【中科極光】許祖彥院士：告別“半色盲”，激光顯示來(lái)了

2020-11-12 08:03:12

       在中國(guó)工程院院士許祖彥的辦公室里，放著一臺(tái)小型打印機(jī)大小的黑匣子。
       它“其貌不揚(yáng)”，卻內(nèi)藏玄機(jī)，只要指尖輕觸遙控按鍵，清晰的畫面就會(huì)被投影在白色墻壁上。
       即便在白天的強(qiáng)光照射下，畫面色彩也不會(huì)受到影響。
       這是一個(gè)激光家庭影院。
       “它的播放畫面是100英寸，市場(chǎng)價(jià)格在5萬(wàn)元左右，性價(jià)比很高。”
       許祖彥說(shuō)，“從發(fā)展方向看，人機(jī)界面將‘走向人眼分辨極限’，實(shí)現(xiàn)高保真圖像再現(xiàn)，而激光顯示是符合這一方向和趨勢(shì)的下一代技術(shù)。”
       隨著液晶顯示市場(chǎng)的逐漸飽和，顯示技術(shù)已經(jīng)走到了分岔口，全球顯示市場(chǎng)也將迎來(lái)“大洗牌”。
       在許祖彥看來(lái)，激光顯示為我國(guó)在顯示領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主創(chuàng)新的跨越式發(fā)展提供了機(jī)遇。
理化所制作的激光顯示器與放映畫面。   理化所供圖
       告別“半色盲”
       作為我國(guó)激光顯示概念的首創(chuàng)者和領(lǐng)軍人，許祖彥認(rèn)為，下一代的顯示一定是激光顯示，因?yàn)樗哂胁豢商娲男阅軆?yōu)勢(shì)。
       只有它能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)國(guó)際電信聯(lián)盟頒布的超高清顯示標(biāo)準(zhǔn)“BT.2020”的三個(gè)要素：4K與8K超高清，色彩深度提升至10bit或12bit，色域覆蓋率達(dá)到人眼可識(shí)別自然界色彩范圍的70%以上。
       人眼的視敏度是1角分，相當(dāng)于在標(biāo)準(zhǔn)視距下看100英寸8K電視的高分辨率。
       由于激光光譜窄、強(qiáng)度大，其顏色素可達(dá)69億，是目前高清液晶電視的4000倍以上。
       其色域覆蓋范圍可以達(dá)到自然界色彩的70%以上，是液晶顯示（僅可覆蓋33%左右）的兩倍多。
       為此，許祖彥經(jīng)常半開玩笑地說(shuō)：“除了激光顯示，現(xiàn)在其他所有顯示都讓大家成了‘半色盲’。”
       此外，激光顯示使用壽命可達(dá)5萬(wàn)小時(shí)，遠(yuǎn)超3.3萬(wàn)小時(shí)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
       而從能源消耗角度看，激光顯示產(chǎn)品比LED高清電視節(jié)能40%，是真正意義上節(jié)能環(huán)保的綠色產(chǎn)品。
       在2003至2004年國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展戰(zhàn)略研究中，在許祖彥的提議下，激光技術(shù)首次被定義為戰(zhàn)略支撐技術(shù)，并勾勒出科技前沿、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和國(guó)防建設(shè)三個(gè)發(fā)展方向。
       “所謂支撐技術(shù)，是指技術(shù)本身不一定值很多錢，但它支撐著這個(gè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。”
       如今，在科技前沿方面，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所（以下簡(jiǎn)稱理化所）牽頭研制的全固態(tài)深紫外激光器已于2015年驗(yàn)收，第一次實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在高技術(shù)領(lǐng)域?qū)?guó)外禁運(yùn)，并帶動(dòng)了我國(guó)大型科研自主創(chuàng)新儀器的發(fā)展。
       而在推動(dòng)激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面，許祖彥帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在2005年做出我國(guó)首臺(tái)激光顯示原理樣機(jī)。
       首次證明了激光顯示能產(chǎn)生高畫質(zhì)圖像，展現(xiàn)了這種新型顯示的高觀賞度和市場(chǎng)前景。
       在此背景下，許祖彥判斷：“激光顯示的研究階段結(jié)束了，接下來(lái)要做的是產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)。”
       2015年，理化所技術(shù)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化企業(yè)——杭州中科極光科技有限公司成立，隨后兩年，該公司自主突破了三基色LD激光顯示產(chǎn)業(yè)化核心關(guān)鍵技術(shù)，建成了完整的自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)線，開發(fā)出國(guó)際首創(chuàng)的100英寸激光家庭影院、影院放映機(jī)、特種影像設(shè)備、工程投影機(jī)等系列化產(chǎn)品。
       有些人擔(dān)心激光顯示會(huì)傷眼睛，對(duì)此，許祖彥表示，在光強(qiáng)度方面，研究團(tuán)隊(duì)從一開始就摒棄了國(guó)外所采用的光功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人眼承受范圍（約每平方毫米50毫瓦）的掃描式顯示技術(shù)，采用投影式方法在機(jī)器內(nèi)部把光散開，使其反射出的光相當(dāng)于液晶顯示的光通量。其反射光比液晶顯示器的自發(fā)光對(duì)眼睛更加友好。
       國(guó)人的“安全電視”
       在電視顯示領(lǐng)域，從黑白顯示到彩色顯示再到液晶顯示，這三代技術(shù)均以引進(jìn)為主，不僅讓我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展受制于人，而且留下的技術(shù)后門也帶來(lái)了嚴(yán)重的安全隱患。
       在目前的顯示市場(chǎng)上，我國(guó)大陸地區(qū)液晶面板產(chǎn)量已位居全球第一。
       但數(shù)據(jù)顯示，全球液晶面板產(chǎn)業(yè)處于飽和狀態(tài)，產(chǎn)能過(guò)剩導(dǎo)致液晶電視降到了“白菜價(jià)”。
       由于我國(guó)液晶顯示用的一些材料需要從國(guó)外進(jìn)口，其中50%到80%的利潤(rùn)交給了外商。
       因此，中國(guó)的液晶產(chǎn)業(yè)再大，也無(wú)法擺脫“裝配工廠、低端運(yùn)行”的被動(dòng)局面。
       許祖彥指出，更加嚴(yán)峻但不為人知的現(xiàn)實(shí)是，一些進(jìn)口的核磁成像機(jī)、打印機(jī)等進(jìn)口顯示設(shè)備中，也會(huì)潛藏國(guó)外暗留的“技術(shù)后門”，在國(guó)人不知情的情況下被“偷窺”信息。
       從這方面看，發(fā)展出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)國(guó)產(chǎn)激光顯示技術(shù)產(chǎn)品，尤為迫切。
       但我國(guó)激光顯示產(chǎn)品在初入市場(chǎng)時(shí)就遭到了利益壓制。
       許祖彥表示，除了激光顯示與液晶顯示之間的較量外，相關(guān)的利益“打壓”還表現(xiàn)為國(guó)外利益在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的代理人反復(fù)主張引進(jìn)有機(jī)發(fā)光二極管顯示技術(shù)，但這一技術(shù)已經(jīng)被證明在發(fā)展電視方面存在先天限制，如長(zhǎng)時(shí)間在屏幕上播放相同影像時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些比較暗的短暫殘像，導(dǎo)致“灼屏”等。
       全面市場(chǎng)化仍需時(shí)間
       據(jù)奧維云網(wǎng)（一家專注于智慧家庭領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)技術(shù)和應(yīng)用服務(wù)商）統(tǒng)計(jì)，激光電視2015年至2020年的復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)213.8%，今年1~7月，中國(guó)彩電整體市場(chǎng)零售量規(guī)模同比下降了9.0%，而激光電視零售量規(guī)模增長(zhǎng)77.5%，是彩電市場(chǎng)上唯一實(shí)現(xiàn)正增長(zhǎng)的品類。   
       2013年，許祖彥提出激光顯示發(fā)展的路線圖，認(rèn)為2017年到2025年，激光顯示“將會(huì)形成產(chǎn)業(yè)”。   
       如今，距離他提出的2025年激光顯示實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)已經(jīng)越來(lái)越近，但推動(dòng)其真正全面走向市場(chǎng)還需要各環(huán)節(jié)共同發(fā)展。   
       目前，我國(guó)激光顯示產(chǎn)業(yè)才剛剛踏入賽道，在許祖彥看來(lái)，將其徹底推向產(chǎn)業(yè)化，僅靠目前政府的科研經(jīng)費(fèi)投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。   
       數(shù)十上百億元人民幣的費(fèi)用，對(duì)國(guó)家、對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)都是一筆不小的投入，但對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)每年上千億美元的市場(chǎng)而言，這些投入帶來(lái)的效益回報(bào)也是巨大的。   
       “激光顯示再下一代將是真三維。”許祖彥說(shuō)，而這只有基于激光全息三維顯示原理才能實(shí)現(xiàn)。   
       他希望我國(guó)能夠抓住當(dāng)下機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)顯示領(lǐng)域的彎道超車。



《來(lái)源：《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2020-11-06 第4版 綜合)》