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

在剛剛結束的“雙11”購物節中，激光電視成為電視市場(chǎng)的關(guān)注焦點(diǎn)，各大品牌“捷報”頻傳，主要線(xiàn)上銷(xiāo)售平臺的數據顯示出，今年“雙11”激光電視的銷(xiāo)售量較去年大幅增長(cháng)。

2021年以來(lái)，國內激光電視市場(chǎng)呈現出不斷上揚的趨勢，即便是在不被看好的第三季度，銷(xiāo)量也同比增長(cháng)近50%，環(huán)比增長(cháng)9.5%。激光電視市場(chǎng)的良好態(tài)勢，源于激光顯示技術(shù)完美契合了當今消費者對視覺(jué)享受的不斷追求。據了解，激光顯示是目前唯一能夠實(shí)現BT.2020超高清國際電視標準的顯示技術(shù)，被視為繼黑白、彩色、數字之后的“第四代顯示技術(shù)”。

更高標準意味著(zhù)更大難度，以中國工程院許祖彥院士為首席科學(xué)家、國家萬(wàn)人計劃領(lǐng)軍人才畢勇博士為負責人的研發(fā)團隊迎難而上，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(chēng)“真激光”），該技術(shù)以三基色激光為光源，經(jīng)過(guò)先進(jìn)的架構工藝，實(shí)現了圖像高保真再現，可全面實(shí)現BT.2020標準。這一技術(shù)的實(shí)現，不僅使得中國顯示技術(shù)一躍實(shí)現國際領(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。

國際新標“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、投影機等顯示產(chǎn)品也隨之快速發(fā)展。在這樣的背景下，2012年，國際電信聯(lián)盟（ITU）針對高畫(huà)質(zhì)影像制定了最新標準 BT.2020，作為未來(lái)影音廣播的技術(shù)標準，達到這一標準才能進(jìn)入全球高端顯示市場(chǎng)。真激光顯示是目前唯一能夠達到BT.2020的顯示技術(shù)，也因此成為各國競相發(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)中出現將激光熒光粉顯示作為技術(shù)路線(xiàn)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色激光（藍色激光和紅色激光）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，但因為光學(xué)濾波的過(guò)程中無(wú)法兼顧亮度和色彩純度，難以達到BT.2020標準，因而始終不能實(shí)現“真激光”。

中國科學(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)現國際最高標準的夢(mèng)想，中國科學(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，團隊最早提出三基色激光顯示的概念、在大量科學(xué)技術(shù)研究基礎上進(jìn)行了激光顯示的原理驗證，達到國際領(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、高效率控制驅動(dòng)、高精度分時(shí)調制等關(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三基色半導體激光（LD）為核心的產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線(xiàn)圖，被列入國家材料重大工程（科技創(chuàng )新2030）。2015年，基本形成“真激光”顯示技術(shù)，驗證達到BT.2020標準，并在此基礎上成立了產(chǎn)業(yè)化公司中科極光，這標志著(zhù)中國科學(xué)家完全自主開(kāi)發(fā)的激光顯示技術(shù)已躍居國際“第一梯隊”，從此，在被海外企業(yè)占領(lǐng)的高端顯示領(lǐng)域有了中國企業(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”，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、整機開(kāi)發(fā)等技術(shù)平臺，實(shí)現激光顯示的多元化應用場(chǎng)景，目前已在工程投影、家庭影院、數字化放映等多個(gè)方面實(shí)現產(chǎn)品量產(chǎn)，并獲得市場(chǎng)的廣泛認可。

中科極光總工程師畢勇博士認為，“真激光”顯示技術(shù)的應用，能夠為觀(guān)眾帶來(lái)液晶顯示和激光熒光粉顯示都難以達到的五大“真”體驗：真色彩、真亮度、真陪伴、真節能、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到10bit，具有10.7億種顏色的色彩表現力。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，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。

真激光達到BT.2020最新標準，各標準色域對比

“真亮度”即超高亮度。中科極光在2020年實(shí)現88000流明工程投影機量產(chǎn)，并應用于中國共產(chǎn)黨成立100周年各地的亮化項目中。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“真激光”顯示的主觀(guān)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點(diǎn)亮布達拉宮

“真陪伴”即超長(cháng)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(xiàn)光源衰減曲線(xiàn)對比

“真節能”即超低能耗。碳達峰和碳中和概念的提出，標志著(zhù)我國經(jīng)濟發(fā)展由高耗能、高排放向清潔低能耗模式的轉變?！罢婕す狻憋@示技術(shù)在設計端不斷提升光電轉化效率，扛起綠色發(fā)展大旗。目前，中科極光工程投影機光效高達17.8 lm/W，實(shí)現了98%的光電轉化，能耗是同類(lèi)產(chǎn)品的1/4—1/3；激光電視產(chǎn)品也通過(guò)了國家節能環(huán)保產(chǎn)品認證。

不同技術(shù)路線(xiàn)電光轉化效率對比

“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)，對比空間耦合，光纖耦合借助光學(xué)設計，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，不受沖擊、振動(dòng)、溫度等外界環(huán)境變化的影響。此外，產(chǎn)品核心組件參照國軍標GJB150A-2009標準設計生產(chǎn)。激光光源采用半導體制程工藝、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，中科極光展開(kāi)了“真激光”電視的開(kāi)發(fā)。2017年，中科極光團隊成功研發(fā)國際首臺超高清三基色激光電視產(chǎn)品樣機，2017年，中科極光100英寸高亮度“真激光”家庭影院通過(guò)3C認證，“真激光”電視預計2022年將走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。中科極光將秉承技術(shù)驅動(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，圓中國人的激光電視夢(mèng)。

“真激光”將為中國帶來(lái)千億級產(chǎn)業(yè)效益

中國“真激光”顯示技術(shù)的突破是中國科學(xué)家孜孜追求的結果。畢勇表示，中科極光背后的科學(xué)家團隊之所以歷經(jīng)40多年艱辛，仍堅持“真激光”的研發(fā)路線(xiàn)，首先是希望中國激光顯示達到BT2020，讓中國的激光顯示進(jìn)入全球高端行列。

另外，從國家光電產(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?；a(chǎn)業(yè)——光存儲和光通訊，激光顯示技術(shù)有潛力成為第三個(gè)規?；a(chǎn)業(yè)，拉動(dòng)中國光電產(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，在當前國內能夠獨立開(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)中國激光顯示站在了國際領(lǐng)先地位。未來(lái)，中科極光團隊將秉承中國科研和產(chǎn)業(yè)工作者的雙重使命，堅持自主創(chuàng )新路線(xiàn)，用核心技術(shù)掌握主動(dòng)權，讓千億級規模的激光顯示行業(yè)成為下一個(gè)“中國機會(huì )”。