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工程案例
全彩色激光地標燈三原色激光器功率配備
日期:2017-6-2    點擊數:496

 

全彩色激光地標燈三原色激光器功率配備

平剛

青島凯时国际娱乐有限公司

全彩色激光地標燈的光源由紅光激光器藍光激光器綠光激光器三台激光器合光組成,通過主板程序控製紅綠藍三台激光器的調製電壓,改變各個激光器的出光亮度,使合成的光束呈現全彩色。一台全彩色激光地標燈色彩的好壞,關鍵看是否能合成D65白光。因為人眼對不同波長的顏色敏感度不同,不同波長的激光器在相同功率下,人眼的亮度感覺完全不同,合成D65白光,紅綠藍的亮度比值是恒定的,所以全彩色激光地標燈要發出D65白光,使用的紅綠藍激光器功率必須嚴格按一定的比例配備。

首先,凯时国际娱乐必須明白激光器出光功率和亮度的關係,前麵凯时国际娱乐說過,人眼對不同波長的顏色敏感度不同,不同波長的激光器在相同功率下,人眼的亮度感覺完全不同。正常的人眼對555nm的黃光最敏感,往紅光和藍光方向,敏感度逐漸降低,直到完全看不見的紫外光和紅外光,這一特性,有專業的數據來說明,就是視見函數。下圖是凯时国际娱乐常見激光器的視見函數值,又稱光視效率。

 激光器波長

視見函數 

405nm

0.00064

445nm

0.0298

450nm

0.038

457nm

0.05257304

473nm

0.1033674

520nm

0.71

532nm

0.8849624

635nm

0.217

650nm

0.107

671nm

0.02996261

從上圖可以看出,520nm激光器和532nm激光器雖說都是綠光激光器,但532nm激光器的視見函數值比520nm激光器的視見函數值要高,可以理解為1瓦功率的532nm激光器比1瓦功率的520nm激光器要亮,520nm激光器的亮度要達到1瓦功率的532nm激光器的亮度,其功率要達到1*(0.8849624/0.71)= 1.246425915瓦。

下麵,凯时国际娱乐具體闡述激光功率和亮度的關係:

光通量Φv和輻射通量Φe可以通過人眼視覺特性進行轉換,即

       Φv(λ)=KmV(λ)Φe(λ)

式中,光通量Φv單位是流明,輻射通量Φe單位是瓦,V(λ)CIE推薦的平均人眼光譜光視效率,其常見波長值見附表。Km是最大光譜光視效能(常數),Km=683lm/W

     例如,求1635nm激光的光通量:

Φv(635)=

KmV(635)Φe(635) 

=

683*0.217*1

=

148.211(lm)

          

 

 

   

 

根據計算及大量實驗,合成標準白光D65時,紅、綠、藍三色激光的亮度比例約為3:6:1(其計算過程較為複雜,暫且略去)即:

      Φv(R):Φv(G):Φv(B)=3:6:1

換算成功率就是

Φe(R)

:

Φe(G)

:

Φe(B)

=

3

:

6

:

1

V(λ)

V(λ)

V(λ)

  

 

例如:650nm的紅光,532nm的綠光和473nm的藍光合成標準白光D65,功率比約為 

   

3

:

6

:

1

4

:

1

:

1.4

0.107

0.88496

0.103

 

 

  

類似計算,凯时国际娱乐常用幾種激光合成白光時的功率比如下表:

        

635nm:532nm:473nm

2

:

1

:

1.4

635nm:532nm:457nm

2

:

1

:

2.8

650nm:532nm:473nm

4

:

1

:

1.4

650nm:532nm:457nm

4

:

1

:

2.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

合成1000毫瓦白光,紅、綠、藍三色激光的功率配置為

635nm:532nm:473nm

450

:

230

:

320

635nm:532nm:457nm

350

:

170

:

480

650nm:532nm:473nm

620

:

160

:

220

650nm:532nm:457nm

510

:

130

:

360

 

 

 

 

 

 

 

 

考慮激光器的現有功率,以上配置實際應用時,一般為

635nm:532nm:473nm

450

:

200

:

350

635nm:532nm:457nm

350

:

200

:

450

650nm:532nm:473nm

600

:

150

:

250

650nm:532nm:457nm

500

:

150

:

350

 

其光亮度為

635nm:532nm:473nm

638*(0.45*0.217+0.2*0.8849624+0.2*0.1033674)

=

188.40

635nm:532nm:457nm

638*(0.35*0.217+0.2*0.8849624+0.32*0.05257304)

=

172.00

650nm:532nm:473nm

638*(0.6*0.107+0.15*0.8849624+0.32*0.1033674)

=

146.75

650nm:532nm:457nm

638*(.5*0.107+0.15*0.8849624+0.32*0.05257304)

=

129.56

(單位:流明)

 

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