激光演示系统在夜景照明工程中的应用

关键词：激光演示系统应用; 夜景照明;
lasershow system application; nightscape lighting;

摘  要：该文介绍激光演示系统的组成和设计原理,结合典型工程实例论述激光在夜景景观照明工程中的应用技术。论文包括以下5个部分1.引言;2.系统的组成和设计原理;3.系统功能分析;4.应用案例(城市地标、庆典夜景和水幕激光电影);5.结束语。
The paper introduces the principle, the structure and the main specification of lasershow system and application in nightscape lighting. The paper is in consists of five parts:1. forewords; 2. the composition of systems and design principle; 3. the analysis of system performance; 4. applied examples (included local sign of urban, nightscape of festivity and lasershow of water veil); 5. conclusion.

1 引言

随着我国经济的发展, 城市的文化建设已进入高速发展的阶段, 激光演示系统作为近几年才发展起来的高新技术设备在重大节日庆典活动的特殊夜景照明、城市文化广场或公共场所的激光水幕电影的照明以及娱乐场所的特殊照明等方面得到了广泛
应用, 成效非常显著。激光具有高亮度, 高方向性,高单色性和高相干性, 是目前的普通光源所望尘莫及的。自上世纪60 年代第一台激光器诞生以来, 随着激光技术的不断发展完善, 经过多年的技术积累,激光表演控制技术已相对成熟, 这就为激光演示系统广泛应用于夜间景观照明工程打下了坚实的基础。

本文介绍了大功率半导体泵浦532nm 全固态绿光激光演示系统的组成和设计原理, 并结合典型工程实例论述激光在夜景照明工程中的应用技术。

2 系统的组成和设计原理

本文论述的激光演示系统由多个子系统组成,其框图如图1 所示, 其中:(1) 激光器为大功率半导体泵浦全固态激光器,激光器输出波长为532nm 的绿光。

该光源具有如下特点:

①高单色性。激光的颜色很纯, 其单色性比普通光源高1010 倍以上,是一种优良的相干光源。

②方向性强。激光束发散立体角小于2mrad , 比普通光或微波小2～3 个数量级。

③ 高亮度。激光光束焦点处的辐射亮度比普通光高108～1010倍。

(2) 激光投射系统主要由高速振镜, 振镜驱动源和光学效果元件组成。

(3) 计算机控制系统。系统控制软件采用专业激光表演软件。

激光器驱动电源驱动激光器输出波长为532nm的绿光激光束, 激光束投射到受计算机控制的高速扫描振镜X扫描方向的振镜上, 通过振镜沿X 方向的转动实现光束在X 方向上输出位置的变化, 光束经X扫描方向的振镜反射并投射到Y扫描方向的高速扫描振镜上, 通过振镜沿Y 方向的转动实现激光束在Y方向上输出位置的变化, 即激光束通过X. Y方向的两个高速扫描振镜的扫描实现光束输出点在平面上的二维矢量运动, 产生痕迹或图形, 从而实现激光演示功能。

3 系统分析

激光演示系统是一个光、机、电一体化的综合设备, 依靠激光束在工作表面或空间的相对运动实现激光演示功能, 实际表演的场所一般都是在大型的室外广场中进行, 因此对激光器的技术指标要求较高。实践中系统所采用的激光器的主要技术指标见表1》》