激光显示中的红光半导体激光器

    激光显示可以真实地再现客观世界丰富艳丽的色彩，其色域覆盖率达90%，色彩饱和度是传统显示设备的100倍以上。此外，激光显示能实现图像几何、颜色的双高清和真三维显示，是实现高保真图像的最佳方式。因此,激光显示被称为“人类视觉史上的革命”。激光显示技术的出现,为我国在显示领域的发展提供了新的契机。２０世纪的国家863计划，围绕激光显示技术成立了产业联盟。２１世纪后，半导体激光器技术全面发展，作为激光显示的光源则更具竞争力。半导体激光器可直接由电流激励，比固态激光器的效率更高；工作物质衰减较慢，使用寿命更长；光源系统的体积更小，适合高度集成；利用半导体工艺规模化生产，可使器件成本更低。

    激光显示系统对于红光光源的波长选择主要考虑两个方面的因素:其一，根据人眼对波长的响应度来选择人眼敏感的波长,以获得较高的光视效能；其二，所选波长能够扩大色域的覆盖范围,从而获得更好的色彩体验。对于大于600nm 的红色激光,波长越短,则光视效能越高；波长越长,则色域覆盖的范围越大。所以,在实际应用中,需要综合考虑激光显示应用的场景和光源系统的性能,选择合适的激光波长。目前,国际上用于激光显示的红光波长通常集中在630～650nm。

    随着红光半导体激光器的发展,器件的输出功率已有大幅度的提升,目前商用的635nm红光半导体激光器的功率水平已达到瓦级,通过光合束处理,功率水平可以满足大部分激光显示的应用需求。激光显示对于光源光束质量的要求主要取决于所使用的激光显示技术。目前,主流的激光显示技术分为激光线扫描、激光点扫描和激光投影。激光线扫描体积和效率介于激光投影和点扫描之间,该技术主要应用在微投影领域；激光点扫描效率较高、体积小,整个系统的成本较低,但是对光源的光束质量和调制系统的要求较高,亮度低,只能适合于小尺寸(小于 A４纸)的显示应用。激光投影技术对光源的光束质量要求不高,人眼安全范围内允许的光通量较大,适合于大部分显示领域。