激光演示也就是人們常說(shuō)的Lasershow。 最初的激光演示僅只能表演激光光束效果,光干涉效應(yīng)(Lumia)和簡(jiǎn)單的激光“莉莎”(Lissajous)圖形。隨著
激光技術(shù), 高速掃描元件,色彩合成和控制技術(shù),特別是激光演示軟件的快速發(fā)展, 今天的激光演示已不再是Lasershow所涵蓋的內(nèi)容, 它不僅能表演特殊的激光光束效果, 還演示復(fù)雜的激光動(dòng)畫(huà)和三維圖文。目前主要應(yīng)用于游樂(lè)業(yè), 娛樂(lè)業(yè)和廣領(lǐng)域。
J6DnPaw-G 5!tb$p#z 激光演示有如下幾個(gè)特點(diǎn):
sA3UeTf yji>*XG (1)它是一種投射式成像方式, 能夠?qū)崿F(xiàn)超大屏幕的顯示;
`-o5&>'nf <8f(eP\*F (2)色彩鮮艷純正, 具有高的對(duì)比度(100:1);
z/weit {H+?z<BF< (3)能夠產(chǎn)生特殊的空間光束效果和光束干涉效應(yīng);
y86)) ("OAPr\2dw (4)激光效應(yīng)和圖形信號(hào)完全數(shù)字化, 由電腦直接
編程;
Ey'J]KVW I'dj. (5)它是一種“光筆”書(shū)寫(xiě)的矢量化的圖形模式。
<>]1Y$^Y _AprkI_ 激光演示系統(tǒng)主要由
激光器、顏色混合和調(diào)制元件,激光掃描投影器和電腦控制器以及多媒體部件組成。在電腦的控制下,激光光束經(jīng)過(guò)色彩合成調(diào)制器、激光掃描儀投射在空間或屏幕上,向人們演示各種特殊的空間光束效果、精彩的靜、動(dòng)、三維立體圖文畫(huà)面。表演的節(jié)目和圖文畫(huà)面完全按照用戶的要求,由電腦軟件事先或即時(shí)設(shè)計(jì)。
jM]d'E?ZLA RE 9nU%! 1.激光器
&-=K:;x *o!l/>4g 激光器是激光演示系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。所使用的激光器取決于應(yīng)用場(chǎng)所的大小、環(huán)境亮度、演示的顏色效果。它可以分為低功率(〈1W)和高功率(1~30W)單色(紅色或藍(lán)、綠)和彩色(紅,綠,藍(lán)色)。目前的低功率激光器有紅光氦-氖激光器(功率〈50mW), 空氣冷卻的氬離子(藍(lán),綠光)或氬-氪氣體彩色激光器(功率: 〈1W), 對(duì)于高功率系統(tǒng), 通常使用水冷的氬離子(藍(lán),綠)激光(功率: 3.5 -30W)和氬-氪氣體彩色激光器(功率: 3.5- 20W)。近年來(lái)也有人將高重復(fù)頻率工作的銅蒸汽(黃,綠光)用于激光光束表演。
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lTYN~ Vg{Zv4+t 隨著激光技術(shù)的發(fā)展,
二極管泵浦的固體激光器是激光演示領(lǐng)域的新寵兒。它通過(guò)非線性
光學(xué)技術(shù)(倍頻、和頻等)產(chǎn)生紅, 綠, 藍(lán)色激光。與氣體激光器比較, 全固體激光器的特點(diǎn)是: 結(jié)構(gòu)緊湊, 功耗低, 效率高, 不需要水冷, 采用220伏供電。目前連續(xù)波綠光全固體激光器已商品化, 如固體微片激光器(功率: 〈100mW)和高功率全固體倍頻激光器(功率: 〈10W)。但是, 要實(shí)現(xiàn)高功率連續(xù)波的藍(lán)色和紅色全固體激光器件的產(chǎn)品化還需要一段時(shí)間。另外, 低功率而廉價(jià)的紅光二極管激光器已開(kāi)始用于簡(jiǎn)單的激光藝術(shù)演示領(lǐng)域。
2)=la%Nx b_|u< 2.激光掃描
4#_$@ r Q70bEHLA 激光掃描器由X-Y光學(xué)掃描頭, 電子驅(qū)動(dòng)放大器和光學(xué)反射鏡片組成。電腦控制器提供的信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)放大電路驅(qū)動(dòng)光學(xué)掃描頭, 從而在X-Y平面控制
激光束的偏轉(zhuǎn)。這類(lèi)似于陰極射線管中對(duì)電子束的偏轉(zhuǎn), 所不同的是: 光子不是帶電粒子,它不能象電子束那樣通過(guò)磁場(chǎng)或電場(chǎng)控制。因此, 通常用于激光藝術(shù)演示的光學(xué)掃描頭是一種檢流計(jì)式的掃描頭。檢流計(jì)式掃描頭分為開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩種。前者常用于簡(jiǎn)單的激光光束演示, 而后者廣泛用于激光圖形演示。該種掃描頭的特點(diǎn)是偏轉(zhuǎn)角度大, 最大可達(dá)80度, 但是與其他類(lèi)型的光學(xué)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(如多棱轉(zhuǎn)鏡, 聲光偏轉(zhuǎn)器)比較, 由于折返和加速時(shí)間限制了它的掃描頻率。在激光演示系統(tǒng)中, 光學(xué)掃描的波形是一種矢量掃描, 系統(tǒng)的掃描速度, 決定激光圖形的穩(wěn)定性。最近幾年來(lái), 人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出高速的掃描器, 掃描速度達(dá)到50000個(gè)點(diǎn)/秒, 因此能夠演示復(fù)雜的激光動(dòng)畫(huà)。激光掃描儀有不同的種類(lèi),光學(xué)平臺(tái)式:將投影儀,激光器和其它的光電元部件集成在一光學(xué)平臺(tái)上, 分離式:用
光纖光纜傳輸,安裝靈活機(jī)動(dòng)開(kāi)環(huán)式:用于空間光束效果閉環(huán)式:演示復(fù)雜的空間光束效果和圖文動(dòng)畫(huà)。
wYjQV?, qcYNtEs*c 3. 激光色彩控制器
+qhnP$vIe 7-X/>v 激光色彩控制器用于控制彩色激光的顏色。在激光演示系統(tǒng)中, 簡(jiǎn)單的色彩控制采用所謂的“色合”,它實(shí)際上是一種濾色片。 三種濾色片分別對(duì)紅,綠,藍(lán)三種顏色過(guò)濾, 通過(guò)組合這三個(gè)濾色片, 可產(chǎn)生7種不同的顏色。這種色彩控制器只能對(duì)每一幅圖形顯示單一種色彩。另外一種控制方式是使用三個(gè)聲光調(diào)制器, 分別對(duì)三種不同顏色的光束進(jìn)行調(diào)制, 這就是所謂的RGB方法。最新的激光色彩控制器是多色聲光調(diào)制器(PCAOM), 能夠同時(shí)控制8種不同的激光
波長(zhǎng),顯示上百萬(wàn)種顏色。它象RGB控制器一樣, 能在一幅圖形內(nèi)顯示不同的顏色。它的優(yōu)越性在于僅需要一個(gè)調(diào)制器, 安裝簡(jiǎn)單, 有較高的光通量。
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P>@n# gM#jA8gz 4.激光電腦控制器
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