2021年春節期間，中科極光的三色激光顯示技術亮相西安城牆。 中科極光供圖

夜晚華燈初上，上海外灘兩(liang) 岸的建築被美麗(li) 的燈光籠罩，激光燈、光束燈、燈光藝術標識配上量身定製的音樂(le) ，聲光同步、色彩斑斕。6月30日至7月4日，“永遠跟黨(dang) 走”黃浦江主題光影秀將在外灘上演。

記者獲悉，這場光影秀融合了不少前沿的照明技術，比如在浦東(dong) 美術館的建黨(dang) 百年慶祝活動標識下方，使用了5台激光光束燈來烘托，這是由杭州中科極光科技有限公司（以下簡稱中科極光）自主研發的激光顯示技術產(chan) 品。中科極光孵化自中國科學院理化技術研究所（以下簡稱理化所）。

“這些激光光束燈可以達到16萬(wan) 流明的超高亮度，而普通的10瓦筒燈是1000流明。”理化所應用激光研究中心主任、中科極光總工程師畢勇告訴《中國科學報》，“40多年來，理化所技術團隊致力於(yu) 研發激光顯示技術和探索產(chan) 業(ye) 發展，這條路雖然走得艱辛，但已經迎來曙光。”

40年技術積累

顯示是人機界麵終端，可以供人眼直接觀看，擁有信息傳(chuan) 播和觀賞娛樂(le) 兩(liang) 大功能。“人類獲取信息80%靠視覺，顯示是信息產(chan) 業(ye) 鏈終端，市場巨大。”中國工程院院士許祖彥在日前召開的光子產(chan) 業(ye) 峰會(hui) 上指出，“激光顯示是唯一全麵達到超高清顯示國際標準BT.2020的顯示技術，下一代顯示產(chan) 業(ye) 的主流將是激光顯示。”

我國激光顯示技術的發展與(yu) 國際同步。1960年，世界上第一台激光器問世。一年後，我國第一台激光器——小球照明紅寶石激光器在中國科學院長春光學精密機械與(yu) 物理研究所誕生。自此之後，我國的科技工作者一直致力於(yu) 探索將激光與(yu) 顯示技術相結合。

1977年，許祖彥帶領團隊開始研究基於(yu) 氣體(ti) 激光器的顯示技術，並在當年研發出原理樣機，播放了皮影戲。雖然不是連續的動態畫麵，卻是我國最早的激光顯示研究的成果。

上個(ge) 世紀，激光顯示的研究進展並不顯著，主要受激光器發展水平的限製。畢勇告訴記者：“早期的氣體(ti) 激光器由於(yu) 體(ti) 積龐大，電光轉換效率低，使得以其作為(wei) 三基色光源的激光顯示係統研究僅(jin) 停留在實驗室階段，沒能進一步走向產(chan) 業(ye) 化。”

與(yu) 普通光源相比，激光光源具有單色性好、亮度高、方向性強和相幹性強等特點，這也是科研團隊多年來研究的動力所在。20世紀90年代中期，理化所研究員陳創天（2003年當選為(wei) 中國科學院院士）帶領團隊相繼發明了新型非線性光學晶體(ti) BBO和LBO。

陳創天團隊在這兩(liang) 種晶體(ti) 的基礎上生長出當年世界上唯一一個(ge) 可直接倍頻產(chan) 生深紫外激光的晶體(ti) ——KBBF晶體(ti) 。之後，國外經曆15年才研製出來。陳創天團隊也是我國最早研製出固體(ti) 激光器的團隊。

畢勇介紹道：“固體(ti) 激光器有著結構簡單、體(ti) 積小、成本低、穩定性高等優(you) 點，讓近紅外激光實現可見光波段輸出，攻克了可見光隻有氣體(ti) 輸出途徑的難題，為(wei) 激光顯示技術的產(chan) 業(ye) 化鋪設了道路。”

6年產(chan) 業(ye) 探索

20世紀90年代末，我國在發展激光顯示產(chan) 業(ye) 方麵已經具備良好的技術基礎和生產(chan) 環境。在國家高技術研究發展計劃、中國科學院星空体育官网入口网站創新工程的持續支持下，我國激光顯示技術取得了重大進展。

2002年，理化所研究員許祖彥團隊在國內(nei) 率先實現紅綠藍三基色激光瓦級輸出，並合成白光用於(yu) 激光顯示首次實驗。2005 年，許祖彥團隊成功研發出60 英寸、84 英寸和140 英寸等一係列激光顯示原理樣機，並通過中國科學院與(yu) 原信息產(chan) 業(ye) 部聯合科技成果鑒定，結論是，“總體(ti) 技術國際先進，色域覆蓋率等關(guan) 鍵技術國際領先。”

在此後的10多年時間裏，許祖彥團隊又對原理樣機做了相應改良，突破了小型化高性能三基色LD激光模組、高效率控製驅動、高精度分時調製、顏色管理、高效能熱管理、勻場照明與(yu) 散斑消除等關(guan) 鍵技術。激光顯示產(chan) 業(ye) 化的時機趨於(yu) 成熟。

2015年5月，中科極光在杭州落地。“1977年，許院士帶領團隊開始做激光顯示器，沒有可以參考的資料，遇到的都是前所未見的難題。”畢勇告訴《中國科學報》，“在老一輩科研人員技術積累的基礎上，中科極光開始新一輪的產(chan) 業(ye) 化探索，同樣沒有現成的經驗可以參考。”許祖彥也是畢勇的博士生導師。

中科極光創業(ye) 團隊最初遇到的問題是產(chan) 品定義(yi) 。畢勇解釋道，技術產(chan) 品從(cong) 實驗室進入市場，需要對產(chan) 品有一個(ge) 清晰的描述，了解用戶人群是誰。“在這個(ge) 過程中，我們(men) 慢慢發現最初的產(chan) 品定義(yi) 不對，並對之進行調整和修改。”

據了解，2015年，中科極光建成國內(nei) 首條三基色LD激光顯示生產(chan) 示範線； 2016年，中科極光開發完成100英寸高亮度純激光家庭影院、超高亮度激光數字影院、分體(ti) 式特種激光顯示器；2017年，100英寸高亮度純激光家庭影院通過3C認證，相關(guan) 產(chan) 品正式推向市場。

隨後，中科極光先後推出了超高清RGB三色純激光電視、超大屏RGB三色純激光工程投影係統、高性能數字電影放映機RGB三色純激光光源以及RGB三色純激光特種顯示係統等一係列新一代激光顯示產(chan) 品。

“三基色顯示是我們(men) 的技術優(you) 勢。”畢勇介紹道，“激光顯示的關(guan) 鍵是畫質，我們(men) 的激光顯示已經贏得部分高端客戶的認可，這也是公司成立6年以來在產(chan) 業(ye) 探索過程中取得的成績。”

抓住發展機遇

正如許祖彥所說，“我們(men) 正在打造下一代顯示產(chan) 業(ye) ，希望圓中國人看中國激光電視的夢”。

他表示：“全球顯示技術到了更新換代大洗牌的階段，中國激光顯示已具備自主可控發展產(chan) 業(ye) 的條件，包括關(guan) 鍵材料、元件、技術和整機，應該抓住發展機遇。”

激光電視跟普通電視有什麽(me) 區別呢？畢勇解釋道，目前激光電視以投影形式呈現，但技術遵循電視的標準，比如顏色、畫質處理等。從(cong) 顯示效果上來說，激光電視比LED和液晶電視產(chan) 品更具優(you) 勢。比如，中科極光研發的RGB純激光電視使用獨立的紅、綠、藍三色激光，產(chan) 生的動態化色域可呈現10.7億(yi) 色。

縱觀顯示技術發展曆史，20世紀30年代出現的黑白顯示解決(jue) 了視頻圖像的有無問題，20世紀50年代出現的彩色顯示解決(jue) 了視頻圖像無顏色問題，20世紀末出現的數字顯示解決(jue) 了視頻圖像的清晰度問題，當前的激光顯示可以解決(jue) 視頻圖像的全色問題和顏色超高清問題，未來基於(yu) 全息技術的三維顯示有望解決(jue) 真三維顯示問題。

2018年，許祖彥團隊完成了“中國新型顯示產(chan) 業(ye) 發展研究”國家智庫重大戰略谘詢課題，形成8萬(wan) 餘(yu) 字研究報告。報告建議，以激光顯示產(chan) 業(ye) 為(wei) 主要發展方向，百花齊放，開發各自特色市場。

畢勇表示，中科極光已經在激光顯示產(chan) 業(ye) 邁出第一步，未來將沿著這條路繼續走下去，下一步重點研發家庭影院激光投影設備，擴大產(chan) 業(ye) 規模，做好市場化普及。


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