Desarrollo de tecnología de presentación láser

Desde la aparición del láser a principios de la década de 1960, la tecnología láser se ha desarrollado rápidamente y se usa ampliamente. La presentación láser es un nuevo desarrollo en tecnología láser en los campos de entretenimiento, entretenimiento y pantalla grande. Es un nuevo tipo de matriz fotoeléctrica que integra láser, máquina óptica de precisión, control fotoeléctrico, procesamiento de imágenes y multimedia.

La presentación láser tiene las siguientes características:
(1) Es un método de proyección de imágenes que permite la visualización de pantallas grandes.
(2) Colores vivos con alto contraste (100: 1).
(3) efectos especiales Efecto de haz espacial y efecto de interferencia de haz.
(4) El efecto láser y la señal visual son digitalizados y directamente programados por la computadora; (5) Es un modo gráfico vectorizado escrito por "lápiz láser".

El sistema de presentación láser consta principalmente de láseres, componentes de mezcla y modulación de color, proyectores de escaneo láser, controladores de computadora y componentes multimedia. Bajo el control de la computadora, el rayo láser se proyecta en el espacio o la pantalla a través de un modulador de síntesis de color y un escáner láser para demostrar varios efectos especiales de haz espacial, increíbles imágenes gráficas estáticas, dinámicas y tridimensionales. El programa y las representaciones visuales del rendimiento están diseñados por un software informático de acuerdo con los requisitos del usuario.

1. Punteros láser

Los punteros láser son un componente clave de los sistemas de presentación láser. El láser utilizado depende del tamaño de la aplicación, el brillo ambiental y el efecto de color de la presentación. Se puede dividir en baja potencia (<1 W) y alta potencia (1 ~ 30W); monocromo (rojo o azul, verde) y color (rojo, verde, azul). Los punteros láser de baja potencia actuales incluyen láseres rojos de xenón-criptón (potencia <50 mW), iones de argón refrigerados por aire (azul, verde) o láser de color de gas argón-helio (potencia: <1 W). Para los sistemas de alta potencia, se utilizó un láser de iones de argón (azul, verde) refrigerado por agua (potencia: 3,5 -30 W) y un láser de color de gas argón-helio (potencia: 3,5-20 W). En los últimos años, el vapor de cobre (amarillo, verde), que opera a altas tasas de repetición, se ha utilizado para el rendimiento del rayo láser.

Con el desarrollo de la tecnología láser, los láseres de estado sólido bombeados por diodos son el nuevo favorito de la presentación láser. Produce láser rojo, verde y azul a través de técnicas ópticas no lineales (multiplicador, suma, etc.). En comparación con los láseres de gas, los láseres de estado sólido se caracterizan por su estructura compacta, bajo consumo de energía, alta eficiencia, sin refrigeración por agua y suministro de energía de 220 voltios. Se han comercializado los láseres verdes de estado sólido de onda continua actuales, como los láseres de microchip de chip sólido (potencia: <100 mW) y los láseres de frecuencia de sólidos sólidos de doble potencia (potencia: <10 W). Sin embargo, llevará algún tiempo comercializar dispositivos láser de estado sólido de onda continua azul y rojo de alta potencia. Además, los láseres rojos de baja potencia han comenzado a usarse en presentaciones de arte láser simples.

2. Escaneo láser

El escáner láser consta de un cabezal de exploración óptica X-Y, un amplificador accionado electrónicamente y una lente óptica reflectante. La señal proporcionada por el controlador de la computadora impulsa el cabezal de exploración óptica al controlar el circuito amplificador para controlar la desviación del rayo láser en el plano X-Y. Es similar a la desviación de un haz de electrones en un tubo de rayos catódicos, excepto que el fotón no es una partícula cargada y no puede ser controlado por un campo magnético o un campo eléctrico como un haz de electrones. Por lo tanto, un cabezal de escaneo óptico comúnmente utilizado para presentaciones de arte con láser es un cabezal de escaneo de tipo galvanómetro. El cabezal de exploración del galvanómetro se divide en un circuito abierto y un circuito cerrado. El primero se usa a menudo para presentaciones de rayo láser simples, mientras que el segundo se usa ampliamente para presentaciones de gráficos láser. El cabezal de escaneo se caracteriza por un gran ángulo de desviación de hasta 80 grados, pero en comparación con otros tipos de sistemas de desviación óptica (como espejos poligonales, deflectores acústicos-ópticos), su frecuencia de escaneo es limitada debido al tiempo de retroceso y aceleración. En el sistema de presentación láser, la forma de onda del escaneo óptico es un escaneo vectorial; La velocidad de escaneo del sistema determina la estabilidad del patrón láser. En los últimos años, se han desarrollado escáneres de alta velocidad con velocidades de escaneo de hasta 50,000 puntos por segundo, lo que permite la presentación de animaciones láser complejas.

Existen diferentes tipos de escáneres láser, tipo de plataforma óptica: proyector integrado, láser y otros componentes optoelectrónicos en una plataforma óptica; tipo separado: transmisión con cable de fibra óptica, instalación flexible; lazo abierto: para efecto de haz espacial; Circuito cerrado: muestra efectos de haz espacial complejos y animación gráfica.

3. Controlador de color láser

El controlador de color láser se usa para controlar el color del láser de color. En los sistemas de presentación láser, el control de color simple utiliza el llamado "ajuste de color", que en realidad es un filtro de color [6]. Los tres filtros de color se filtran respectivamente en tres colores rojo, verde y azul, y combinando los tres filtros de color, se pueden producir siete colores diferentes. Este controlador de color solo puede mostrar un solo color para cada gráfico. Otro método de control es utilizar tres moduladores acústico-ópticos para modular tres haces de color diferentes por separado. Esto se llama el método RGB. El último controlador de color láser es un modulador acústico-óptico multicolor (PCAOM) [2] [5] que puede controlar simultáneamente ocho longitudes de onda láser diferentes y mostrar millones de colores. Al igual que el controlador RGB, puede mostrar diferentes colores en un gráfico. Su superioridad es que requiere un solo modulador, es fácil de instalar y tiene un alto flujo luminoso.

4. Controlador de computadora láser

El controlador de la computadora láser es la unidad central del sistema de presentación láser para controlar escáneres láser, sintetizadores de color, láseres y otros periféricos. Además del control, otra característica importante es el diseño y la programación de presentaciones láser. El controlador más simple utiliza un chip EPROM para almacenar presentaciones láser, principalmente para el rendimiento del haz láser. El último controlador de computadora es un sistema multifunción industrial basado en computadora con cuatro canales de salida de gráficos XY independientes, que pueden controlar simultáneamente cuatro proyectores de escaneo óptico independientes, que demuestran, respectivamente, programas láser completamente diferentes a través del divisor óptico. O el cable de fibra óptica puede controlar cualquier cantidad de proyectores de escaneo. Este controlador tiene potentes capacidades de programación para programar animaciones láser 2D y 3D.

El último sistema de presentación láser no solo controla el escáner láser, el modulador de síntesis de color, sino que también tiene las siguientes funciones:
(1) La potencia del láser está controlada por la interfaz RS232, y el sistema láser se apaga automáticamente cuando los parámetros de funcionamiento del láser (corriente, voltaje, flujo de agua, temperatura del agua, etc.) son anormales. (2) Cuatro modos de trabajo: "Presentación automática del disco": escriba en el disco el software del programa de espectáculos láser programado (efecto de haz y animación láser), y el sistema demostrará automáticamente el programa de espectáculos láser almacenado en el disco digital. "Escritura dinámica": ingrese texto instantáneamente a través del teclado de una computadora y guárdelo en el piano musical. De esta forma, el texto de entrada se combina con el programa de presentación láser para realizarlo en cualquier momento. "Control interactivo": los efectos láser y los gráficos se almacenan en las teclas de música a través de la interfaz MIDI, y el operador puede controlar el espectáculo láser a su gusto. "Rendimiento del control de sonido de la música": el espectáculo de láser se sincroniza con la música que se reproduce, es decir, el rendimiento del láser se controla mediante el acento de la música. (3) Sistema multimedia de presentación láser: la nueva computadora láser está equipada con múltiples interfaces estándar: SMPTE, DMX, SCSI, MIDI, etc. No solo controla el sistema de presentación láser sino que también controla su equipo periférico, como iluminación / audio, agua cortina / fuente, proyección de diapositivas, reproducción de video y máquina de películas, equipo vocal, campana / ventilador, pantalla / cortina, etc. Utilizando el sistema de reloj de la computadora láser, se puede encender y apagar y combinar con sus funciones de control para programar el Tiempo de ejecución de la presentación del sistema láser multimedia. (4) Control de red del sistema: Instalar MODEM. A través de la red de comunicación, la estación de trabajo de la computadora láser del centro de presentación láser puede monitorear de forma remota, el diagnóstico de fallas y el software de presentación láser del estado de funcionamiento del sistema de presentación láser en el campo.

En los últimos años, la tecnología de software de presentación láser ha progresado mucho. Aunque el software de gráficos por computadora cambia cada día que pasa, es una pena que este software (como el CAD) no se pueda usar para presentaciones láser. La razón es que el haz no puede escanearse y controlarse tan rápido como el haz de electrones en el tubo de imagen. Además, el punto de imagen escaneada del láser en la pantalla no puede producir resplandor posterior como la pantalla fluorescente en el tubo de imagen; desaparecerá instantáneamente, lo que requiere el uso de nuevos algoritmos informáticos para diseñar el software de presentación láser.