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激光表演系统是集激光技术和大屏幕投影显示技术于一体的高技术产品,涉及激光、计算机、多媒体等多项技术内容,也称作激光演示技术。激光表演具有:激光水幕表演,激光音乐喷泉,激光舞台艺术,激光主题乐园,激光广告等多种表现形式,被广泛应用于商业、文化、娱乐等领域,具有非常大的社会效益和经济效益。本文针对激光表演用全固态小功率三基色激光光源、全彩色激光的实现、大功率红、绿、黄三色激光光源,以及矢量式和光栅式两种全彩色激光表演控制软件,进行了系统的分析和研究,设计开发出矢量式和光栅式两种全彩色激光表演控制软件,研制出200毫瓦全固态全彩色激光表演系统样机和5瓦红绿黄三色激光表演系统样机。
第一章,介绍了激光表演的研究意义和应用价值,并对激光演示技术的研究历史、发展趋势进行了详细论述。
第二章,介绍了色度学中关于混色法的相关理论,给出了用X.Y坐标表述的色度图,通过色度图分析了三基色光合成全彩色的原理和方法;介绍了激光图像扫描原理及扫描器件种类和特点:分析了计算机绘图的两种图像形式的各自特点以及激光矢量图形生成文件格式;最后介绍了系统控制平台的三种形式。
第三章,介绍分析了LD端面泵浦耦合方式;给出利用追迹法设计自聚焦透镜的理论计算模型和设计结果;对单管LD泵浦的红、绿、蓝三色激光器进行了设计分析和实验研究,获得了280毫瓦、1.5瓦、230毫瓦,光.光转换效率分别为7%、29%和9%的671nm、532nm、473nm三基色激光光源;分析了各种合成全彩色光的方法;最后给出了研制完成的小功率全彩色激光表演样机。
第四章,分析了声光调Q激光器的特点;分析了非稳腔的特性以及利用平凸非稳腔获得高光束质量激光输出的结果;对LD侧面泵浦准连续红、绿激光器进行了分析设计和实验研究;通过对绿光输出功率给予分档控制,实现了5瓦级红、绿、黄三色大功率激光光源;最后给出了一种新的扩束镜结构,以及研制完成的5瓦级红、绿、黄三色大功率激光表演样机。
第五章,对矢量式彩色激光表演控制方案和系统组成硬件进行了分析和介绍,以WINDOWS和Visual C++6.0作为系统软件的开发平台,通过优化核心算法,解决激光演示图形的失真问题;通过对多媒体接口和音乐要素分析,分别实现了对背景音乐和音乐要素的控制;最后开发完成了一套基于PC机的可视化全彩色矢量式激光表演音乐控制软件。
第六章,介绍了光栅式激光表演原理及对系统性能参数的要求;对以BF533芯片为核心的DSP信息处理控制电路性能进行了分析,设计了带有运算放大器的D/A转换电路;设计开发完成一套基于独立处理器—DSP系统的光栅式全彩色激光表演控制软件。