激光显示技术简介.ppt

激光显示技术简介.ppt

《激光显示技术简介.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《激光显示技术简介.ppt（66页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

激光显示技术简介激光显示技术简介SangJianMech.DesignPartAPPDepartment2012.09引言激光显示技术的原理激光显示技术的未来激光显示技术的类型激光显示技术的应用激光显示引言黑白单色黑白单色标准彩色标准彩色模拟模拟数字数字FullColorFullColor大色域大色域标清标清高清高清小尺寸小尺寸中尺寸中尺寸大尺寸大尺寸激光显示技术的时代激光显示技术的时代黑白时代黑白时代1G1GCRTCRT标准彩色时代标准彩色时代2G2GCRTCRT高清时代高清时代3G3GLCD/PDPLCD/PDP大色域时代大色域时代4G4GOLED/LaserTVOLED/LaserTV定向发光定向发光定向发光定向发光颜色极纯颜色极纯颜色极纯颜色极纯亮度极高亮度极高亮度极高亮度极高激光显示引言激光显示引言半导体激光二极管半导体泵浦固体激光器半导体激光器半导体激光器2020世纪世纪8080年代中期以来，半导体制造技术的发展以及与激光技术的结年代中期以来，半导体制造技术的发展以及与激光技术的结合，催生了半导体激光二极管，这类兼具半导体和激光器特性的激光合，催生了半导体激光二极管，这类兼具半导体和激光器特性的激光源，具有更高的峰值功率和较低的能耗，且它的发射脉宽也较窄，本源，具有更高的峰值功率和较低的能耗，且它的发射脉宽也较窄，本身不需要温度和光学补偿，比传统的发射光源具有明显的优势身不需要温度和光学补偿，比传统的发射光源具有明显的优势半导体泵浦固体激光器简介半导体泵浦固体激光器简介半导体泵浦固体激光器（英文全称：

半导体泵浦固体激光器（英文全称：

DiodePumpSolidStateLaser），是近年来国际上发展最快，应用较广的新型激光器。

该类），是近年来国际上发展最快，应用较广的新型激光器。

该类型的激光器利用输出固定波长的半导体激光器代替了传统的氪灯或氙型的激光器利用输出固定波长的半导体激光器代替了传统的氪灯或氙灯来对激光晶体进行泵浦，从而取得了崭新的发展，被称为第二代的灯来对激光晶体进行泵浦，从而取得了崭新的发展，被称为第二代的激光器。

这是一种高效率、长寿命、光束质量高、稳定性好、结构紧激光器。

这是一种高效率、长寿命、光束质量高、稳定性好、结构紧凑小型化的第二代新型固体激光器，目前在空间通讯，光纤通信，大凑小型化的第二代新型固体激光器，目前在空间通讯，光纤通信，大气研究，环境科学，医疗器械，光学图象处理，激光打印机等高科技气研究，环境科学，医疗器械，光学图象处理，激光打印机等高科技领域有着独具特色的应用前景。

领域有着独具特色的应用前景。

半导体泵浦固体激光器的优势半导体泵浦固体激光器的优势1、低功耗：

传统的灯泵浦激光器的转换效率大约只有、低功耗：

传统的灯泵浦激光器的转换效率大约只有3%左右，泵浦灯的发出的能量大部分转换成了热能，造成左右，泵浦灯的发出的能量大部分转换成了热能，造成了极大的能源浪费。

而半导体泵浦固体激光器所用的二极了极大的能源浪费。

而半导体泵浦固体激光器所用的二极管发出固定的，被激光晶体吸收的管发出固定的，被激光晶体吸收的808nm波长的激光，光波长的激光，光光转换效率可高达光转换效率可高达40%以上，大大减少了运行成本。

以上，大大减少了运行成本。

2、性能可靠、寿命长：

激光二极管的寿命大大长于闪、性能可靠、寿命长：

激光二极管的寿命大大长于闪光灯，达光灯，达15000小时以上，闪光灯的寿命只有小时以上，闪光灯的寿命只有3001000小时。

激光半导体的泵浦能量稳定性好，比闪光灯泵浦优小时。

激光半导体的泵浦能量稳定性好，比闪光灯泵浦优一个能量级，性能可靠，可制成全固化器件。

运行寿命长，一个能量级，性能可靠，可制成全固化器件。

运行寿命长，成为至今为止唯一无需维护的激光器，尤其适用于大规模成为至今为止唯一无需维护的激光器，尤其适用于大规模生产线。

生产线。

3、输出光束质量好：

由于半导体泵浦激光的高转换效、输出光束质量好：

由于半导体泵浦激光的高转换效率，减少了激光工作物质的热透镜效应，大大改善了激光率，减少了激光工作物质的热透镜效应，大大改善了激光器的输出光束质量，激光光束质量已接近理论极限。

器的输出光束质量，激光光束质量已接近理论极限。

（一）激光器的结构激光器是产生激光的装置。

它主要由工作物质、激励源和谐振腔三部分组成。

6.1.3常用激光器常用激光器激光按其产生的工作物质的不同可分为激光按其产生的工作物质的不同可分为气体激光器、固体激气体激光器、固体激光器、半导体激光器、液体激光器、化学激光器和自由电子激光器、半导体激光器、液体激光器、化学激光器和自由电子激光器光器等。

等。

1.气体激光器气体激光器气体激光器又可分为气体激光器又可分为原子、分子、离子气体激光器原子、分子、离子气体激光器3大类。

原大类。

原子气体激光器中，产生激光作用的是没有电离的气体原子，其子气体激光器中，产生激光作用的是没有电离的气体原子，其典型代表是氦氖激光器。

分子气体激光器中，产生激光作用的典型代表是氦氖激光器。

分子气体激光器中，产生激光作用的是没有电离的气体分子，分子激光器的典型代表是是没有电离的气体分子，分子激光器的典型代表是CO2激光器、激光器、氦分子（氦分子（N2）激光器和准分子激光器。

离子激光器的典型代表）激光器和准分子激光器。

离子激光器的典型代表是氩离子（是氩离子（Ar+）和氦镉（）和氦镉（He-Cd）离子激光器。

）离子激光器。

第第6章章激光显示技术激光显示技术气体激光器有以下特点：

气体激光器有以下特点：

（1）发射的谱线分布在一个很宽的波长范围内，已经观测到的激光谱）发射的谱线分布在一个很宽的波长范围内，已经观测到的激光谱线不下万余条，波长几乎遍布了从紫外到远红外整个光谱区。

线不下万余条，波长几乎遍布了从紫外到远红外整个光谱区。

（2）气体工作物质均匀性较好，使得输出光束的质量较高。

）气体工作物质均匀性较好，使得输出光束的质量较高。

（3）气体激光器很容易实现大功率连续输出，如）气体激光器很容易实现大功率连续输出，如CO2激光器目前可达激光器目前可达万瓦级。

万瓦级。

（4）气体激光器还具有转换效率高、工作物质丰富、结构简单和器件）气体激光器还具有转换效率高、工作物质丰富、结构简单和器件成本低等特点。

由于气体原子（分子）的浓度低，一般不利于做成小成本低等特点。

由于气体原子（分子）的浓度低，一般不利于做成小尺寸大能量的脉冲激光器。

尺寸大能量的脉冲激光器。

由于气体激光器具有以上优点，已经被广泛应用于准直、导向、由于气体激光器具有以上优点，已经被广泛应用于准直、导向、计量、材料加工、全息照相以及医学、育种等领域。

计量、材料加工、全息照相以及医学、育种等领域。

第第6章章激光显示技术激光显示技术2固体激光器固体激光器固体激光器是将产生激光的粒子掺于固体基质中。

工作物质的固体激光器是将产生激光的粒子掺于固体基质中。

工作物质的物理、化学性能主要取决于基质材料，而它的光谱特性则主要由物理、化学性能主要取决于基质材料，而它的光谱特性则主要由发光粒子的能级结构决定，但发光粒子受基质材料的影响，其光发光粒子的能级结构决定，但发光粒子受基质材料的影响，其光谱特性将有所变化。

固体工作物质中，发光粒子（激活离子）都谱特性将有所变化。

固体工作物质中，发光粒子（激活离子）都是金属离子。

是金属离子。

第第6章章激光显示技术激光显示技术固固体体激激光光器器的的突突出出特特点点是是：

产产生生激激光光的的粒粒子子掺掺于于固固体体物物质质中中，浓浓度度比比气气体体大大，因因而而可可获获得得大大的的激激光光能能量量输输出出，单单个个脉脉冲冲输输出出能能量量可可达达上上万万焦焦耳耳，脉脉冲冲峰峰值值功功率率可可达达10131014W/cm2，因因固固体体热热效效应应严严重重，连连续续输输出出功功率率不不如如气气体体高高。

但但是是固固体体激激光光器器具具有有能能量量大大、峰峰值值功功率率高高、结结构构紧紧凑凑、牢牢固固耐耐用用等等优优点点，已已广广泛泛应应用用于于工工业业、国国防防、医医疗疗、科研等方面。

科研等方面。

第第6章章激光显示技术激光显示技术3半导体激光器半导体激光器半导体激光器是以半导体为工作物质的激光器。

半导体激光器是以半导体为工作物质的激光器。

常用的半导体激光器材料是常用的半导体激光器材料是CaAs（砷化镓）、（砷化镓）、CdS（硫化镉）、（硫化镉）、PbSnTe（碲锡铅）等。

半导体（碲锡铅）等。

半导体激光器有超小型、高效率、结构简单、价格便宜激光器有超小型、高效率、结构简单、价格便宜等一系列特点。

在光纤通信、激光唱片、光盘、等一系列特点。

在光纤通信、激光唱片、光盘、数显等领域有广泛应用。

数显等领域有广泛应用。

第第6章章激光显示技术激光显示技术4液体激光器液体激光器液体激光器可分为两类：

有机化合物液体（染料）液体激光器可分为两类：

有机化合物液体（染料）激光器（简称染料激光器）和无机化合物液体激光器激光器（简称染料激光器）和无机化合物液体激光器（简称无机液体激光器）。

虽然都是液体，但它们的受（简称无机液体激光器）。

虽然都是液体，但它们的受激发光机理和应用场合却有着很大的差别。

染料激光器激发光机理和应用场合却有着很大的差别。

染料激光器已获得了广泛的应用，已发现有实用价值的染料约有上已获得了广泛的应用，已发现有实用价值的染料约有上百种，最常用的有若丹明百种，最常用的有若丹明6G、隐花青、豆花素等。

、隐花青、豆花素等。

第第6章章激光显示技术激光显示技术染料激光器的特点如下：

染料激光器的特点如下：

（1）激光波长可调谐且调谐范围宽广，它的辐射波长已覆盖）激光波长可调谐且调谐范围宽广，它的辐射波长已覆盖了从紫外了从紫外321nm至近红外至近红外1.3m谱线范围，一些染料激光谱线范围，一些染料激光波长连续可调范围达上百纳米。

波长连续可调范围达上百纳米。

（2）可产生极短的超短脉冲，脉冲宽度可压缩到）可产生极短的超短脉冲，脉冲宽度可压缩到31015s。

（3）可获得窄的谱线宽度，线宽可达）可获得窄的谱线宽度，线宽可达6105nm，连续染料，连续染料激光可达激光可达106nm。

第第6章章激光显示技术激光显示技术5化学激光器化学激光器化学激光器是基于化学反应来建立粒子反转的，如氟化氢化学激光器是基于化学反应来建立粒子反转的，如氟化氢（HF）、氟化氘（）、氟化氘（DF）等化学激光器。

化学激光器的主要优点是能）等化学激光器。

化学激光器的主要优点是能把化学能直接转换成激光能，不需要外加电源或光源作为泵浦源，把化学能直接转换成激光能，不需要外加电源或光源作为泵浦源，在缺乏电源的地方能发挥其特长。

在某些化学反应中可获得很大的在缺乏电源的地方能发挥其特长。

在某些化学反应中可获得很大的能量，因此可得到高功率的激光输出。

这种激光器可以作为激光武能量，因此可得到高功率的激光输出。

这种激光器可以作为激光武器用于军事领域。

器用于军事领域。

6自由电子激光器自由电子激光器自由电子激光器不是利用原子或分子受激辐射，而是利用电子运自由电子激光器不是利用原子或分子受激辐射，而是利用电子运动的动能转换为激光辐射的，因此它的辐射波长可以在很宽的范围动的动能转换为激光辐射的，因此它的辐射波长可以在很宽的范围内（从毫米波直到内（从毫米波直到X光）连续调谐，而且转换效率可达光）连续调谐，而且转换效率可达50。

第第6章章激光显示技术激光显示技术参数参数种类种类显示效显示效果果体积体积显示尺寸显示尺寸功耗功耗工艺复杂度工艺复杂度制造成本制造成本价格价格CRT好好庞大庞大较小较小大大较简单较简单较高较高一般一般等离子等离子较差较差轻薄轻薄大大大大复杂复杂高高昂贵昂贵液晶液晶较差较差轻薄轻薄大大小小复杂复杂高高昂贵昂贵LPD好好很小很小大大小小简单简单较低较低一般一般表表6.2LPD与其它显示器的对比与其它显示器的对比第第6章章激光显示技术激光显示技术激光显示技术的原理半导体激光器以不同掺杂类型的半导体材料作为激光工作物质，自然解理面构成谐振腔，通过一定的激励方