激光电视

激光和电视同样都属于新兴学科，长期以来，它们都在各自的领域内迅速地发展并取得了很大的成绩。近年来，由于各种新技术的相互渗透，或者说因为应用上的需求，使两者渐渐地结合在一起，并产生了新一代的产品——激光电视。

激光电视最初由苏联科学院物理研究所的学者们在诺贝尔奖金获得者尼古拉·巴索夫领导下研究成功的。它是利用重复调制的激光束直接扫描屏幕而形成图象的，很快就被公认为是获得大屏幕彩色电视图象的重要手段。第一台激光电视的银屏面积就达到12m\(^{2}\)，所以人们称它为巨形电视并将这项技术列入到大屏幕电视的范畴内。

为了便于人们能够系统地对激光电视有所了解，本文将简要介绍其原理、结构、应用和前景。

激光电视的工作原理是从电子枪发出的强电子束，经过阴—阳极之间的区域后进一步加速，然后由电磁聚焦透镜聚焦在激光屏上，激励半导体原子发出光量子。在光量子辐射跃迁过程中形成为光放大，再经谐振腔多次反射，强化放大，当辐射、跃迁的功率超过谐振腔损耗时，就产生了激光。单色激光从谐振腔半透明的一面输出。因为激光具有很好的方向性，所以不需要什么特殊光学系统就可以直接投射到银屏上；同时视频信号直接加在调制板上，而且是静电式的，其偏转系统与一般显象管所用的电磁偏转基本相似，其彩色显象过程是利用三个激光屏合装在同一个显象管内，利用简单的光学系统将三基色的图象在银屏上进行混色。由于所发出的激光是100％的单色光，所以它的图象彩色格外鲜艳、逼真。

激光电视运载能流的媒介质是光子，在结构方面就没有必要制成真空形体，它主要由激光器、光调制器、光偏转器和银屏组成。

激光器也叫激光源，其输出的应该是低噪声、连续波形、在可见光范围内的激光束。在激光显示时不仅能保证重现图象的颜色，而且还能对自然界中难以见到的高饱和度色也能显示出来。如果要将随时间变化的图象信号加到激光束上并使强度得到控制，这便是调制器。光调制器有两种，一种是利用电光晶体中的凯波尔斯效应和克尔效应即利用偏振光通过晶体所产生的双折射原理制成的，用于10～100MHz范围内，功率较大；另一种则是利用媒介质中超声波引起的光衍射作用制成的，用于10MHz以下，功耗较小，而对比度较高。光偏转器有机械转动反射式和超声波致光衍射两种，前者容易实现彩色化，后者更便于制成产品进行实用。实际应用的彩色激光电视显示部分是由氩离子激光器和氪离子激光器产生蓝、绿、红三束激光，分别用三只调制器调制，然后再由一个反射镜和两只二色反射镜会合成一束光，在光偏转器作用下实现光栅的扫描。

激光辐射的强度很大，因此这种电视的屏幕亮度是普通电视的十万倍以上，而且其亮度取决于屏幕的大小、输出功率、波长，以及光学系统的效率和屏幕的漫射作用。就目前的输出功率而言，100W的Ar激光器就可以得到非常好的亮度效果，而一般情况几十瓦也就足够用了。

另外，一种输出功率很高的红、蓝、绿三基色激光器也已研制成功，并已成为推动高亮度、大屏幕彩色化的原动力。

在激光彩色电视的研制方面，现在红光用氦（He）—氖（Ne），波长为6328A。或Kr+离子激光波长为6471A°，蓝光波长为4800A°和绿光波长为5145A°的Ar+离子激光，它们的彩色效果非常理想，通过色谐图可以看出彩色重规范围优于荫罩式显象管。尤其是利用了Kr+和Ar+激光几乎可以产生全部彩色，而且由于红、蓝、绿三色光分别调制，不会引起色乱，而且它的精度是由物理光学决定的，所以可达到很高的精度。在图象质量方面，一般显象管中，电子束周围的光圈往往都会降低图象的清晰度，而激光显示的每一个发光点的发散度都很小，所以就没有这一缺陷。另外、激光屏的余辉时间比荧光粉的余辉时间短几个数量级，仅为10\(^{－1}\)0～10-11秒，实际上甚至可以忽略不计。这样，它的清晰度、亮度、对比度，色饱和度等就比一般显象管彩色电视机的水平高很多。

激光电视的室温工作寿命一般可达10万小时（约合11年使用时间），用高温加速老化方法所推算的室温寿命则可达百万小时，因此可以肯定它是一种长寿命、高可靠产品；它还具有功耗低、效率高的特点，要取得与普通电视相同屏面尺寸、相同图象效果时，其功耗仅为普通电视的1/10。激光电视制成大屏幕后，亮度仍维持在10\(^{6}\)～107坎得拉／米的水平上，所以可在数十平方米的银屏上，获取高亮度、高分辨率、高显示效果的彩色图象。

激光电视的特点，决定了它将在国防、宇航技术、医学、教学等方面得到进一步的应用。激光电视还可用于文化娱乐、教育训练、文献资料的存储和查阅等方面。今后，它将向可写、可放、可抹、可读、声像兼用、数／模兼用等方面迅速发展，逐步取代现有的录象机、电视机而占有广大的市场。

此外，激光电视还将更加方便地进入全息化，实现全息图象存储、立体画面收看等新领域，它还可以扩展电视机在音响技术中的应用功能。总之，激光电视将是一种前景十分美好的新型产品。（高雨春）