全彩色激光表演儀

1、全彩色激光表演儀一、引言近年來，隨著激光技術(shù)的發(fā)展，二極管泵浦的固體激光器（DPSSL）成為激光演示領(lǐng)域的新寵兒1，它通過非線性光學(xué)技術(shù)(倍頻、和頻等)產(chǎn)生紅, 綠, 藍(lán)色激光,從而根據(jù)三基色原理合成全彩色。紅、綠、藍(lán)三基色全固態(tài)激光器用于全色顯示，形成的色度三角形面積是熒光粉的2.33倍，并且激光色純度極高2。因此激光顯示的圖像比現(xiàn)有彩色電視色彩更豐富、顏色更鮮艷，更能反映自然界的真實色彩，甚至能顯示虛擬顏色，在家庭影院和大屏幕顯示領(lǐng)域具有重大應(yīng)用前景。在這里，我們介紹一種自行研制的500毫瓦小功率全彩色激光表演儀。 二、全彩色激光表演系統(tǒng)組成和工作原理全彩色激光表演儀主要由RGB

2、三基色激光器、光路合成器、光束掃描器、計算機控制系統(tǒng)，大屏幕等部件組成，如圖1所示。在計算機的控制下，激光光束經(jīng)過光路合成器、激光掃描器投射在屏幕上，向人們演示各種特殊的空間光束效果或精彩的彩色動畫效果。表演的節(jié)目和圖文畫面完全按照用戶的要求，由計算機軟件事先或?qū)崟r設(shè)計。圖1：全彩色激光表演儀原理圖 1 硬件部分1.1 RGB激光器全彩色激光表演儀的激光器是由連續(xù)（CW）的紅光激光器、綠光激光器、藍(lán)光激光器，即三基色（RGB）激光器組成，如圖2。這三基色激光器是激光二極管泵浦Nd：YAG激光晶體，分別產(chǎn)生1320nm、1064nm和946nm基頻光，然后再利用腔內(nèi)倍頻分別產(chǎn)生紅光（6

3、60nm）、綠光（532nm）和藍(lán)光(473nm)。三基色激光器的最大的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，效率高，便于攜帶。RGB激光器采用風(fēng)冷的制冷方式，不需要水冷，供電電壓為220伏。         圖2：R、G、B三基色激光器 1.2光路合成光路合成就是將三基色光整形，使光斑大小相同，然后將三路激光合束，入射到激光掃描器-掃描振鏡上。 圖3：光路合成示意圖  1.3激光掃描器 激光掃描儀由X-Y光學(xué)掃描頭，電子驅(qū)動放大器，控制器和光學(xué)反射鏡片組成。計算機提供的信號經(jīng)過驅(qū)動電路驅(qū)

4、動光學(xué)掃描頭，從而在X-Y平面控制激光束的偏轉(zhuǎn)，投影在大屏幕上，實現(xiàn)大屏幕的投影顯示。本系統(tǒng)所用的掃描方式是向量式。                                     圖4：掃描振鏡實物照片 2 控制軟件部分

5、控制軟件是我們自己開發(fā)的，主要包括兩個功能：一是圖形格式轉(zhuǎn)換功能。此功能模塊從ai序列文件中獲取圖形矢量路徑上點的坐標(biāo)以及路徑顏色信息，通過數(shù)據(jù)優(yōu)化及顏色映射，最終得到激光演示文件。另一功能是控制激光按激光演示文件中數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描。這兩個功能塊是前后相承的有機體，在整個掃描系統(tǒng)中缺一不可。我們開發(fā)的軟件有如下特點：可視化界面，采用流行的Windows界面，方便用戶操作；具有預(yù)演示功能，可在計算機屏幕上進(jìn)行效果預(yù)覽演示，達(dá)到效果后，再進(jìn)行實際激光演示；可連續(xù)自動讀入動畫序列文件，使系統(tǒng)可以方便地進(jìn)行動態(tài)演示；按RGB色彩模式，可以獲取圖形中任意曲線顏色的三基色數(shù)值，從而決定三基色激光器的輸出，實現(xiàn)全彩色演示。動畫效果突出，可表演具有故事情節(jié)的動畫。三、演示效果舉例圖5是我們研制的全彩色激光表演儀實物照片。圖6是我們拍攝的全彩色激光表演儀演示的部分圖形照片，這些圖形都是動態(tài)的，用相機只能捕捉其中一幅。圖7是我們拍攝的全彩色激光表演儀演示的開花過程，圖中因紅花是在動態(tài)開花過程中，故拍攝出來的紅花亮度相對有些弱。 圖5：我們研制的全彩色激光表演儀實物照片    圖6： 全彩色激光表演儀演示的部分圖形照片    圖7：全彩色激光表演儀演示的開花過程 四、全彩色激光表演儀的應(yīng)用全彩色激