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全彩色激光地标灯红绿蓝三原色激光器功率配备

发布时间:2022-10-28        浏览次数:83        返回列表
前言:全彩色激光地标灯红绿蓝三原色激光器功率配备
全彩色激光地标灯红绿蓝三原色激光器功率配备

(青岛华烁光电技术有限公司)
全彩色激光地标灯的光源由红光激光器,蓝光激光器,绿光激光器三台激光器合光组成,通过主板程序控制红绿蓝三台激光器的调制电压,改变各个激光器的出光亮度,使合成的光束呈现全彩色。一台全彩色激光地标灯色彩的好坏,关键看是否能合成D65白光。因为人眼对不同波长的颜色敏感度不同,不同波长的激光器在相同功率下,人眼的亮度感觉完全不同,合成D65白光,红绿蓝的亮度比值是恒定的,所以全彩色激光地标灯要发出D65白光,使用的红绿蓝激光器功率必须严格按一定的比例配备。
首先,我们必须明白激光器出光功率和亮度的关系,因为人眼对不同波长的颜色敏感度不同,不同波长的激光器在相同功率下,人眼的亮度感觉完全不同。正常的人眼对555nm的黄光敏感,往红光和蓝光方向,敏感度逐渐降低,直到完全看不见的紫外光和红外光,这一特性,由数据来说明,就是视见函数。下图是我们常见激光器的视见函数值,又称光视效率。

激光器波长视见函数 
405nm0.00064
445nm0.0298
450nm0.038
455nm0.048
473nm0.1033674
520nm0.71
532nm0.8849624
635nm0.217
650nm0.107
671nm0.02996261

从上图可以看出,520nm激光器和532nm激光器虽说都是绿光激光器,但532nm激光器的视见函数值比520nm激光器的视见函数值要高,可以理解为1瓦功率的532nm激光器比1瓦功率的520nm激光器要亮,520nm激光器的亮度要达到1瓦功率的532nm激光器的亮度,其功率要达到1瓦*(0.8849624/0.71)= 1.246425915瓦。
下面,我们具体阐述激光功率和亮度的关系:
光通量Φv和辐射通量Φe可以通过人眼视觉特性进行转换,即:Φv(λ)=KmV(λ)Φe(λ)
式中,光通量Φv单位是流明,辐射通量Φe单位是瓦,V(λ)是CIE推荐的平均人眼光谱光视效率,其常见波长值见附表。Km是光谱光视效能(常数),Km=683lm/W。
例如,求1瓦635nm激光的光通量:
1Φv(635)= KmV(635)Φe(635)*1
= 683*0.217*1
= 148.211(lm)
根据计算及大量实验,合成标准白光D65时,红、绿、蓝三色激光的亮度比例约为3:6:1,(其计算过程较为复杂,略去)即:Φv(R):Φv(G):Φv(B)=3:6:1
换算成功率是

Φe(R):Φe(G):Φe(B)=3:6:1
V(λ)V(λ)V(λ)

以我们常用的激光为例:635nm的红光,520nm的绿光和455nm的蓝光合成标准D65白光的功率比值为:
(3/0.27):(6/0.71):(1/0.048):≈10:9.5:15
这样,我们就很容易地计算出,30瓦的全彩色激光器,理想的配置是红光635nm10瓦,绿光520nm6瓦,蓝光455nm15瓦。


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