激光演示技術(shù)的原理和特點(diǎn)TOC\o"1-5"\h\z激光 演 示 也就 是人們常說的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 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)雜的激光和廣領(lǐng)動(dòng)域畫。和三維圖文。目前主要應(yīng)用于游樂業(yè),娛樂業(yè)激光演示有如下幾個(gè)特點(diǎn):(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(2)色彩鮮艷純正,具有高的對比度(100:1);(3)能夠產(chǎn)生特殊的空間光束效果和光束干涉效應(yīng)(4)激光效應(yīng)和圖形信號(hào)宀完全數(shù)字化,由電腦直接編程;(5)它是一種“光筆”書寫的矢量化的圖形模式。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)、三維立體圖文畫面。表演的節(jié)目和圖文畫面宀完全按照用戶的要求，由電腦軟件事先或即時(shí)設(shè)計(jì)1.激光器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。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.、幾 、-Z—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: 〈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始用于簡單的激光藝術(shù)演示領(lǐng)域。.激光掃描TOC\o"1-5"\h\z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 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)。這類似于陰極射線管中對電子束的偏轉(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 磁 場 或 電場控制。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 環(huán) 和 閉 環(huán) 兩種。前者常用于簡單的激光光束演示,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,人們已經(jīng)開發(fā)出高速的掃描器,掃描 速 度 達(dá) 到 5 000 0 個(gè) 點(diǎn)TOC\o"1-5"\h\z/秒,因此能夠演示復(fù)雜的激光動(dòng)畫 。 激 光 掃 描 儀 有 不 同的種類，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。.激光色彩控制器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。三種濾色片分別對紅,綠,藍(lán)三種顏色過濾,通過組合這三個(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每一幅圖形顯示單一種色彩。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,顯示上百萬種顏色。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,安裝簡單,有較高的光通量。.激光電腦控制器TOC\o"1-5"\h\z激光電腦控制器是激光演示系統(tǒng)的中心單元,用于控制激光掃描器,色彩 合 成 器 ， 激 光 器 以 及 其 它 的 周 邊設(shè)備。除開控制作用外, 另 一 個(gè) 重 要 的 功 能 是 設(shè) 計(jì) 和 編 排激光演示節(jié)目。最簡單的 控 制 器 是 采 用 EPROM 芯 片 儲(chǔ) 存 激光演示內(nèi)容,多用于激光 光 束 表 演 。 最 新 的 電 腦 控 制 器 是采用工控機(jī)式的多功能系統(tǒng),它具有四個(gè)獨(dú)立的X-Y圖形輸出通道,可同時(shí)控制4個(gè)獨(dú)立的光學(xué)掃描投影器,分別演示內(nèi)容完全不同的激光節(jié)目,通過分光器或光纜可控制任意多個(gè)掃描投影器。該種控制器具有強(qiáng)大的編程功能,能編排二維和三維激光動(dòng)畫。最新 型的激 光演示系統(tǒng)不僅能控制激光掃描 器, 色 彩合成調(diào) 制器, 還具有如下的功能:(1) 通過RS232接口控 制激光器的功 率, 在 激光工作 參數(shù)(電流,電壓,水流, 水溫等)不正 常時(shí) , 自動(dòng)關(guān)閉激光系統(tǒng)。(2)四種工作模式: “自動(dòng)光盤演示”：將電腦編TOC\o"1-5"\h\z程的激光表演節(jié)目(光束效果和激光動(dòng)畫)軟件寫入光盤,系統(tǒng) 會(huì)自動(dòng) 演示儲(chǔ)存在數(shù)字光盤上的 激 光表演節(jié)目 ?！皠?dòng) 態(tài)書寫 ”:通 過電腦鍵盤即時(shí)輸入文字 , 將它儲(chǔ)存在 音樂 琴健上 ,這種方式輸入的文本與激光 演 示節(jié)目結(jié)合 在一 起隨時(shí) 進(jìn)行表 演。“交互控制”:通過 MI DI接口將激 光效 果和圖形4.嬖諞衾智偌？操作者隨心所欲地彈奏就可控制激光表演?！耙魳仿暱乇硌荨?激光表演與播放的音樂同步,即由音樂的重音控制激光表演。(3)激光演示多媒體系統(tǒng):新型的激光電腦裝有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口:SMPTE,DMX,SCSI,MIDI等。它不僅可以控制激光演示系統(tǒng),還能控制其周邊設(shè)備,如燈光/音響,水幕/噴泉,幻燈投影,視頻播放和電影機(jī),聲樂裝置,煙機(jī)/風(fēng)機(jī),屏幕/帷幕等。利用激光電腦的時(shí)鐘系統(tǒng),可定時(shí)開關(guān),并組合其控制功能,編排激光多媒體系統(tǒng)的演示運(yùn)行時(shí)序。(4)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制:安裝MODEM,通過通訊網(wǎng)絡(luò),激光演 示中 心的 激 光電 腦工作站可以對外地的激光演示系統(tǒng)的工 作狀 態(tài)遠(yuǎn) 程 監(jiān)控 ,故障診斷,激光演示軟件傳遞。最近幾 年激 光演 示 軟件 技術(shù)獲得了長足的發(fā)展。盡管電腦圖形軟件日新月異但是遺