中國(guó) “真激光”顯示技術(shù)開(kāi)啟激光顯示2.0時(shí)代

在剛剛結(jié)束的“雙11”購(gòu)物節(jié)中，激光電視成為電視市場(chǎng)的關(guān)注焦點(diǎn)，各大品牌“捷報(bào)”頻傳，主要線上銷售平臺(tái)的數(shù)據(jù)顯示出，今年“雙11”激光電視的銷售量較去年大幅增長(zhǎng)。

2021年以來(lái)，國(guó)內(nèi)激光電視市場(chǎng)呈現(xiàn)出不斷上揚(yáng)的趨勢(shì)，即便是在不被看好的第三季度，銷量也同比增長(zhǎng)近50%，環(huán)比增長(zhǎng)9.5%。激光電視市場(chǎng)的良好態(tài)勢(shì)，源于激光顯示技術(shù)完美契合了當(dāng)今消費(fèi)者對(duì)視覺(jué)享受的不斷追求。據(jù)了解，激光顯示是目前唯一能夠?qū)崿F(xiàn)BT.2020超高清國(guó)際電視標(biāo)準(zhǔn)的顯示技術(shù)，被視為繼黑白、彩色、數(shù)字之后的“第四代顯示技術(shù)”。

更高標(biāo)準(zhǔn)意味著更大難度，以中國(guó)工程院許祖彥院士為首席科學(xué)家、國(guó)家萬(wàn)人計(jì)劃領(lǐng)軍人才畢勇博士為負(fù)責(zé)人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)迎難而上，攻克重重難關(guān)，率先攻克全自主 “真激光”顯示技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱“真激光”），該技術(shù)以三基色激光為光源，經(jīng)過(guò)先進(jìn)的架構(gòu)工藝，實(shí)現(xiàn)了圖像高保真再現(xiàn)，可全面實(shí)現(xiàn)BT.2020標(biāo)準(zhǔn)。這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，不僅使得中國(guó)顯示技術(shù)一躍實(shí)現(xiàn)國(guó)際領(lǐng)先，并且找到了激光顯示“終極答案”，開(kāi)啟激光顯示2.0時(shí)代。

國(guó)際新標(biāo)“呼吁”下一代顯示技術(shù)

近年來(lái)，顯示技術(shù)的進(jìn)步速度越來(lái)越快，分辨率從480p、1080p飛速發(fā)展到4k、8K，使得電視、投影機(jī)等顯示產(chǎn)品也隨之快速發(fā)展。在這樣的背景下，2012年，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）針對(duì)高畫(huà)質(zhì)影像制定了最新標(biāo)準(zhǔn) BT.2020，作為未來(lái)影音廣播的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)入全球高端顯示市場(chǎng)。真激光顯示是目前唯一能夠達(dá)到BT.2020的顯示技術(shù)，也因此成為各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的領(lǐng)域。

但由于三基色光源的激光顯示技術(shù)門(mén)檻過(guò)高，行業(yè)中出現(xiàn)將激光熒光粉顯示作為技術(shù)路線之一，如今市場(chǎng)上的激光電視就大多采用了這一技術(shù)。激光熒光粉顯示以藍(lán)色激光（藍(lán)色激光和紅色激光）作為光源，照射激發(fā)熒光發(fā)光材料，得到寬譜帶熒光，然后通過(guò)光學(xué)濾光片過(guò)濾出顯示產(chǎn)品需要的紅光和綠光（綠光），構(gòu)成了激光+熒光的混合光源，看似降低了激光顯示的技術(shù)門(mén)檻，但因?yàn)楣鈱W(xué)濾波的過(guò)程中無(wú)法兼顧亮度和色彩純度，難以達(dá)到BT.2020標(biāo)準(zhǔn)，因而始終不能實(shí)現(xiàn)“真激光”。

中國(guó)科學(xué)家勇?lián)姑?，“真激光”顯示技術(shù)開(kāi)啟激光顯示2.0時(shí)代

懷揣實(shí)現(xiàn)國(guó)際最高標(biāo)準(zhǔn)的夢(mèng)想，中國(guó)科學(xué)家將打破激光顯示技術(shù)瓶頸的使命扛在了自己肩上，以許祖彥院士和畢勇博士為帶頭人的兩代科學(xué)家不走捷徑，力爭(zhēng)攻克真激光顯示的技術(shù)難關(guān)。

經(jīng)過(guò)40多年的努力，團(tuán)隊(duì)最早提出三基色激光顯示的概念、在大量科學(xué)技術(shù)研究基礎(chǔ)上進(jìn)行了激光顯示的原理驗(yàn)證，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平；隨后又開(kāi)展大量工程化研究工作，接連攻克了小型化高性能三基色LD激光模組、散斑消除、光纖耦合、動(dòng)態(tài)平衡顏色管理、高效能熱管理、勻場(chǎng)照明、高效率控制驅(qū)動(dòng)、高精度分時(shí)調(diào)制等關(guān)鍵技術(shù)，解決了真激光產(chǎn)品體積大、高熱流密度工作情況下的有效熱管理、以及激光散斑等難題，“真激光”顯示技術(shù)逐步形成并迅速發(fā)展。

2014年，許祖彥院士提出以紅綠藍(lán)三基色半導(dǎo)體激光（LD）為核心的產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，被列入國(guó)家材料重大工程（科技創(chuàng)新2030）。2015年，基本形成“真激光”顯示技術(shù)，驗(yàn)證達(dá)到BT.2020標(biāo)準(zhǔn)，并在此基礎(chǔ)上成立了產(chǎn)業(yè)化公司中科極光，這標(biāo)志著中國(guó)科學(xué)家完全自主開(kāi)發(fā)的激光顯示技術(shù)已躍居國(guó)際“第一梯隊(duì)”，從此，在被海外企業(yè)占領(lǐng)的高端顯示領(lǐng)域有了中國(guó)企業(yè)的身影！

許祖彥院士榮獲“十大杰出科技工作者”

“真激光”帶來(lái)五大“真體驗(yàn)”，RGB三基色還原“真世界”

中科極光成立后，圍繞“真激光”顯示技術(shù)核心元器件進(jìn)行了技術(shù)布局，搭建激光光源、熱學(xué)管理、電子學(xué)研發(fā)、可靠性試驗(yàn)、整機(jī)開(kāi)發(fā)等技術(shù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)激光顯示的多元化應(yīng)用場(chǎng)景，目前已在工程投影、家庭影院、數(shù)字化放映等多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品量產(chǎn)，并獲得市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。

中科極光總工程師畢勇博士認(rèn)為，“真激光”顯示技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)橛^眾帶來(lái)液晶顯示和激光熒光粉顯示都難以達(dá)到的五大“真”體驗(yàn)：真色彩、真亮度、真陪伴、真節(jié)能、真可靠。

“真色彩”即超大色域。“真激光”光源純正，光譜帶寬窄等特性色深達(dá)到10bit，具有10.7億種顏色的色彩表現(xiàn)力。更高的色深能夠增加畫(huà)面在三維意義上的解析度，帶來(lái)更平滑的色彩過(guò)渡表現(xiàn)，尤其是顯示光暈時(shí)，光源四周的色彩過(guò)渡會(huì)更為自然。

真激光達(dá)到BT.2020最新標(biāo)準(zhǔn)，各標(biāo)準(zhǔn)色域?qū)Ρ?/em>

“真亮度”即超高亮度。中科極光在2020年實(shí)現(xiàn)88000流明工程投影機(jī)量產(chǎn)，并應(yīng)用于中國(guó)共產(chǎn)黨成立100周年各地的亮化項(xiàng)目中。這是激光投影領(lǐng)域不可企及的亮度，在科技部中信所查新報(bào)告也顯示“未見(jiàn)更高的亮度”。另外一方面，由于“真激光”顯示的光譜純度更高，色彩飽和度更好，在同樣的物理亮度下，人眼對(duì)“真激光”顯示的主觀亮度感會(huì)提高20%~30%，畫(huà)面更清晰。

建黨100周年，88000流明高亮度真激光投影機(jī)點(diǎn)亮布達(dá)拉宮

“真陪伴”即超長(zhǎng)壽命。“真激光”顯示具有30000小時(shí)使用壽命，不同于其他顯示技術(shù)的鋸齒狀衰減，或者生命周期之后的滑坡式衰減，“真激光”在30000小時(shí)周期后，亮度保持在初始亮度的80%左右，持久服務(wù)于城市亮化、影院放映和激光電視的家庭使用。

不同技術(shù)路線光源衰減曲線對(duì)比

“真節(jié)能”即超低能耗。碳達(dá)峰和碳中和概念的提出，標(biāo)志著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展由高耗能、高排放向清潔低能耗模式的轉(zhuǎn)變。“真激光”顯示技術(shù)在設(shè)計(jì)端不斷提升光電轉(zhuǎn)化效率，扛起綠色發(fā)展大旗。目前，中科極光工程投影機(jī)光效高達(dá)17.8 lm/W，實(shí)現(xiàn)了98%的光電轉(zhuǎn)化，能耗是同類產(chǎn)品的1/4—1/3；激光電視產(chǎn)品也通過(guò)了國(guó)家節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品認(rèn)證。

不同技術(shù)路線電光轉(zhuǎn)化效率對(duì)比

“真可靠”即高可靠性。“真激光”顯示在光的傳輸過(guò)程中，采用了“光纖耦合”技術(shù)，對(duì)比空間耦合，光纖耦合借助光學(xué)設(shè)計(jì)，以光纖約束高能量的激光，激光束就像“小怪獸”被收進(jìn)了“魔瓶”，具有傳輸效率高、可靠性高的優(yōu)勢(shì)，不受沖擊、振動(dòng)、溫度等外界環(huán)境變化的影響。此外，產(chǎn)品核心組件參照國(guó)軍標(biāo)GJB150A-2009標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)。激光光源采用半導(dǎo)體制程工藝、自動(dòng)化制造技術(shù)以及全流程質(zhì)量體系控制，確保產(chǎn)品的可靠性。

為了讓大眾更便捷地享受到“真激光”顯示技術(shù)帶來(lái)的視覺(jué)體驗(yàn)，中科極光展開(kāi)了“真激光”電視的開(kāi)發(fā)。2017年，中科極光團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)國(guó)際首臺(tái)超高清三基色激光電視產(chǎn)品樣機(jī)，2017年，中科極光100英寸高亮度“真激光”家庭影院通過(guò)3C認(rèn)證，“真激光”電視預(yù)計(jì)2022年將走進(jìn)千家萬(wàn)戶。中科極光將秉承技術(shù)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新，進(jìn)一步推動(dòng)“真激光”技術(shù)的社會(huì)效益進(jìn)一步釋放，圓中國(guó)人的激光電視夢(mèng)。

“真激光”將為中國(guó)帶來(lái)千億級(jí)產(chǎn)業(yè)效益

中國(guó)“真激光”顯示技術(shù)的突破是中國(guó)科學(xué)家孜孜追求的結(jié)果。畢勇表示，中科極光背后的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)之所以歷經(jīng)40多年艱辛，仍堅(jiān)持“真激光”的研發(fā)路線，首先是希望中國(guó)激光顯示達(dá)到BT2020，讓中國(guó)的激光顯示進(jìn)入全球高端行列。

另外，從國(guó)家光電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來(lái)看，“真激光”還具有一個(gè)重要意義：全球激光技術(shù)發(fā)展至今，僅形成了兩個(gè)規(guī)模化產(chǎn)業(yè)——光存儲(chǔ)和光通訊，激光顯示技術(shù)有潛力成為第三個(gè)規(guī)模化產(chǎn)業(yè)，拉動(dòng)中國(guó)光電產(chǎn)業(yè)發(fā)生革命性變化。

中科極光新一代4K真激光電視

因此，在當(dāng)前國(guó)內(nèi)能夠獨(dú)立開(kāi)展激光顯示產(chǎn)業(yè)的背景下，“真激光”顯示技術(shù)以自研自產(chǎn)的形式，帶領(lǐng)中國(guó)激光顯示站在了國(guó)際領(lǐng)先地位。未來(lái)，中科極光團(tuán)隊(duì)將秉承中國(guó)科研和產(chǎn)業(yè)工作者的雙重使命，堅(jiān)持自主創(chuàng)新路線，用核心技術(shù)掌握主動(dòng)權(quán)，讓千億級(jí)規(guī)模的激光顯示行業(yè)成為下一個(gè)“中國(guó)機(jī)會(huì)”。