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管材/折彎

激光演示的原理及其特點

星之球科技 來源:特思德2012-07-05 我要評論(0 )   

激光演示也就是人們(men) 常說的 Lasershow 。最初的激光演示僅(jin) 隻能表演激光光束效果 , 光幹涉效應 (Lumia) 和簡單的激光莉莎 (Lissajous) 圖形。隨著激光技術 , 高速掃描元件...

 

        激光演示也就是人們(men) 常說的Lasershow。最初的激光演示僅(jin) 隻能表演激光光束效果, 光幹涉效應(Lumia)和簡單的激光“莉莎”(Lissajous)圖形。隨著激光技術, 高速掃描元件, 色彩合成和控製技術, 特別是激光演示軟件的快速發展, 今天的激光演示已不再是Lasershow所涵蓋的內(nei) 容, 它不僅(jin) 能表演特殊的激光光束效果, 還演示複雜的激光動畫和三維圖文。目前主要應用於(yu) 遊樂(le) 業(ye) , 娛樂(le) 業(ye) 和廣領域。 

 
 
  激光演示有如下幾個(ge) 特點: 

    (1)它是一種投射式成像方式, 能夠實現超大屏幕的顯示;
    (2)色彩鮮豔純正, 具有高的對比度(100:1);

(3)能夠產(chan) 生特殊的空間光束效果和光束幹涉效應;
    (4)激光效應和圖形信號完全數字化, 由電腦直接編程; 

    (5)它是一種“光筆”書(shu) 寫(xie) 的矢量化的圖形模式。
 
    激光演示係統主要由激光器、顏色混合和調製元件,激光掃描投影器和電腦控製器以及多媒體(ti) 部件組成。在電腦的控製下,激光光束經過色彩合成調製器、激光掃描儀(yi) 投射在空間或屏幕上,向人們(men) 演示各種特殊的空間光束效果、精彩的靜、動、三維立體(ti) 圖文畫麵。表演的節目和圖文畫麵完全按照用戶的要求,由電腦軟件事先或即時設計。
 

  1.激光器
 
   
激光器是激光演示係統的關(guan) 鍵部件。所使用的激光器取決(jue) 於(yu) 應用場所的大小、環境亮度、演示的顏色效果。它可以分為(wei) 低功率(<1W)和高功率(1~30W);單色(紅色或藍、綠)和彩色(紅,綠,藍色)。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,綠光)或氬-氪氣體(ti) 彩色激光器(功率: <1W), 對於(yu) 高功率係統, 通常使用水冷的氬離子(藍,綠)激光(功率: 3.5 -30W)和氬-氪氣體(ti) 彩色激光器(功率: 3.5- 20W)。近年來也有人將高重複頻率工作的銅蒸汽(黃,綠光)用於(yu) 激光光束表演。

    隨著激光技術的發展, 二極管泵浦的固體(ti) 激光器是激光演示領域的新寵兒(er) 。它通過非線性光學技術(倍頻、和頻等)產(chan) 生紅, 綠, 藍色激光。與(yu) 氣體(ti) 激光器比較, 全固體(ti) 激光器的特點是: 結構緊湊, 功耗低, 效率高, 不需要水冷, 采用220伏供電。目前連續波綠光全固體(ti) 激光器已商品化, 如固體(ti) 微片激光器(功率: <100mW)和高功率全固體(ti) 倍頻激光器(功率: <10W)。但是, 要實現高功率連續波的藍色和紅色全固體(ti) 激光器件的產(chan) 品化還需要一段時間。另外, 低功率而廉價(jia) 的紅光二極管激光器已開始用於(yu) 簡單的激光藝術演示領域。
    2.激光掃描

   激光掃描器由X-Y光學掃描頭, 電子驅動放大器和光學反射鏡片組成。電腦控製器提供的信號通過驅動放大電路驅動光學掃描頭, 從(cong) 而在X-Y平麵控製激光束的偏轉。這類似於(yu) 陰極射線管中對電子束的偏轉, 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製。因此, 通常用於(yu) 激光藝術演示的光學掃描頭是一種檢流計式的掃描頭。檢流計式掃描頭分為(wei) 開環和閉環兩(liang) 種。前者常用於(yu) 簡單的激光光束演示, 而後者廣泛用於(yu) 激光圖形演示。該種掃描頭的特點是偏轉角度大, 最大可達80度, 但是與(yu) 其他類型的光學偏轉係統(如多棱轉鏡, 聲光偏轉器)比較, 由於(yu) 折返和加速時間限製了它的掃描頻率。在激光演示係統中, 光學掃描的波形是一種矢量掃描, 係統的掃描速度, 決(jue) 定激光圖形的穩定性。最近幾年來, 人們(men) 已經開發出高速的掃描器, 掃描速度達到50000個(ge) 點/秒, 因此能夠演示複雜的激光動畫。激光掃描儀(yi) 有不同的種類,光學平台式:將投影儀(yi) , 激光器和其它的光電元部件集成在一光學平台上; 分離式:用光纖光纜傳(chuan) 輸,安裝靈活機動;開環式:用於(yu) 空間光束效果;閉環式:演示複雜的空間光束效果和圖文動畫。 字串3#p#分頁標題#e#

  3. 激光色彩控製器

   激光色彩控製器用於(yu) 控製彩色激光的顏色。在激光演示係統中, 簡單的色彩控製采用所謂的“色合”, 它實際上是一種濾色片。 三種濾色片分別對紅,綠,藍三種顏色過濾, 通過組合這三個(ge) 濾色片, 可產(chan) 生7種不同的顏色。這種色彩控製器隻能對每一幅圖形顯示單一種色彩。另外一種控製方式是使用三個(ge) 聲光調製器, 分別對三種不同顏色的光束進行調製, 這就是所謂的RGB方法。最新的激光色彩控製器是多色聲光調製器(PCAOM), 能夠同時控製8種不同的激光波長, 顯示上百萬(wan) 種顏色。它象RGB控製器一樣, 能在一幅圖形內(nei) 顯示不同的顏色。它的優(you) 越性在於(yu) 僅(jin) 需要一個(ge) 調製器, 安裝簡單, 有較高的光通量。
 
 
 4.激光電腦控製器

   激光電腦控製器是激光演示係統的中心單元, 用於(yu) 控製激光掃描器, 色彩合成器,激光器以及其它的周邊設備。除開控製作用外, 另一個(ge) 重要的功能是設計和編排激光演示節目。最簡單的控製器是采用EPROM芯片儲(chu) 存激光演示內(nei) 容, 多用於(yu) 激光光束表演。最新的電腦控製器是采用工控機式的多功能係統, 它具有四個(ge) 獨立的X-Y圖形輸出通道, 可同時控製4個(ge) 獨立的光學掃描投影器, 分別演示內(nei) 容完全不同的激光節目, 通過分光器或光纜可控製任意多個(ge) 掃描投影器。該種控製器具有強大的編程功能, 能編排二維和三維激光動畫。
最新型的激光演示係統不僅(jin) 能控製激光掃描器, 色彩合成調製器, 還具有如下的功能:

    (1) 通過RS232接口控製激光器的功率, 在激光工作參數(電流, 電壓, 水流, 水溫等)不正常時, 自動關(guan) 閉激光係統。

    (2) 四種工作模式: “自動光盤演示”:將電腦編程的激光表演節目(光束效果和激光動畫)軟件寫(xie) 入光盤, 係統會(hui) 自動演示儲(chu) 存在數字光盤上的激光表演節目。“動態書(shu) 寫(xie) ”: 通過電腦鍵盤即時輸入文字, 將它儲(chu) 存在音樂(le) 琴健上, 這種方式輸入的文本與(yu) 激光演示節目結合在一起隨時進行表演。“交互控製”: 通過MIDI接口將激光效果和圖形儲(chu) 存在音樂(le) 琴鍵上, 操作者隨心所欲地彈奏就可控製激光表演。“音樂(le) 聲控表演”: 激光表演與(yu) 播放的音樂(le) 同步, 即由音樂(le) 的重音控製激光表演。
 
    (3) 激光演示多媒體(ti) 係統:新型的激光電腦裝有多個(ge) 標準接口: SMPTE, DMX, SCSI, MIDI等。它不僅(jin) 可以控製激光演示係統, 還能控製其周邊設備, 如燈光/音響, 水幕/噴泉, 幻燈投影, 視頻播放和電影機, 聲樂(le) 裝置, 煙機/風機, 屏幕/帷幕等。利用激光電腦的時鍾係統, 可定時開關(guan) , 並組合其控製功能, 編排激光多媒體(ti) 係統的演示運行時序。

    (4) 係統網絡控製: 安裝MODEM, 通過通訊網絡, 激光演示中心的激光電腦工作站可以對外地的激光演示係統的工作狀態遠程監控, 故障診斷, 激光演示軟件傳(chuan) 遞。最近幾年激光演示軟件技術獲得了長足的發展。盡管電腦圖形軟件日新月異, 但是遺憾的是這些軟件(如CAD)不能用於(yu) 激光演示。其原因是: 光束不能象顯像管中的電子束那樣快速掃描和控製。 另外, 激光在屏幕上的掃描成像點不能象在顯像管的熒光屏上那樣產(chan) 生餘(yu) 輝, 而會(hui) 即時消失,這就要求采用新的電腦算法設計激光演示軟件。目前, 激光圖形的輸入主要采用如下幾種方式:(1) 圖形數字板;(2) 電腦直接編程;(3) 用一般的圖形掃描儀(yi) 將圖形輸入電腦, 由Corel Draw進行加工處理, 並將其轉換成激光矢量化圖形格式。

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