冬奧會(huì)“折柳送別”出圈背后，是國產(chǎn)激光顯示技術(shù)的崛起 ｜鈦度專訪

原標(biāo)題:冬奧會(huì)“告別柳樹”的背后是國產(chǎn)激光顯示技術(shù)的崛起|鈦金訪談

由“真激光”光束組成的參天大樹穿過雪花火炬平臺(tái)。

2月20日晚，北京冬奧會(huì)在“鳥巢”國家體育館落下帷幕。閉幕式上，總導(dǎo)演張藝謀借用《永別了楊柳》的典故，用柳枝寄托情懷，希望世界人民能帶走中國友誼。與此同時(shí)，一棵由激光組成的參天大樹從舞臺(tái)中央升起，穿過主火炬臺(tái)直抵天空。這顆由光束組成的大樹，是杭州中科極光科技有限公司(以下簡稱“中科極光”)借助顯示領(lǐng)域最前沿的“真激光”技術(shù)自主研發(fā)的。

從冬奧會(huì)邀請(qǐng)到正式演出的兩年時(shí)間里，中科極光配合導(dǎo)演進(jìn)行了大量的調(diào)試和修改。雖然經(jīng)歷了一些波折，但最終，中科極光還是讓真激光成功登上了冬奧會(huì)閉幕式舞臺(tái)。這背后是他的團(tuán)隊(duì)在激光顯示領(lǐng)域近40年的深入研究。由于科學(xué)家們不懈的研發(fā)工作，該國終于解決了長期以來的顯示技術(shù)“瓶頸”問題。中國激光顯示產(chǎn)業(yè)跟隨國際領(lǐng)先，國內(nèi)替代推動(dòng)產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展。

鈦媒體App近日采訪了中科極光副總經(jīng)理劉智，深入了解冬奧會(huì)的幕后故事，以及40年來中國激光顯示產(chǎn)業(yè)從底層專利技術(shù)研發(fā)到商業(yè)應(yīng)用的發(fā)展歷程。

備戰(zhàn)冬奧會(huì)兩年，激光樹出圈。

2019年5月，中科極光收到冬奧會(huì)邀請(qǐng)。劉志回憶說，起初張藝謀導(dǎo)演的方案是設(shè)計(jì)開幕式主火炬不用火，用光束連接鳥巢和祭拜儀式。在市面上現(xiàn)有的光源中，只有激光能達(dá)到如此強(qiáng)的指向性、指向性和全彩效果。所以邀請(qǐng)了中科極光參與節(jié)目的籌備。

北京冬奧會(huì)閉幕式的“真激光”光束

但在節(jié)目準(zhǔn)備過程中，無火方案被國際組委會(huì)認(rèn)為過于前衛(wèi)，未被采納。中科極光團(tuán)隊(duì)錯(cuò)過了參加開幕式的機(jī)會(huì)。劉志坦言，當(dāng)時(shí)心里有些失落。但就在閉幕式前一周左右，導(dǎo)演組給中科極光發(fā)來聯(lián)系，表示張藝謀導(dǎo)演希望在閉幕式上搭建一棵帶燈的大樹，而中科極光當(dāng)時(shí)為開幕式準(zhǔn)備的設(shè)備正好滿足了這一需求。于是，接到任務(wù)的工作人員緊急將設(shè)備從杭州運(yùn)到北京，在冬奧會(huì)的現(xiàn)場進(jìn)行了幾天幾夜的緊張調(diào)試和保障工作。

因?yàn)楣?jié)目效果保密，劉志和同事直到直播那天才真正看到完整的節(jié)目效果。當(dāng)晚，《告別柳樹》登上微博熱搜，成為閉幕式最出彩的節(jié)目。同樣，鳥巢空上的光束沖破云霧，也給人留下了深刻的印象。

據(jù)鈦媒體APP介紹，除了閉幕式上呈現(xiàn)的白光光柱造型，中科極光“真激光”光束產(chǎn)品突破了市面上以綠光為主的產(chǎn)品造型，基于真激光技術(shù)，可呈現(xiàn)10.7億種顏色的無限配色，為舞臺(tái)呈現(xiàn)提供了更多可能。

此外，值得一提的是，“真激光”的低功耗優(yōu)勢(shì)也符合“綠色冬奧”的理念。相較于其他混合光源的技術(shù)路線，“真激光”技術(shù)的光效高達(dá)17.8 lm/w，配合高效的熱管理技術(shù)，真正做到了高亮度、低能耗，站上了“綠色奧運(yùn)”的最后一班。

劉志和他的團(tuán)隊(duì)近年來參加了很多這樣的大型國家活動(dòng)，比如建國70周年人民大會(huì)堂文藝演出、建國100周年上海黃浦江燈光秀、改革開放40周年慶典等。劉智說:“能夠在關(guān)鍵時(shí)刻，在祖國的重要活動(dòng)中發(fā)揮作用，真的是莫大的榮幸?？赡芷綍r(shí)感覺不到，但是真正看到成績的時(shí)候，覺得自己能為祖國做貢獻(xiàn)，還是很激動(dòng)的?！?/p>

四十年的努力，研發(fā)國產(chǎn)替代品

中科極光是中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所的科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè)。真正應(yīng)用在冬奧會(huì)上的激光技術(shù)，是中科院自主研發(fā)的激光顯示底層技術(shù)。激光顯示是繼黑白、彩色、數(shù)碼之后的“第四代顯示技術(shù)”?！罢婕す狻辈捎萌す庾鳛楣庠矗ㄟ^先進(jìn)的架構(gòu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖像的高保真再現(xiàn)，完全可以實(shí)現(xiàn)BT.2020超高清電視標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)能耗是傳統(tǒng)光源的三分之一到四分之一。

中科極光不是中國唯一做三基色激光技術(shù)的企業(yè)，而是中國唯一擁有真激光底層專利技術(shù)的企業(yè)。

1977年，現(xiàn)為極光首席科學(xué)家、中科院物理所院士的徐祖炎參與了國家戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)級(jí)高能激光項(xiàng)目的研發(fā)。徐院士在研究激光的過程中，提出了激光是否也可以用于顯示行業(yè)的想法。

當(dāng)時(shí)顯示產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)被美日韓公司掌控。中國顯示企業(yè)，從顯像管到液晶，沒有自己的底層專利，只能買產(chǎn)品線。當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的技術(shù)都是從美國轉(zhuǎn)移到日本再轉(zhuǎn)移到臺(tái)灣省，然后中國大陸從臺(tái)灣省買產(chǎn)品線，導(dǎo)致中國的顯示產(chǎn)業(yè)始終受到國外技術(shù)的限制，無法擁有真正的自主權(quán)，大部分利潤被國外品牌拿走。

徐院士認(rèn)為，中國的顯示產(chǎn)業(yè)要想有真正的自主性，必須要有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。于是，徐祖炎帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始研發(fā)激光顯示的底層技術(shù)。當(dāng)時(shí)徐院士希望發(fā)展真激光而不是過光的顯示技術(shù)。他認(rèn)為，中國人應(yīng)該擁有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)來制作自己的電視，而不應(yīng)該盲目學(xué)習(xí)他人。

對(duì)于40年前的科技水平來說，實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)是非常困難的。劉志說，首先，當(dāng)時(shí)沒有半導(dǎo)體光源，現(xiàn)有的發(fā)光材料中沒有可以直接實(shí)現(xiàn)紅、綠、藍(lán)激光的材料。所以從光源開始，我們用當(dāng)時(shí)理化所的一個(gè)倍頻晶體，改變光的波長來得到顏色?！斑@就像蒸饅頭，但我們不是從面團(tuán)開始，而是從小麥開始?！?/p>

真激光器的研發(fā)其實(shí)經(jīng)歷了一個(gè)不斷探索的過程，從氣體到固體激光器，再到混合光源，也就是固體激光器加半導(dǎo)體激光器，再到最后的全半導(dǎo)體激光器。中間如何解決整個(gè)顯示技術(shù)，選擇什么波長的光，如何抑制極光的散斑效應(yīng)等等，這個(gè)過程充滿艱辛，最終攻克了全自主的三色激光顯示技術(shù)。

在國家“863”計(jì)劃和中科院創(chuàng)新工程的支持下，徐祖炎院士和中科院五個(gè)研究所共同攻克了全自主“真激光”顯示技術(shù)。中國第一次贏得了顯示技術(shù)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

中科極光工程師模擬演示

目前全球顯示產(chǎn)業(yè)規(guī)模在每年3500億美元左右，中國的產(chǎn)業(yè)規(guī)模也超過每年4000億人民幣。2015-2020年，中國激光電視市場復(fù)合增長率將達(dá)到213.8%。激光顯示的應(yīng)用不僅僅是在激光電視上。激光顯示在激光投影、影院光源、工程照明、極端環(huán)境科研設(shè)備，甚至VR、全息技術(shù)、超宇宙等方面也有著廣泛的想象空間空。

劉志說，元宇宙對(duì)顯示技術(shù)提出了更高的要求。激光顯示由于其精度、色深、投影原理等屬性，可以基于空算法的真實(shí)虛擬3D。有望解決VR和AR頭顯產(chǎn)品容易導(dǎo)致眩暈的問題。

“由大變強(qiáng)”，中國激光發(fā)展的新機(jī)遇

隨著激光顯示市場的不斷擴(kuò)大，激光顯示產(chǎn)業(yè)加速規(guī)?；?，中國作為激光顯示領(lǐng)域的國際領(lǐng)導(dǎo)者，也迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。

現(xiàn)在中國的激光技術(shù)，無論是軍用水平還是民用水平，都達(dá)到了世界頂尖水平。一些應(yīng)用型企業(yè)積累了大量的應(yīng)用專利技術(shù)。沒有底層技術(shù)的時(shí)候，應(yīng)用技術(shù)只是一棵無根之樹。但是底層技術(shù)有了，應(yīng)用層的專利技術(shù)對(duì)于快速開發(fā)是必不可少的。

在第12、13和14個(gè)發(fā)展計(jì)劃中選擇了激光顯示。在國家的大力支持下，近20年來，中國申請(qǐng)和授權(quán)了7000多項(xiàng)激光顯示專利，占全球激光顯示專利的50%以上。專利布局涵蓋光源、控制、光機(jī)、整機(jī)、光學(xué)組件，已初步形成專利池。

同時(shí)，中國本土激光產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)超過100家，中國市場也是全球最大的激光顯示創(chuàng)新市場和消費(fèi)市場。

從技術(shù)到產(chǎn)業(yè)，我國已經(jīng)具備了激光顯示關(guān)鍵材料、元器件、技術(shù)、整機(jī)、專利等產(chǎn)業(yè)自主可控發(fā)展的條件。終于，中國有能力擺脫長期以來在市場標(biāo)準(zhǔn)上被海外企業(yè)牽著鼻子走的窘境，結(jié)束進(jìn)口顯示器生產(chǎn)線的歷史。激光顯示迎來了技術(shù)商業(yè)化的新一輪爆發(fā)。

全球激光技術(shù)發(fā)展至今，出現(xiàn)了兩大規(guī)模產(chǎn)業(yè)——光存儲(chǔ)和光通信。激光顯示技術(shù)可能實(shí)現(xiàn)第三次大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，帶動(dòng)中國光電產(chǎn)業(yè)的深刻變革。

(本文首發(fā)鈦媒體APP，作者|實(shí)習(xí)編輯李，，編輯|田鵬)

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