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发布时间: 2024年11月24日 16:52
原标题:冬奥会“告别柳树”的背后是国产激光显示技术的崛起|钛金访谈
由“真激光”光束组成的参天大树穿过雪花火炬平台。
2月20日晚，北京冬奥会在“鸟巢”国家体育馆落下帷幕。闭幕式上，总导演张艺谋借用《永别了杨柳》的典故，用柳枝寄托情怀，希望世界人民能带走中国友谊。与此同时，一棵由激光组成的参天大树从舞台中央升起，穿过主火炬台直抵天空。这颗由光束组成的大树，是杭州中科极光科技有限公司(以下简称“中科极光”)借助显示领域最前沿的“真激光”技术自主研发的。
从冬奥会邀请到正式演出的两年时间里，中科极光配合导演进行了大量的调试和修改。虽然经历了一些波折，但最终，中科极光还是让真激光成功登上了冬奥会闭幕式舞台。这背后是他的团队在激光显示领域近40年的深入研究。由于科学家们不懈的研发工作，该国终于解决了长期以来的显示技术“瓶颈”问题。中国激光显示产业跟随国际领先，国内替代推动产业整体发展。
钛媒体App近日采访了中科极光副总经理刘智，深入了解冬奥会的幕后故事，以及40年来中国激光显示产业从底层专利技术研发到商业应用的发展历程。
备战冬奥会两年，激光树出圈。
2019年5月，中科极光收到冬奥会邀请。刘志回忆说，起初张艺谋导演的方案是设计开幕式主火炬不用火，用光束连接鸟巢和祭拜仪式。在市面上现有的光源中，只有激光能达到如此强的指向性、指向性和全彩效果。所以邀请了中科极光参与节目的筹备。
北京冬奥会闭幕式的“真激光”光束
但在节目准备过程中，无火方案被国际组委会认为过于前卫，未被采纳。中科极光团队错过了参加开幕式的机会。刘志坦言，当时心里有些失落。但就在闭幕式前一周左右，导演组给中科极光发来联系，表示张艺谋导演希望在闭幕式上搭建一棵带灯的大树，而中科极光当时为开幕式准备的设备正好满足了这一需求。于是，接到任务的工作人员紧急将设备从杭州运到北京，在冬奥会的现场进行了几天几夜的紧张调试和保障工作。
因为节目效果保密，刘志和同事直到直播那天才真正看到完整的节目效果。当晚，《告别柳树》登上微博热搜，成为闭幕式最出彩的节目。同样，鸟巢空上的光束冲破云雾，也给人留下了深刻的印象。
据钛媒体APP介绍，除了闭幕式上呈现的白光光柱造型，中科极光“真激光”光束产品突破了市面上以绿光为主的产品造型，基于真激光技术，可呈现10.7亿种颜色的无限配色，为舞台呈现提供了更多可能。
此外，值得一提的是，“真激光”的低功耗优势也符合“绿色冬奥”的理念。相较于其他混合光源的技术路线，“真激光”技术的光效高达17.8 lm/w，配合高效的热管理技术，真正做到了高亮度、低能耗，站上了“绿色奥运”的最后一班。
刘志和他的团队近年来参加了很多这样的大型国家活动，比如建国70周年人民大会堂文艺演出、建国100周年上海黄浦江灯光秀、改革开放40周年庆典等。刘智说:“能够在关键时刻，在祖国的重要活动中发挥作用，真的是莫大的荣幸。可能平时感觉不到，但是真正看到成绩的时候，觉得自己能为祖国做贡献，还是很激动的。”
四十年的努力，研发国产替代品
中科极光是中国科学院理化技术研究所的科技成果转化企业。真正应用在冬奥会上的激光技术，是中科院自主研发的激光显示底层技术。激光显示是继黑白、彩色、数码之后的“第四代显示技术”。“真激光”采用三色激光作为光源，通过先进的架构技术实现图像的高保真再现，完全可以实现BT.2020超高清电视标准。同时能耗是传统光源的三分之一到四分之一。
中科极光不是中国唯一做三基色激光技术的企业，而是中国唯一拥有真激光底层专利技术的企业。
1977年，现为极光首席科学家、中科院物理所院士的徐祖炎参与了国家战略战术级高能激光项目的研发。徐院士在研究激光的过程中，提出了激光是否也可以用于显示行业的想法。
当时显示产业的核心技术被美日韩公司掌控。中国显示企业，从显像管到液晶，没有自己的底层专利，只能买产品线。当时最先进的技术都是从美国转移到日本再转移到台湾省，然后中国大陆从台湾省买产品线，导致中国的显示产业始终受到国外技术的限制，无法拥有真正的自主权，大部分利润被国外品牌拿走。
徐院士认为，中国的显示产业要想有真正的自主性，必须要有自己的知识产权。于是，徐祖炎带领团队开始研发激光显示的底层技术。当时徐院士希望发展真激光而不是过光的显示技术。他认为，中国人应该拥有自己的知识产权来制作自己的电视，而不应该盲目学习他人。
对于40年前的科技水平来说，实现这项技术是非常困难的。刘志说，首先，当时没有半导体光源，现有的发光材料中没有可以直接实现红、绿、蓝激光的材料。所以从光源开始，我们用当时理化所的一个倍频晶体，改变光的波长来得到颜色。“这就像蒸馒头，但我们不是从面团开始，而是从小麦开始。”
真激光器的研发其实经历了一个不断探索的过程，从气体到固体激光器，再到混合光源，也就是固体激光器加半导体激光器，再到最后的全半导体激光器。中间如何解决整个显示技术，选择什么波长的光，如何抑制极光的散斑效应等等，这个过程充满艰辛，最终攻克了全自主的三色激光显示技术。
在国家“863”计划和中科院创新工程的支持下，徐祖炎院士和中科院五个研究所共同攻克了全自主“真激光”显示技术。中国第一次赢得了显示技术的先发优势。
中科极光工程师模拟演示
目前全球显示产业规模在每年3500亿美元左右，中国的产业规模也超过每年4000亿人民币。2015-2020年，中国激光电视市场复合增长率将达到213.8%。激光显示的应用不仅仅是在激光电视上。激光显示在激光投影、影院光源、工程照明、极端环境科研设备，甚至VR、全息技术、超宇宙等方面也有着广泛的想象空间空。
刘志说，元宇宙对显示技术提出了更高的要求。激光显示由于其精度、色深、投影原理等属性，可以基于空算法的真实虚拟3D。有望解决VR和AR头显产品容易导致眩晕的问题。
“由大变强”，中国激光发展的新机遇
随着激光显示市场的不断扩大，激光显示产业加速规模化，中国作为激光显示领域的国际领导者，也迎来了新的发展机遇。
现在中国的激光技术，无论是军用水平还是民用水平，都达到了世界顶尖水平。一些应用型企业积累了大量的应用专利技术。没有底层技术的时候，应用技术只是一棵无根之树。但是底层技术有了，应用层的专利技术对于快速开发是必不可少的。
在第12、13和14个发展计划中选择了激光显示。在国家的大力支持下，近20年来，中国申请和授权了7000多项激光显示专利，占全球激光显示专利的50%以上。专利布局涵盖光源、控制、光机、整机、光学组件，已初步形成专利池。
同时，中国本土激光产业链上下游企业超过100家，中国市场也是全球最大的激光显示创新市场和消费市场。
从技术到产业，我国已经具备了激光显示关键材料、元器件、技术、整机、专利等产业自主可控发展的条件。终于，中国有能力摆脱长期以来在市场标准上被海外企业牵着鼻子走的窘境，结束进口显示器生产线的历史。激光显示迎来了技术商业化的新一轮爆发。
全球激光技术发展至今，出现了两大规模产业——光存储和光通信。激光显示技术可能实现第三次大规模产业化，带动中国光电产业的深刻变革。
(本文首发钛媒体APP，作者|实习编辑李，，编辑|田鹏)
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