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激光究竟改变了什么

对于各位铲屎官们来说,生活中最能体现“天伦之乐”的时刻一定是人在沙发坐,娃在追激光了。

看着猫咪跃过沙发,飞身上墙,炸了毛般地想抓住激光笔射出的小小红点,甚至还被这个求之不得的小东西利用来关灯。

当一切归于平静,你有没有想过,为什么偏偏是激光笔可以射出小红点?而不能是家里的手电筒呢?

一种人造的光——激光

激光被人称为“最亮的光、最快的刀、最准的尺”,英文名“LASAR”,即Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,中文翻译过来就是受激辐射的光放大。

光听名字,激光就和手电筒那平平无奇的光柱不一般。毕竟从小孔中射出的激光堪比奥特曼打小怪兽时蓄力从手臂射出的奥特之光,就像无形的利剑一样拥有强大的杀伤力。

激光的科学原理“受激辐射”是爱因斯坦在1917年提出的,“自发和受激辐射”理论被认为是现代激光技术的物理学基础。简单来说,就是高能级(E2)的粒子被高频(V=(E2-E1)/h)光子击中,并产生一个一模一样的新光子,同时这些光子不断和其他粒子碰撞反射产生新的光子,不断放大最初的光信号,最后从小孔里射出高能光束。

通过炮仗简单理解制造激光的链式反应

然而,从激光理论被提出到激光1960年被真正做出来,经过了科学家40余年的努力,期间汤斯的团队先发明了“Maser”(微波放大器),后来才做出了“Laser”,这个过程中其中也不乏中国科学家的辛苦付出。

汤斯和学生高登,后面的亚洲面孔是武汉物理所波谱学实验室的创始人王天眷

20世纪最重大的发明之一,不是浪得虚名

如果说电是第三次科技革命的资本,那么激光,就是加倍资本回报的杠杆。

最早的电话通信依靠的是铜线传递电信号,随着人们对通信容量需求的变大,电信号已经不能满足需求。后来科学家们发现,用透明光学玻璃制成的细丝——光导纤维可以传递携带信息的激光,实现了从小水沟到大江大河这样的信息容量跨度,从而让承载电视、图像等海量信息的网络得以顺利搭建,让5G世界成为现实。

光纤特写

高能、精细的激光也被应用在了工业、医疗领域——用皮秒激光切割我们的手机玻璃屏幕,其成本比机械切割便宜70%;用超快激光来抛光,来表面去除;用飞秒激光来治近视……当激光只打出一个超高脉冲,对于受体表面吸收能量的物理机理已经发生了变化,在完成表面处理的时候,并不对周围的温度及组织性质造成影响,使得“冷加工”得以实现。

激光切割

激光还被大量应用在了娱乐视听领域。早期电影院使用的是氙灯灯泡,不仅寿命低,而且为了达到更高的流明和清晰度,就需要使用更高功率的灯泡,价格非常昂贵。

如果利用激光的天然优势,则能在很低的功率内叠加实现高功率输出,可以保证高流明和高彩色效果,而且由红、蓝、绿三个基本色的激光组模直接混成白光,可以更接近完美的自然白光,在人眼识别范围内,呈现出更丰富的色域及更清晰、细腻的图像质量,比如目前拥有“杜比视界”这样超强画质的杜比影厅,就是用的是激光双机投影仪。当激光用作数字电影放映机的光源,经过专门的扩束整形设备后,将激光发散角扩大,使其具有与氙灯光源相近的极高能量密度,而不再是能量密度高出氙灯光数万倍的激光,危险性也大大降低。

激光投影仪的原理

当你听着看着电影院里近乎完美的色彩画面,心中或许隐隐有些不甘——为什么我家电视就始终赶不上趟?别慌,激光电视完全能满足你的苛刻视觉需求。。

你家里的视听盛宴,应该怎么选?

在现代人世界里,什么都要大!

手机屏幕要接近平板电脑,电视屏幕最好要变成一整面墙。于是很多人为了单一追求影院般的大屏享受,直接在家里装了一个投影仪。但你家的投影仪是不是总是碰到亮得看不清,暗得看不见这样的尴尬时刻?只有一个灯泡的投影仪不仅自身流明低,而且受环境亮度影响过大。

而激光电视就不一样了。画面呈现方式和投影很相似,也是将光源投射到一个平面上漫反射而成。不过,和投影不同的是,激光被普遍认为是当前亮度最高的人造光。和影厅一样,激光束成像效率高、光学性能稳定,相比其他光源,颜色更纯正、亮度更均匀、色彩范围更广[1]

而激光电视则是通过半导体泵浦固态激光工作物质,产生连续激光作为光源,并通过电视信号控制激光扫描图像。而且激光电视只需要一套轻巧的灯头组件,就能在距墙面 30 厘米就能投射出 100 甚至120英寸的超大屏幕,以及实现全色4K的影院级现实效果。

在激光强大的成像性能之下,整个大自然可以被完美地复刻到你家的幕布上。虽然疫情期间无法出远门,但你可以在家里跟三五好友一起观赏非洲大草原、南极洲冰山、热带雨林、戈壁沙漠的壮美绚丽,还可以独自重温曾经去过的欧洲古堡和美洲狂欢节。

除了更好的视觉体验本身的魅力,宅在家里的生活也让人们开始潜移默化地去选择更高质量、更健康的电视。对于眼睛正在发育的青少年来说,漫反射成像的激光电视更有利于眼部健康。

在2021年 CES科技展上,在全球拥有主导市场份额的海信乘胜追击,发布了全球首款“社交全色激光电视”,视听感受得到了飞跃, 而且还融入了AI交互技术,让激光电视作为5G物联网的超高清入口,把生活带入全色AI时代。

相比从前那个只是窝在沙发“看”电视的时代,今天得益于海信的科技创新,我们的视觉、听觉甚至触觉,都能通过眼前这台激光电视得到感知升级的体验。

还在为春节只能宅家而闷闷不乐吗?不如打开海信激光电视,享受一台别样的视听盛宴吧~

 

 

[1] 喻彬, & 周世斌. (2017). 亮眼, 节能的激光灯——激光照明技术简介. 中国照明电器, 7.

 

The End

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