Глава 6. Лазерные и другие индикаторы и устройства
Кроме рассмотренных ранее индикаторов имеется ещё достаточно большое количество других конструкций приборов, способных преобразовать электрические или другие сигналы в видимое излучение. Они находят менее широкое применение, однако представляют определённый интерес.
6.1. Лазерные индикаторы и устройства отображения
Так как лазеры излучают свет необходимых длин волн высокой частоты и яркости, то их применение весьма заманчиво и перспективно для создания высококачественных изображений. Поэтому они уже давно и достаточно широко применяются для создания объёмных изображений, в различных лазерных шоу, проекционных устройствах и т.д. На сегодняшний день продолжают развиваться системы отображения информации коллективного пользования на основе лазерных технологий. Сюда следует отнести системы на базе газовых, твердотельных и полупроводниковых лазеров, а также системы на голографических эффектах.
Следует отметить, что понятие "проекционное устройство" в применении к лазерным системам отображения не совсем корректно. В данном случае речь идёт о системах формирования изображения, аналогичных растровым системам электронно-лучевых трубок, в которых вместо электронных лучей используются лучи лазера одного или нескольких основных цветов. В классических проекционных устройствах осуществляется проекция на большой экран уже сформированного изображения малого размера и высокой яркости. Однако лазерные системы, позволяющие проецировать на большие расстояния и экраны больших размеров статические и динамические многоцветные изображения, принято называть лазерными проекторами – Laser Projectors.
Применение лазеров для получения высококачественных изображений затруднено сложностью модуляции и отклонения лазерных лучей, достаточно высокой требуемой мощностью излучения. Для генерации излучения используется несколько типов лазеров. Это прежде всего ионные – на смеси аргона и криптона (Mixed Gas Ion), так называемые "белые лазеры", генерирующие красный, зелёный и синий цвета с мощностью до 15 Вт; аргон – ионные (Argon – Ion) лазеры, генерирующие зелёный и синий цвета с мощностью до 40 Вт; криптон – ионные (Kripton – Ion) до 20 Вт и гелий – неоновые (He – Ne) до 6,9 мкВт лазеры, генерирующие красный цвет. Диаметр лучей составляет от 1,25 до 4 мм.
В последнее время ведутся интенсивные разработки полупроводниковых инжекционных лазеров с к.п.д. 10 – 30 % для красной и ближней ИК-области при комнатной температуре и твердотельных лазеров с накачкой инжекционными лазерами или светодиодами (к.п.д. 3..5 %). Однако такие системы не обеспечивают в настоящее время больших световых потоков.
Канадской компанией Rocklite распространяются лазеры на парах бромида меди с разделёнными изотопами и буферным газом неоном. Они имеют широкий спектр излучения в диапазоне от жёлтого до золотого, а также излучение зелёного цвета.
Большим недостатком лазерных излучателей являются их низкий к.п.д., обусловливающий большое потребление мощности, необходимость громоздких систем охлаждения, большой вес и габариты устройств.
Несмотря на перечисленные трудности, относительно давно изготавливаются телевизоры, в одном из вариантов которых изображение формируется на тыльной стороне экране с диагональю 1,6 м, а в другом – на передней (фронтальной) стороне экрана с диагональю до 3 м. В обоих телевизорах в качестве источников света используются 3 лазера первичных цветов.
Развёртка растра изображения в этих телевизорах осуществляется
опто--механическим способом. При этом строчная развёртка осуществляется с помощью вращающегося барабана с гранёными боковыми зеркальными поверхностями. При перемещении одной зеркальной грани падающие на неё лучи лазера отражаются под непрерывно изменяющимся углом, что приводит к их перемещению по горизонтали. Выбором числа граней и частоты вращения барабана определяется частота строчной развёртки. Кадровая развёртка производится с помощью качающегося с частотой кадров зеркала, перемещающего лучи лазеров по вертикали.
В начале 70-х годов при сотрудничестве нескольких японских фирм было разработано 1125-строчное лазерное цветное устройство воспроизведения с чересстрочной развёрткой 30 кадров в секунду. Использовались аргоновый и криптоновый ионные лазеры, вращающийся барабан с зеркальными гранями и зеркальный гальванометр, а также электрооптический модулятор. На экране с активной площадью 3 м2 была получена яркость телевизионного изображения 37,6 кд/м2.
В другом типе лазерного устройства, разработанного в 2000 году по технологии LDT (Laser Display Technologie) совместно фирмами Schneider Rundfunkwerken и Daimler – Benz, изображение также формируется по принципу аддитивного смешения цветов. Но в данном устройстве применяется управление "объединённым" лучом, т. е. лучом, полученным в результате совмещения трех лучей основных цветов.
Объединяемые лучи предварительно промодулированы по интенсивности. Объединение лучей осуществляется с помощью призмы. Такой луч сканирует поверхность экрана, создавая цветное изображение нужного размера. Сканирование производится начиная слева сверху и заканчивая справа внизу.
Интенсивные разработки лазерных систем на базе твердотельных лазеров (YAG-лазеры с преобразованием частоты) ведутся в компании Schneider Laser Technologies. На выставке в Монреале (Канада, 2000 г.) компания совместно с фирмой Carl Zeiss представила новый лазерный видеопроектор с названием ZULIP (Zeiss Universal Laserimage Projektor),специально разработанный для планетария. С помощью этого проектора изображение проецировалось на экран площадью 100 м2. Проекционная головка проектора имеет небольшие размеры и может поворачиваться на 270° по азимуту и 90° по вертикали. Суммарная мощность лазерного излучения составляет 10 Вт, а потребляемая мощность
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.