激光具有单色性好、方向性好和亮度高等优点，非常适合用于显示。其一，激光发射光谱为线谱，色彩分辨率高，色饱和度高，色域覆盖率大（如图1），能够显示非常鲜艳而且清晰的颜色；其二，激光可供选择的谱线(波长)很丰富，可构成大色域色度三角形，能够用来显示最丰富的色彩；其三，激光方向好，易实现高分辨显示；其四，激光强度高，可实现高亮度、大屏幕显示。可以说激光显示是当今保真度最高的显示技术，可显示色彩最丰富、最鲜艳、清晰度最高的视频图像。

图1激光显示的色域覆盖率

激光投影显示的红、绿、蓝三基色激光光源是最要的核心部件，成本最高。目前使用的DPL输出功率大，组成的色域也大，作为大屏幕显示光源是较理想的。为了降低造价，激光研究人员正在努力，如设计了三明治结构，以利于批量生产降低成本等。大功率可见光LD技术的发展，将来势必会推进激光显示技术的普及。红光LD已较成熟，蓝光LD价格尚高，而绿光LD还有待发展，但垂直腔发射LD (VCSEL)近年有很大进展，使用电子束泵浦的三基色VCSEL很小列阵可安置在单个阴极射管内，由一束或三束电子束扫描激发产生激光并成全色图像，目前已能产生4.4W合成白光功率，演示了52吋背投电视，屏幕亮度为 350units。光泵浦和电激励的VCSEL输出功率已可达10W级，使用非线性光学谐波产生技术也可生成大功率蓝、绿激光用作显示光源。

2005年，美国相干公司研制的可商用化的RGB激光器，其中蓝光(460 nm)和绿光(530 nm)就是利用OPS-VECSEL腔内倍频后得到的，红光(638nm)则由商用二极管激光器提供。蓝光和绿光的产生都采用相类似的方法。蓝光的芯片与相干公司早先的报道高功率OPS-VECSEL一样，绿光的芯片对量子阱宽度、位置等作了相应的调整。他们采用V型腔，一腔臂上放置双折射滤波片，另一腔臂上放置LBO倍频晶体，输出镜对于倍频光透过，对于基频光高反。当电流为38A (此时泵浦功率30W)，蓝光输出功率4.5 W，绿光输出功率6.5 W，M2为2～4。这种RGB激光器紧凑精巧、光路简单、可批量生产，能够满足商用需求。

单束激光显示（如图 2）：

一种颜色的激光只有一束，RGB显示共有三束激光。激光在到达屏幕之前，被转动的反射镜调节方向，从而实现在屏幕上图像的显示。这种显示技术可类比于CRT等光栅扫描技术，但是要求微反射镜的转速很高。

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图2　三色单激光束显示示意图

激光束阵列显示：

　激光阵列排布为M*N，在屏幕上扫描点数为P*Q，P、Q分别为M和N的整数倍（如图 3）。激光在扫描设备和辅助扫描设备的帮助下完成显示。由于激光束数量的增多，激光扫描偏转镜的频率可以降低。

图3　激光扫描阵列

当激光束排布紧密时，就几乎可以只在一个方向上扫描，如图 4所示。激光的阵列数在一个方向等于投影所需的线数，因此只需要一个转动镜改变其在垂直方向的投影位置，使得各个点阵列转动成为线条，最终得到所需要的整个图像。

相比于单光束的成像，阵列成像有以下优点：

费用和安全性能高于单光束激光；

较慢的调制速度（以同时调制多个激光束为代价）

减少闪烁

无需水平方向的高速旋转的扫描镜

比两轴的更好封装

图4阵列激光显示示意图

系统费用：目前，ＶＣＳＥＬ显示主要是阵列的价格，但是无法预计什么时候激光阵列的价格可以降到消费者可以接受的水平

尺寸：垂直方向的扫描镜是个问题，需要找到更紧实的封装扫描方式

亮度：短波长和更有效的VCSEL应该会解决该问题

Laser Text Display (LTD) LLC，利用激光显示技术，将芯片上的文字或者图案投影到任何可以反射激光的面上显示出来，用在国际图标或其他告示性的信息显示。如可以将2毫米的图案放大至20~30英尺外12~18英寸的尺度。

链接：http://www.lasertextdisplay.com/

《Vertical cavity surface emitting laser array display》

专利号5，325，386

单位：BANDGAP Technology corporation

发表时间：1994

该专利讲述了VCSEL激光在可视头盔（如图 4）、模拟训练等方面的应用。

图5ＶＣＳＥＬ可视头盔

（中科院半导体所全固态光源实验室孙陆）