北京冬奧會閉幕式上，“折柳寄情”的場面至今令人記憶猶新：一棵由激光組成的“參天大樹”在舞臺中央拔地而起，無數(shù)條光束透過主火炬臺，穿云破霧、直達天際。這棵“大樹”應(yīng)用的是激光技術(shù)，由82歲的中國工程院院士、國內(nèi)激光技術(shù)權(quán)威許祖彥和他帶領(lǐng)的團隊自主研發(fā)和設(shè)計。
激光，英文名Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，意思是“通過受激輻射光擴大”，被譽為20世紀(jì)以來繼核能、電腦、半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)明，被稱為“最快的刀”“最準(zhǔn)的尺”“最亮的光”。
從上世紀(jì)60年代開始,以中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所許祖彥院士團隊為代表的中科院科學(xué)家們,追光60年，進行三基色激光顯示的研究,掌握了核心知識產(chǎn)權(quán),取得一系列開創(chuàng)性成果。2014年，海信推出全球首臺100英寸超短焦激光電視，實現(xiàn)了從0到1的突破，打破了國外企業(yè)在電視顯示技術(shù)的長期壟斷地位。
激光技術(shù)是激光電視重要的技術(shù)應(yīng)用，而激光電視也是中國電視史上自主研發(fā)程度最高的電視產(chǎn)品，在全球顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上，這是中國企業(yè)一次漂亮的“變道超車”。尤其是目前，“缺屏少芯”的產(chǎn)業(yè)隱痛對我國電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展制約極大，激光電視能否給中國彩電企業(yè)打開一條新路徑，繞開外資企業(yè)控制的這堵“屏”障，打開我國電視產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新賽道？
《中國經(jīng)濟周刊》專訪了許祖彥院士，暢談由顯示大國邁向顯示強國，中國如何全力“追光”。
顯示產(chǎn)業(yè)是大國必爭之業(yè)
《中國經(jīng)濟周刊》：在冬奧會上，激光顯示技術(shù)在大屏上的應(yīng)用讓人們獲得不一樣的視聽新體驗，激光為什么會有這樣神奇的效果？
許祖彥：人類獲取信息80%靠視覺。這是因為人眼的視敏度是1角分，雙眼視場（余光）橫向為120°，縱向為60°，相當(dāng)于在標(biāo)準(zhǔn)視距下看100英寸以上的8K高分辨電視。
激光則具有以下特點，第一，激光亮度高，且可精確控制在人眼最佳視覺感知區(qū)，以實現(xiàn)8 K高分辨高對比度顯示；第二，激光單色性好、色純度高，光源為線狀光譜（≤5nm），可構(gòu)成大面積色度三角形，實現(xiàn)大于75%的色域覆蓋率，是寬譜顯示設(shè)備（40nm~50nm）顏色還原能力的2倍；窄譜激光可在顯示終端實現(xiàn)12bit的細膩顏色不重疊，將顏色再現(xiàn)能力提升4000倍。
所以，激光顯示技術(shù)解決的是圖像高保真再現(xiàn)問題。激光的這些特點是其他所有顯示光源無法同時具備的。
《中國經(jīng)濟周刊》：2021年度國內(nèi)激光電視市場出貨量達到28萬臺，同比增長31.9%，您認為激光電視的市場潛力如何？目前我國顯示技術(shù)與顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展到哪個階段？
許祖彥：世界顯示產(chǎn)業(yè)目前已到了一個更新?lián)Q代、大洗牌的拐點時刻。縱觀顯示技術(shù)發(fā)展的歷史,我們可以清晰看到它的發(fā)展軌跡:從標(biāo)清到高清,再到超高清。我們知道高清的標(biāo)準(zhǔn)是BT.709,超高清標(biāo)準(zhǔn)BT.2020。超高清顯示國際標(biāo)準(zhǔn)的三要素是：4K/8K超高分辨、>70%大色域覆蓋率和12bit大顏色數(shù)。
現(xiàn)有顯示技術(shù)均可實現(xiàn)4K/8K超高分辨，但是要實現(xiàn)70%大色域覆蓋率和12bit大顏色數(shù)，只有激光顯示可以做到，原因是激光具有亮度高、單色性好、方向性好三大特性，在繼承了數(shù)字顯示技術(shù)所有優(yōu)點的基礎(chǔ)上，可以全面實現(xiàn)超高清顯示國際標(biāo)準(zhǔn)BT.2020。
顯示處于信息產(chǎn)業(yè)鏈的終端，市場巨大。現(xiàn)在全球產(chǎn)業(yè)規(guī)模每年在4000億美元左右，我國的產(chǎn)業(yè)規(guī)模也超過了每年4000億元人民幣，顯示產(chǎn)業(yè)是大國必爭之地。
激光顯示技術(shù)早在20世紀(jì)60年代就被提出，直到21世紀(jì)初才在我國率先實現(xiàn)了原理可行。其原理是以紅、綠、藍三基色激光為光源，通過調(diào)控三色激光強度比、總強度和強度時空分布進行顯示，解決了圖像高保真再現(xiàn)問題。激光譜寬窄、方向性好、功率高，能夠精準(zhǔn)控制在人眼最佳視覺感知區(qū)，易實現(xiàn)8K高分辨高對比度，這些特點也是其他所有顯示光源無法同時具備的。
近20年來，激光顯示技術(shù)在我國經(jīng)歷了從原理可行、技術(shù)可行到產(chǎn)業(yè)可行的3個發(fā)展階段。特別是2015年，杭州中科極光科技有限公司建成國內(nèi)首條三基色LD激光顯示生產(chǎn)示范線，2017年推出世界首臺三基色LD激光電視產(chǎn)品。
目前,我國激光技術(shù)和產(chǎn)業(yè)已經(jīng)邁入國際領(lǐng)先行列，在關(guān)鍵材料、元件、技術(shù)、整機及專利等方面已具備自主可控發(fā)展產(chǎn)業(yè)的條件。從技術(shù)到產(chǎn)業(yè)，應(yīng)該說，我們已經(jīng)達到國際領(lǐng)先水平，有能力結(jié)束進口顯示產(chǎn)線的歷史，圓中國人看中國電視的“中國夢”。
激光電視有很大降價空間
近日，全球知識產(chǎn)權(quán)綜合信息服務(wù)提供商incoPat創(chuàng)新指數(shù)研究中心發(fā)布了“激光顯示技術(shù)專利排行榜（TOP100）”，入榜的100家企業(yè)中，中國企業(yè)占比66%；其次為日本和美國，分別占比19%和9%。在排行榜中，海信和光峰名列前兩位，海信以753件專利位列第一，其專利主要涉及激光光源、消散斑、光學(xué)照明、圖像顯示控制等激光電視核心技術(shù)領(lǐng)域。
《中國經(jīng)濟周刊》：激光顯示技術(shù)在冬奧會閉幕式、建黨100周年等多項國家級項目中的應(yīng)用，成功在高端應(yīng)用中打出口碑。但是另一方面，激光電視價格都在萬元以上，您認為激光電視需要多長時間才能普及？
許祖彥：任何一個新事物、新品種出來以后,它的價格下降都會有一個過程。比如汽車剛發(fā)明的時候非常昂貴，可現(xiàn)在幾萬元也能買到。因此,隨著技術(shù)與市場的普及，激光電視還有很大的降價空間。
我特別想補充的一點是，因為疫情，青少年都在家里上網(wǎng)課，激光電視更護眼，尤其是線上學(xué)習(xí)建議首選激光電視。
這是因為從成像原理來看，激光顯示采用漫反射成像方式，跟人類視覺形成過程一致，與人眼觀看大自然萬物原理一樣，光線首先反射到屏幕，再進入人眼，所以人眼接收到的光線非常柔和，最適合人眼。從工作原理看，激光電視在工作時是全像素反射，將圖像和顏色反射到屏幕上，像素之間沒有邊緣效應(yīng)，過渡平緩，可以實現(xiàn)全像素發(fā)光。全像素發(fā)光有效降低了單位面積內(nèi)光強，既不耀眼也不刺眼，長時間觀看不易引起人眼視覺疲勞。
此外，激光電視可以還原人眼識別自然色彩的70%以上，而傳統(tǒng)電視目前最高能還原50%，傳統(tǒng)投影產(chǎn)品還原度在30%左右。激光電視的顏色優(yōu)勢，是可以用比傳統(tǒng)光源電視更低的光強實現(xiàn)相同的主觀亮度感受，既舒適又節(jié)能。激光電視可以有效規(guī)避有害短波藍光，其激光光譜窄、波長可控，可以主動選擇規(guī)避掉有害波段。
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