瑞波光電為激光顯示和照明提供光源
當(dāng)前，新興顯示技術(shù)爭奇斗艷，OLED、Micro LED、QLED、激光顯示....均在爭奪下一代顯示技術(shù)的領(lǐng)頭羊。這其中，激光顯示憑借大色域、大屏幕、高分辨率、數(shù)字化等特點(diǎn)，被認(rèn)為是未來顯示技術(shù)的有力競爭者。中國工程院院士許祖彥也曾介紹道：“顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程是從標(biāo)清走向高清，目前正在走向超高清，激光顯示技術(shù)一定能成為下一代顯示產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)?！?br/>
激光顯示技術(shù)雖然早在20世紀(jì)60年代就被提出，但直到21世紀(jì)初才在我國率先實(shí)現(xiàn)了原理可行。其原理是以紅、綠、藍(lán)三基色激光為光源，通過調(diào)控三色激光強(qiáng)度比、總強(qiáng)度和強(qiáng)度時(shí)空分布進(jìn)行顯示。激光顯示技術(shù)解決的是圖像高保真再現(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(shí)現(xiàn)8K高分辨高對比度，這些特點(diǎn)是其他所有顯示光源無法同時(shí)具備的；激光顯示還有一個(gè)優(yōu)勢就是觀看舒適度高、護(hù)眼，因?yàn)樗锹瓷涑上?、全像素發(fā)光、無短波藍(lán)光。根據(jù)中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院的報(bào)告，激光顯示技術(shù)具有良好的舒適度，低視覺疲勞，并且沒有短波藍(lán)光的傷害。
近20年來，激光顯示在我國經(jīng)歷了從原理可行、技術(shù)可行到產(chǎn)業(yè)可行的三個(gè)發(fā)展階段。到2019年，我國激光顯示企業(yè)已有幾十家，年產(chǎn)值超過150億元。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(jī)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)該說我們在這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，我們已經(jīng)有能力結(jié)束進(jìn)口顯示產(chǎn)線的歷史，圓中國人看中國電視的“中國夢”。
當(dāng)前，激光顯示正從藍(lán)光+熒光粉的傳統(tǒng)技術(shù)，向紅綠藍(lán)三基色激光顯示邁進(jìn)，這在色度學(xué)方面是重大突破，解決了顯示技術(shù)領(lǐng)域長期以來懸而未決的大色域色彩再現(xiàn)的難題，能夠完美地再現(xiàn)自然色彩。除此之外，智能微投、車載HUD、AR/VR、激光照明等新型應(yīng)用也逐步采用大功率RGB半導(dǎo)體激光光源。
根據(jù)洛圖科技公布2022年國內(nèi)激光家用投影的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，去年(2022年)，中國大陸家用激光投影市場(包含激光電視)銷量為43.6萬臺(tái)，同比增長27.2%。
奧維云網(wǎng)《2023年H1中國家用智能投影線上市場總結(jié)報(bào)告》顯示，中國家用智能投影市場全渠道推總銷量為323.8萬臺(tái)，預(yù)計(jì)2023年全年智能投影規(guī)模為737萬臺(tái)。其中家用激光投影在上半年依然實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)健增長，整體銷量累計(jì)20.6萬臺(tái)，同比增長29.7%。
2023年上半年，中國智能投影（不含激光電視）市場銷量為279.1萬臺(tái),激光光源產(chǎn)品（不含激光電視）的線上銷量占比達(dá)到7.2%.
紅光LD屬于GaAs材料體系，藍(lán)光和綠光LD屬于GaN材料體系。紅光LD在激光顯示等領(lǐng)域應(yīng)用，需要保持穩(wěn)定的光模式及激光功率輸出，對激光器的的壽命及可靠性要求較高。紅光LD波長越短，光效勢能越高，但紅光激光器采用AlGaInP/GaInP結(jié)構(gòu)，有源區(qū)及限制層的帶隙差較小，因而對注入載流子的限制能力較差，容易產(chǎn)生泄露電流。這不僅會(huì)使半導(dǎo)體激光器的內(nèi)量子效率降低，功率轉(zhuǎn)換效率下降，還會(huì)導(dǎo)致器件的特征溫度變低，輸出功率對溫度的敏感度變高。通過提高P限制層摻雜濃度，有助于抑制電子溢出，然而高摻時(shí)摻雜劑向有源區(qū)擴(kuò)散，缺陷數(shù)量增加，影響激光器可靠性的同時(shí)，載流子吸收損耗增大；為滿足屏幕顯示需求，需要提高激光器的輸出功率，容易導(dǎo)致激光器發(fā)生腔面災(zāi)變損傷（COD）；同時(shí)為提升市場競爭力，要求外延片波長均勻性較好，對產(chǎn)品一致性提出了更高的要求，因此研制大功率紅光LD存在非常大的技術(shù)挑戰(zhàn)和困難。
經(jīng)過多年的潛心研發(fā)以及科技部重點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目的大力支持，目前瑞波光電已經(jīng)開發(fā)出0.5W,1W,2W的638nm 紅光激光芯片，以及2W 665nm激光芯片，同時(shí)可以提供TO56和TO9封裝器件。
除此之外，紅光激光器在照明領(lǐng)域（舞臺(tái)/景觀/汽車）、醫(yī)美領(lǐng)域（光動(dòng)力治療PDT、生發(fā)植發(fā)等）均展現(xiàn)出很好的應(yīng)用商機(jī)。其中，激光照明對638nm的要求是耐高溫特性好，一般采取風(fēng)冷方式，所以要求高溫工作條件下的功率穩(wěn)定度高，衰減少，這與投影應(yīng)用要求有所不同。醫(yī)美/生發(fā)的波長一般為650nm和665nm，區(qū)別顯示應(yīng)用的638nm波長。
雷諾的Trezor概念車采用標(biāo)志性的C形后部照明采用紅色激光照明加光纖的方式，創(chuàng)造了一種有趣的視覺效果。來源：Motortrend
科學(xué)家們利用光動(dòng)力療法(PDT)，將藥物與紅色激光配合使用，對黑素瘤皮膚癌細(xì)胞形成致命的組合式打擊。來源：美國國立癌癥研究所(National CancerInstitute,NCI)
