在NEDO項目中，大阪大學(xué)和島津制作所以擴大可見光半導(dǎo)體激光用途為目的實施合作研發(fā)，開發(fā)出領(lǐng)先世界的高輝度型與超小型3原色激光光源，并對這兩種激光光源模塊做裝機實驗進行了性能評價。
此外，還以大阪大學(xué)為中心成立產(chǎn)學(xué)合作組織，制定了與光源相關(guān)的安全性綱領(lǐng)文件。今后，將繼續(xù)開展活動推進其實用普及，引導(dǎo)綱領(lǐng)文件的學(xué)習(xí)，支持國際標(biāo)準(zhǔn)化提案，實現(xiàn)新工業(yè)化目標(biāo)。
圖1 領(lǐng)先世界水平的高輝度3原色激光光源模塊 圖2 世界最小型3原色激光光源模塊
1．概要
在NEDO項目中，大阪大學(xué)和島津制作所聯(lián)手，利用3原色可見光半導(dǎo)體激光技術(shù)，開發(fā)出了兩種3原色激光光源模塊。一種用于高輝度顯示裝置、激光照明領(lǐng)域，是該領(lǐng)域目前輝度最高的模塊（如圖1）；另一種用于掃描型激光投射，是可單光纖輸出的目前世界最小尺寸的超小型模塊。
將上述模塊裝入9家制造商的設(shè)備后，對其進行性能評價。評價結(jié)果顯示，與LED等其他光源相比，無論是小型化、節(jié)能性還是顏色重現(xiàn)性等各方面，激光光源都有其獨特的優(yōu)勢。
從這一激光特性來看，可望其未來應(yīng)用前景相當(dāng)廣泛，從智能手機、筆記本終端等小型電器，到幾十米高的劇場、建筑物投射等的大型放映裝置皆可應(yīng)用。
針對限制了激光應(yīng)用普及的特性及安全性問題，2014年，大阪大學(xué)（光學(xué)中心、副主任、特聘教授 山本和久）作為發(fā)起人，成立了可見光半導(dǎo)體激光應(yīng)用協(xié)會，近期，制訂了相應(yīng)的3原色激光光源模塊的性能指標(biāo)、可靠性及安全性綱領(lǐng)文件，完善了可見光半導(dǎo)體激光技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。今后，將繼續(xù)推進可見光半導(dǎo)體激光的應(yīng)用普及活動，推進綱領(lǐng)文件學(xué)習(xí)，支持國際標(biāo)準(zhǔn)化提案，實現(xiàn)新工業(yè)化目標(biāo)。
此外，2016年3月14日在日本橋生命科學(xué)中心，由可見光半導(dǎo)體激光應(yīng)用協(xié)會、大阪大學(xué)科學(xué)中心以及NEDO共同舉辦的“可見光半導(dǎo)體激光應(yīng)用研討會”也對這些成果進行介紹。
2.最新成果
（1）領(lǐng)先世界水平的高輝度型和超小型3原色激光光源雙雙誕生
最新開發(fā)的高輝度型3原色激光光源模塊，用于高輝度顯示計及激光照明用途，紅、綠、藍(lán)三色激光都具有超10W的高輸出功率，實現(xiàn)了領(lǐng)先世界的高輝度（如圖3）。超小型3原色激光光源模塊用于掃描型激光投射，主體部分僅有0.5cc大小,堪稱目前世界最小尺寸。通過調(diào)節(jié)綠色波長，這些光源可再現(xiàn)自然色（如圖4）。
圖3高輝度型模塊特性檢測實例 圖4超小型模塊特性檢測實例
近些年，一些投影設(shè)備開始采用激光作為光源。電影院、大廳等場所對輝度要求不斷增高，有時必須達(dá)到10000lm以上的輝度（全光束），但10000lm以上光源目前最常使用的是氙燈和高壓汞燈，LED無法實現(xiàn)如此高的輝度。
最新的高輝度模塊，利用3原色半導(dǎo)體激光（SHG型除外）可以實現(xiàn)10000lm級以上的高輝度。小型高輝度半導(dǎo)體激光有望在影院級的大型投影儀上投放使用，不僅能提供高清大畫面，還能節(jié)約電力消耗。
最新的高輝度模塊，利用3原色半導(dǎo)體激光（SHG型除外）可以實現(xiàn)10000lm級以上的高輝度。小型高輝度半導(dǎo)體激光有望在影院級的大型投影儀上投放使用，不僅能提供高清大畫面，還能節(jié)約電力消耗。
個人、家庭使用的小型投影儀由于幾乎沒有光線擴散，因此利用激光投影可以不受投影面的距離、形狀限制，獲得清晰圖像。例如，如果內(nèi)置于智能手機，則可以輕松地在墻面上投射出清晰畫面。此外，這種特點也可用于人眼方面，如未來可用于開發(fā)頭戴式顯示器（HMD），使用強度對人眼無害的激光直接對視網(wǎng)膜進行掃描，即使患有近視的人群，也可以看到清晰圖像。超小型模塊應(yīng)用需求廣泛，今后會繼續(xù)朝著更加小型化的方向發(fā)展。
最新技術(shù)優(yōu)勢眾多，通過調(diào)節(jié)內(nèi)置的半導(dǎo)體激光元部件的數(shù)量，可以靈活地滿足大規(guī)模高輸出需求或小規(guī)模低輸出需求，還可利用光纖實現(xiàn)光源和發(fā)光部分分離等。例如，應(yīng)用于汽車頭燈，不僅可對前方照明度和照射位置進行調(diào)節(jié)，還可隨意選擇光源本身的安裝位置。
（2）可見光半導(dǎo)體激光應(yīng)用協(xié)會的設(shè)立、運營以及綱領(lǐng)文件的制定
可見光半導(dǎo)體激光應(yīng)用協(xié)會以大阪大學(xué)為主體，主要探討有關(guān)3原色激光光源模塊的規(guī)格、性能指標(biāo)以及可靠性、搭載產(chǎn)品的安全性等課題，在項目進行期間已制訂完成了6項綱領(lǐng)文件。該組織還由其他51家相關(guān)機構(gòu)組成，包括市場上8成的相關(guān)行業(yè)元件裝置生產(chǎn)商及機器生產(chǎn)商、大學(xué)研究機構(gòu)等。
該協(xié)會正在就確保激光對人眼安全性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行探討，激光安全性制約著可視化半導(dǎo)體激光的應(yīng)用。此外，還將致力于解決激光成像技術(shù)中的問題——散斑現(xiàn)象。散斑現(xiàn)象，形成于激光掃描投影時，是正常畫面中混入干擾圖樣后無法準(zhǔn)確反映畫面的現(xiàn)象?，F(xiàn)在，以大阪大學(xué)為中心，開發(fā)了可靠的散斑圖檢測技術(shù)，在此基礎(chǔ)上制定了視覺上能夠允許的散斑標(biāo)準(zhǔn)。
以上6種綱領(lǐng)文件將逐步公布，該項目合作完成后還將各自推進國際標(biāo)準(zhǔn)化方案提出進程。
圖5 散斑；激光干涉圖樣 圖6散斑檢測裝置
轉(zhuǎn)載請注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
