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                                                                              激光顯示應用中的紅光半導體激光器

                                                                              • 2021/11/16 15:03:10
                                                                              • 激光蘇凌
                                                                              • 圣同智能激光清洗除銹機

                                                                              激光顯示可以真實地再現客觀世界豐富、艷麗的色彩具有震撼的表現力被稱為第四代顯示技術與人眼所見的自然光色域相比傳統顯示設備只能再現30%而激光顯示可以覆蓋90%的色域色彩飽和度是傳統顯示設備的100倍以上此外激光顯示還能夠實現圖像幾何、顏色的雙高清和真三維顯示是實現高保真圖像的最佳方式因此激光顯示也被稱為人類視覺史上的革命1966Korpel等首次提出將激光作為顯示光源的想法隨后各國研究人員紛紛投入到激光顯示的研究大潮中激光顯示技術的出現也為我國在顯示領域的發展提供了新的契機為了進一步推動我國激光顯示產業的發展20世紀80年代我國提出激光全色顯示的國家863計劃圍繞激光顯示技術成立了產業聯盟激光顯示的光源歷經氣體激光器、固態激光器后又迎來了半導體激光器時代進入21世紀后半導體激光器技術全面發展器件的功率和性能都有了大幅度的提高作為激光顯示的光源則更具競爭力半導體激光器可直接由電流激勵比固態激光器的效率更高;工作物質衰減較慢使用壽命更長;光源系統的體積更小適合高度集成;利用半導體工藝規模化生產可使器件成本更低。

                                                                               

                                                                                激光顯示對紅光光源的要求

                                                                                激光顯示系統對于紅光光源的波長選擇主要考慮兩個方面的因素:1)根據人眼對波長的響應度來選擇人眼敏感的波長以獲得較高的光視效能;2)所選波長能夠擴大色域的覆蓋范圍從而獲得更好的色彩體驗對于大于600nm 的紅色激光波長越短則光視效能越高;波長越長則色域覆蓋的范圍越大根據國家電視標準委員會(NTSC)的標準當選用620nm 紅光時光視效能為033lm/W此時的色域可達161%;當選用650nm 的紅光時色域高達211%光視效能則降為0141lm/W所以在實際應用中需要綜合考慮激光顯示應用的場景和光源系統的性能來選擇合適的激光波長目前國際上用于激光顯示 的紅光波長通常集中在630650nm其中638nm 紅光半導體激光器的綜合性能最好。

                                                                                激光顯示所需的光源功率等于屏幕亮度除以激光光源的光視效能而屏幕亮度等于環境亮度乘以屏幕面積再除以屏幕的對比度簡單來說A4紙大小的屏幕為保證正常的投影需要紅光半導體激光器的輸出功率約為50mW;40inch(1016cm)的屏幕輸出功率則至少達到500mW;而對于大尺寸屏幕光通量在1000lm 以上時則輸出功率需要達到25W以上隨著紅光半導體激光器的發展 器件的輸出功率已有了大幅度的提升目前商用的638nm紅光半導體激光器的功率水平已達到瓦級通過光合束處理功率水平可以滿足大部分激光顯示的應用需求激光顯示對于光源光束質量的要求主要取決于所使用的激光顯示技術目前主流的激光顯示技術分為3:激光線掃描、激光點掃描和激光投影激光線掃描體積和效率介于激光投影和點掃描之間該技術主要應用在微投影領域;激光點掃描效率較高、體積小整個系統的成本較低但是對光 源 的 光 束 質 量 和 調 制 系 統 的 要 求 較高亮度低只能適合于小尺寸(小于 A4)的顯示應用激光投影技術對光源的光束質量要求不高人眼安全范圍內允許的光通量較大適合于大部分顯示領域。

                                                                                紅光激光器的技術難點

                                                                                1、縮短波長

                                                                                紅光有源區的主要材料是AlGaInP襯底GaAs。理論波長為580-680nm。早期的波長大部分在680nm附近要想縮短波長就需要增加帶隙寬度增加Al含量。當增加 Al組分之后有源區的帶隙寬度變大縮短了器件的激射波長但同時也減小了有源區和P區的能量差加劇了有源區載流子的泄漏提高了器件的閾值電流 在縮短 AlGaInP 波長方面主要通過增加有源區中 Al的含量、采用量子阱結構、量子阱混雜等方式實現紅光半導體激光器的波長越短制作難度越大、性能也越差這些是限制短波長紅光半導體激光器發展的主要原因也是研究人員急需解決的問題

                                                                                2 提高器件的輸出功率

                                                                                影響激光器功率提高的主要因素是腔面災變性光學損傷(COMD)COMD 主要發生在激光器的出光腔面上在輸出功率較大時腔面的光功率密度增大 AlGaInP激光器的腔面功率密度達到15MW/cm2激光器腔面處的缺陷數量就會不斷增加并向內部遷移導致激光器發生 COMD輸出功率急速下降研究人員經過大量的理論分析和實踐探索發現在激光器腔面制作非吸收窗口結構可以有效抑制 COMD現象。通過快速退火的方式將 Zn作為雜質擴散到有源區Zn擴散加強了 AlGaInP 自然超晶格的無序性也增加了擴散區量子阱的能帶寬度而有源區以外帶隙寬度較小的區域無法吸收振蕩的激光稱為窗口區非吸收窗口的出現大大降低了整個發光區的溫度有效抑制了 COMD現象


                                                                              激光顯示應用中的紅光半導體激光器 http://www.pleobot.com/Article/675.html

                                                                            1. 上一篇文章:

                                                                            2. 下一篇文章:

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                                                                              來自江蘇吳先生對我們的反饋:
                                                                              收到設備以后清洗的效果和之前打樣的效果一樣,技術人員教了以后就可以上手操作,清洗起來很簡單,而且清洗效果不錯,很滿意!

                                                                              來自安徽何先生對我們的反饋:
                                                                              使用一段時間之后還是覺得激光清洗的效果不錯,清洗的速度快,能達到我一天清洗的效率,對我的工件也沒有造成損傷,還是很不錯的,推薦使用。

                                                                              來自河南馬先生對我們的反饋:
                                                                              用激光清洗設備以后確實比以前我們人工打磨的效率要快很多,也不需要大量的人工來進行除銹作業,也沒有灰塵產生,對我們的工作人員也起到了一定的保護作用。

                                                                              來自大連鄧先生對我們的反饋:
                                                                              收到設備以后,他們的技術人員來上門培訓,學習了一下,經過自己簡單的操作幾次以后,發現確實比以前的清洗方法要簡單很多,清洗頭也不是很重,拿起來很方便!

                                                                              來自福建鄭先生對我們的反饋:
                                                                              以前我們這邊一工作就會有刺鼻的味道或者很大的噪音,用來激光除銹設備以后,整體的工作環境有所改善,也不需要很多的人工來對工件清洗了,搭載了旋轉工裝以后,我們的工作效率也提升了很多!


                                                                              相關文章:

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