达
利用激光束对目标进行探 测和定位，具有高精度、 高分辨率、抗干扰能力强 等优点。
PART 05
激光的安全与防护
激光的生物效应
光热效应
激光照射生物组织后，组织吸收光能 转化为热能，引起局部温度升高，可 能导致组织损伤。
光化学效应
电磁场效应
激光产生的电磁场能够影响生物组织 的电磁特性，对细胞和分子产生影响 。
激光原理与技术ppt课件2024新版
激光束的传输与变换
激光束的传输特性
探讨激光束在自由空间和光学系统中 的传输特性，包括光束的发散、聚焦 和像差等。
激光束的质量控制
阐述激光束质量评价的标准和方法， 以及提高激光束质量的措施和技术。
激光束的变换方法
介绍常见的激光束变换方法，如透镜 变换、反射镜变换和光纤传输等，并 分析它们的应用场景和优缺点。
激光原理与技术 ppt课件
目录
• 激光原理概述 • 激光技术基础 • 固体激光器 • 气体激光器 • 液体激光器与光纤激光器 • 激光技术的应用与发展趋势
01
激光原理概述
激光的产生与发展
01
1917年，爱因斯坦提出 “受激辐射”理论
02
03
1954年，美国物理学家 汤斯和肖洛提出激光原 理
1960年，梅曼制成世界 上第一台红宝石激光器
03
固体激光器
固体激光器的结构与工作原理
固体激光器的组成
工作物质、泵浦源、光学谐振腔
工作原理
通过泵浦源提供能量，使工作物 质中的粒子实现粒子数反转，然 后在光学谐振腔的作用下产生激
光振荡，输出激光。
光学谐振腔的作用
提供正反馈，使受激辐射光不断 放大，同时控制激光输出的方向
和质量。
固体激光器的性能特点
液体激光器与光纤激光器的性能特点及应用
液体激光器
主要应用于可调谐激光光谱学、生物 医学成像等领域。
光纤激光器
广泛应用于工业加工、通信、医疗等 领域，如激光切割、焊接、打标等。
06
激光技术的应用与发 展趋势
激光加工技术的应用与发展
激光切割
高精度、高效率的切割方法，广泛应用于金 属、非金属材料的加工。
激光原理及应用课件68P
1960年7月，世界第一台红宝石固态激光器问世，
标志了激光技术的诞生。
美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室的研究员梅
曼演示的。 波长为694.3nm的激光
至此，一门新的科学技
术——量子电子学中的激光 技术以科学史上罕见的高速 度向前发展！
1961年
⑴ 2月（A.Javan）研制成了
He—Ne混合气体激光器。
神光I、神光II、神光III
二、激光的基本构成
产生激光的必要条件
1. 实现粒子数反转 ——工作物质 ２.使原子被激发 ——激励能源 ３.要实现光放大 ——光学谐振腔
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1. 基本构成部分
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朱棣文（1948~），美 籍华裔物理学家。 1997 年，朱棣文因发 明用激光冷却和俘获 原子的方法获得诺贝 尔物理学奖。
科 昂 - 塔 努 吉 （ Cloder Cohen Tanuky ， 1933~ ） 法国物理学家， 1997 年诺 贝尔物理奖得主。他利用 “磁阱”技术，成功地将
⑵ 有人提出了Q调制技术，
并制成第一台调Q激光器。
⑶ 制成了钕玻璃脉冲激光器。
为什么要调Q？
1962年，美国三个研究小组几乎同时分别发布砷化镓 （GaAs）半导体激光器运转的报道。
仅1961—1962年间世界各国发表 的激光方面的论文达200篇以上。
1963年建立了激光的半经典理论。
对激光的频率特性和功率特性进行了比较完善的
菲 利 普 斯 （ Felipus ， William ， 1948~ ）美国物 理 学 家 ， 1987 年 他 运 用 “磁阱”技术，改进了原 子在激光照射下温度骤降
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2
激光显示技术的三种类型
•（一）激光阴极射线管LCRT（Laser Cathode Ray Tube），基本原理是用半导体激光器代替阴极射线 显像管的荧光屏来实现的一种新型显示器件。
•（二）激光光阀显示，基本原理是激光速仅用来改 变某些材料（如液晶等）的光学参数（折射率或透过 率），而再用另外的光源把这种光学参数变化而构成 的像投射到屏幕上，从而实现图像显示。
激光电视原理及进展
• 简介 • 原理 • 优势 • 进展
2019/9/13
1
激光电视简介
激光电视（LASER TV）是利用半导体泵浦固态激光工
作物质，产生红、绿、蓝三种波长的连续激光作为彩色激
光电视的光源，通过电视信号控制三基色激光扫描图像。
其色域覆盖率理论上可以高达人眼色域范围的90%以上。
这比目前LED电视最高的62%色域覆盖率又提高了一个档
色域覆盖率：是以马蹄形可见 色域作为参照系表达彩色还原范 围，如自然界有100万种色彩， 传统的显示设备只能表现其中的 30万种左右，而激光显示技术能 表现90万种以上，基本上能真实 还原自然界的所有色彩。
国际标准人眼可识别的色域空 间图上，激光的色域覆盖率比当 前显示设备大得多，能显示更丰 富的色彩
直20接19/扫9/13描式激光电视系统
显示原理
外部视频/PC信号被分解为三原 色经颜色转换后调制三束激光的强 度；被调制的光信号经过光缆传输 到扫描系统，激光束被偏转（行扫 描：转镜，帧扫描：振镜）投射到 屏幕上，“写”出图像。
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原理——激光光源
目前,激光器依然是激光显示系统中最为昂贵的部件。激光显示主要 应用激光产业中可见光波长范围内的激光产品,确切地讲是以红、绿、 蓝三基色激光作为显示光源.目前国内通常选用的三基色激光波长分别 为:456nm ,532nm 和635nm.研制低成本、小体积、瓦级输出的红、 绿、蓝三基色激光器是激光显示系统实用化道路上的重,最大输出功率为3W ,LD 在室温工作时,泵浦
光的波长是808nm ,正好在Nd : YV04（掺钕钒酸钇）晶体的吸收带宽内;泵浦
光经柱棱镜整形后, 通过透镜(GRIN)入射到工作物质Nd : YVO4 的左端
面,PPMgLN（掺镁铌酸锂）为倍频晶体. 谐振腔由工作物质Nd : YVO4 的左端
• 上世纪80年代末，激光全色显示技 术就已进入中国863计划。
• 2002年，中国在该技术领域实现重 大突破，推出全固态激光显示原理 样机
• 2003年研制出60英寸背投激光显示 机
• 2005年推出84英寸背投激光显示 机
• 最近又研制成功140英寸大屏幕激 光显示样机。
这些科研成果标志着中国进入国 际激光彩色显示技术开发的先进行 列20，19/9为/13抢占彩色激光电视产业制高
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激光拥有高色纯度，能实现更高对比度
等离子电视
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激光电视
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优势2. 光源寿命长，低衰减，可以长时间连续工作。
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
2个月
3个月
6个月
1年
3年
各种光源亮度变化对比
激光 UHP灯泡 氙灯 5年
优势3. 节能环保
次。色域覆盖率的提高，不仅可以使整个电视画面看起来
更加真实、有层次感、通透的感觉，同时画面的清晰度也
会随着色彩饱和度的提高有较大幅度的提升。由于采用激
光作为电视的背光源，激光电视可以做的更薄，适合家庭
使用。激光电视还克服了人眼长时间观看荧光粉产生的荧
2019/9光/13 色所造成的不适感，而且对人眼没有辐射。
•（三）直观式（点扫描）电视激光显示，它是将经 过信号调制了的RGB三色激光束直接通过机械扫描方 法偏转扫描到显示屏上。
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点扫描激光电视
直观式（点扫描）电视激光显示，它是将经过信号调制了的 RGB三色激光束直接通过机械扫描方法偏转扫描到显示屏上。
基本结构 • RGB激光光源
• 激光调制 • 扫描投射系统 • 图像变换光学系统 • 光导传输 • 电子控制和软件
2007年，北京国际科技产业博览会上， 中视中科光电技术有限公司首次推出 120英寸全球最大屏幕激光电视
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• 2007年，索尼再次高调推 出60英寸激光电视样机， 2007年美国国际消费电子 展上，索尼和三菱分别展 出了55 英寸、40 英寸的 激光电视样机。
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三菱公司推出三基色光源激光背投电视
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• 国内发展现状：
中国对激光显示技术的关注也早已 开始，北京中视中科光电技术有限 公司是国内唯一致力于激光显示产 业化的公司。
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激光电视的进展
• 国际发展现状： 美国、日本、德国三
国的激光扫描显示技 术的代表了国际先进 水平
2019/9美/13国Novalux公司研发的激光电视
• 2005年，索尼斥资在爱知 世博会上建起一个有500 平方米巨幕的巨大激光影 院
• 2006年，三菱推出40英 寸激光电视样机
面和平凹输出镜M构成;采用半导体制冷器(TEC) 对LD 和激光晶体进行控温;
Nd :YVO4 的右端面镀上倍频光532nm的高反膜,这样使得腔内往返两个方向
产生的倍频绿光能够从一个方向输出,同时避免倍频绿光在Nd : YVO4 内的吸
收2损019耗/9/1. 3
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优势1. 色域大、色纯度高
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除了采用3 台独立 的激光器分别产生三 基色激光外,也可以 采用同一基频光经过 非线性变换同时输出 红绿蓝三色激光. 由 于采用一个半导体激 光泵浦源,因而该激 光器体积较小,结构 紧凑
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红激光可通过半导体技术获得; 在中低功率的腔内倍频绿蓝固体激光器的设计中,平凹腔可以近似为动态热稳 腔,且结构简单、紧凑、效率高,激光晶体中的热效应相对较小,可以满足激光显 示光源使用要求。 下图一种实用的绿激光产生装置：