全彩色激光
表
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演仪
近年来，随着激光技术的发展，二极管泵浦的固体激光器（DPSSL）成为激光演示领域的新宠儿
[1]，它通过非线性光学技术(倍频、和频等)产生红, 绿, 蓝色激光,从而根据三基色原理合成全彩
色。红、绿、蓝三基色全固态激光器用于全色显示，形成的色度三角形面积是荧光粉的2.33倍，
[2]并且激光色纯度极高。因此激光显示的图像比现有彩色电视色彩更丰富、颜色更鲜艳，更能反
映自然界的真实色彩，甚至能显示虚拟颜色，在家庭影院和大屏幕显示领域具有重大应用前景。
在这里，我们介绍一种自行研制的500毫瓦小功率全彩色激光表演仪。
全彩色激光表演仪主要由RGB三基色激光器、光路合成器、光束扫描器、计算机控制系统，大
屏幕等部件组成，如图1所示。在计算机的控制下，激光光束经过光路合成器、激光扫描器投射
在屏幕上，向人们演示各种特殊的空间光束效果或精彩的彩色动画效果。表演的节目和图文画面
完全按照用户的要求，由计算机软件事先或实时设计。
图1：全彩色激光表演仪原理图
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1.1 RGB激光器
全彩色激光表演仪的激光器是由连续（CW）的红光激光器、绿光激光器、蓝光激光器，即
三基色（RGB）激光器组成，如图2。这三基色激光器是激光二极管泵浦Nd：YAG激光晶体，分别产生1320nm、1064nm和946nm基频光，然后再利用腔内倍频分别产生红光（660nm）、绿光（532nm）和蓝光(473nm)。三基色激光器的最大的特点是结构紧凑，体积小，
效率高，便于携带。RGB激光器采用风冷的制冷方式，不需要水冷，供电电压为220伏。
图2：R、G、B三基色激光器
1.2光路合成
光路合成就是将三基色光整形，使光斑大小相同，然后将三路激光合束，入射到激光扫描器
---扫描振镜上。
图3：光路合成示意图
1.3激光扫描器
激光扫描仪由X-Y光学扫描头，电子驱动放大器，控制器和光学反射镜片组成。计算机提供的
信号经过驱动电路驱动光学扫描头，从而在X-Y平面控制激光束的偏转，投影在大屏幕上，实现大屏幕的投影显示。本系统所用的扫描方式是向量式。
图4：扫描振镜实物照片
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控制软件是我们自己开发的，主要包括两个功能：一是图形格式转换功能。此功能模块从ai序列文件中获取图形矢量路径上点的坐标以及路径颜色信息，通过数据优化及颜色映射，最终得到
激光演示文件。另一功能是控制激光按激光演示文件中数据进行扫描。这两个功能块是前后相承
的有机体，在整个扫描系统中缺一不可。我们开发的软件有如下特点：?可视化界面，采用流行
的Windows界面，方便用户操作；?具有预演示功能，可在计算机屏幕上进行效果预览演示，
达到效果后，再进行实际激光演示；?可连续自动读入动画序列文件，使系统可以方便地进行动
态演示；?按RGB色彩模式，可以获取图形中任意曲线颜色的三基色数值，从而决定三基色激
光器的输出，实现全彩色演示。?动画效果突出，可表演具有故事情节的动画。 三、演示效果举例
图5是我们研制的全彩色激光表演仪实物照片。图6是我们拍摄的全彩色激光表演仪演示的部分
图形照片，这些图形都是动态的，用相机只能捕捉其中一幅。图7是我们拍摄的全彩色激光表演仪演示的开花过程，图中因红花是在动态开花过程中，故拍摄出来的红花亮度相对有些弱。
图5：我们研制的全彩色激光表演仪实物照片
图6： 全彩色激光表演仪演示的部分图形照片
图7：全彩色激光表演仪演示的开花过程
四、全彩色激光表演仪的应用
全彩色激光表演仪的应用范围很广，比如激光艺术水幕、激光音乐喷泉、激光艺术舞台、激光迪
斯科乐园、激光广告、体育运动会、歌舞厅和家庭舞会，见图8。
图8：部分应用举例
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