绿光半导体激光器

对于手持设备使用的投影仪，二极管直接的红绿蓝激光器有明显的优势，因为它们尺寸小嘛。红色和蓝色的二极管都好弄，但是绿色二极管还在研发阶段，并不是很普及。不过，最近绿光二极管似乎有不少进展。

美国加州大学圣巴巴拉分校教授中村修二等设立的风险企业 KAAI，在投影仪相关研讨会“Projection Summit 2010”（2010年6月7～8日，美国拉斯维加斯）上，介绍了微型投影仪光源用绿色半导体激光器的开发情况。他们一直致力于研发利用 GaN 结晶“半极性面”及“非极性面”结晶面的绿色及蓝色半导体激光器。在这次会议上，他们报导的绿色半导体激光器，振荡波长为522nm，连续振荡时的输出功率提高到了30mW左右。输出功率为30mW时的驱动电流约为400mA，驱动电压约为 10V。

同一个会议上，德国的欧司朗介绍了他们的激光模块，除了RGB三色激光器元件之外，还拥有激光驱动器及激光束成型功能。已试制模块的高度为9.1mm，体积为8.5cm3。连续振荡时，该模块的亮度超过25lm。发光效率为15lm/W以上。欧司朗打算今后在实现多功能化的同时，推进模块的小型化。不仅要为激光模块增加调色功能及激光驱动器用电源电路，还要缩小模块的尺寸，打算将高度降至 7.1mm，体积缩小至3.1cm3，或将高度降至5.3mm，体积缩小至 1.2cm3，“希望2012年内推出产品”（欧司朗的演讲者）。

　　目前使用的绿色激光器是采用波长转换元件的产品。该公司称，今后将开发直接振荡发出绿色激光的绿色半导体激光器，并将其用于激光模块。但是他们的直接绿光激光器的研究论文已经出来了：True Green Laser Diodes at 524 nm with 50 mW Continuous Wave Output Power on c-Plane GaN, Appl. Phys. Express 3 (2010) 061003. 摘要：

We pushed direct green laser diodes towards longer wavelengths at 524–532 nm based on improvements of epitaxial design and material quality on c-plane GaN substrate. Mounted ridge laser diodes show significant performance improvement in cw operation. For 524 nm laser, wall plug efficiency up to 2.3% at 50 mW optical output power is achieved. In pulse mode operation we demonstrate broad-area test lasers with an emission wavelength of 531.7 nm. Nonpolar and polar substrates are compared with respect to indium content in InGaN quantum wells. The limiting factors for achieving longer wavelengths and better performance of green lasers are discussed from this viewpoint.

输出波长比 KAAI 的长，更接近真绿色，功率也更高一些。也许 KAAI 报导的是产品指标， Orsam 报导的是实验室结果吧。

激光表演

有人在现场观看了世博会开幕式的焰火与激光表演么？很羡慕他们，因为本人虽然研究激光，也知道激光表演的绚丽，但至今没有机会看现场的表演。激光表演必须在现场看，不单为了追求身临其境的感觉，也因为激光的色彩在一般的电视电脑上无法复现出来。激光的光谱纯，用色彩学方面的词汇说就是色度或者饱和度高，在一般显示设备的色域之外，只有激光电视或者投影才有可能复现。

所谓激光表演，就是用激光产生一些视觉效果，来愉悦观众。最常见的是把各种色彩的激光投射至空中，伴随音乐，用振动的镜子让光束在空中舞动。一般来说，为避免造成观众的眼睛损伤，激光不会指向观众。虽然激光直线行进，但是因为空气对光的散射，人们在侧面也能够看到光束。为了增强效果，常常还会使用人造烟雾或者水幕。激光表演与焰火一起，配合比较好，因为焰火除自身缤纷之外，还给激光布下了烟雾。

另一种激光表演方式是把激光投射到某个屏幕上，产生变换的图形，字母，卡通，等等。这和激光投影、激光电视类似，但是激光表演注重现场感和艺术性，通常还有专门的 DJ 实时创作。近些年来出现的，业余爱好者用激光笔在公共空间进行瞬间的，不留物理痕迹的激光涂鸦活动，用的是类似的技术。

自从激光诞生，艺术家们就注意到了它作为工具在视觉表现力上的潜力，他们和科学家们一道在 60 年代末和 70 年代初就已经为展览会和音乐会制作了一些激光表演节目。第一场激光艺术表演究竟在什么时候发生，已经很难说清楚。60 年代中期，多伦多大学的研究生 Lowell Cross 开始尝试电子乐的可视化。最早，他在电视接收器上连接射频调制器，在电视上表现他本人以及约翰·凯奇的音乐。1969 年，他和加州伯克利大学的激光物理学家 Carson D. Jeffries 合作，使用多种色彩的激光和二维扫描技术，进行了公开的激光音乐表演。大约在同一时期，一位叫 Rockne Krebs 的雕塑家也开始注意到激光。1967 年，他买了一台氦氖激光器，请教了马里兰大学一位科学家，才知道怎么用。不过第二年，他就在华盛顿一家画廊进行了激光艺术展示。到了 1970 年，激光表演作为一种新奇的技术和艺术形式，已经出现在大阪世博会的百事可乐馆。

还有一种激光表演方式被称做“Lumia”，它不扫描激光，而是让光通过有纹理的玻璃或者透明塑料片，激光束因衍射扭曲变形，在后面的屏幕上产生抽象的图案。移动那个片片的话，抽象图案就会不停变换。这种方式的开拓者是一位标标准准的科学家，名字叫 Elsa Garmire。她是激光发明人汤斯的博士生，60 年代末在加州理工做博士后研究超短脉冲激光。研究做不下去，因此有几年她把注意力转到艺术与技术相结合的实验上来。1969 年，加州理工庆祝美国首次登月，她设计了一面激光墙，人们可以穿过。在另一个实验中，她把一台氩离子激光器架到了学校图书馆的楼顶，由一位研究生助手手持镜子，进行了一场激光秀。虽然她知道二维扫描激光可以产生漂亮的李萨如图形，但是“她想做一个纯粹的艺术家”，她对使用带纹理的玻璃或者塑料片产生抽象的衍射图案更感兴趣。于是，她着力于试验各种手工在玻璃上生成纹理的方法，然后用激光照射，以形成的衍射图案作为作品。

开了这么大一个小差，很多人可能就这么一直开下去，离开学术界了。但 Elsa Garmire 不，几年后她又回头做起了科学，而且做得很不错，曾经当上美国光学学会的主席，现在是达特茅斯学院的工程学教授。

这么多年来激光表演的基本技术并没有多少变化，改进的是采用的激光器，色彩更多，体积变小，也更容易使用。激光表演越来越普及，除了像世博会之类大型活动的仪式，一些景点也会使用激光表演来吸引游客。特别著名的是香港“幻彩咏香江”，自 2004 年起，如果天气合适，每晚 8 点，维多利亚港的两岸都有声光交织的激光与灯光表演。更为震撼人的，也许是摇滚音乐会现场的激光表演，Pink Floyd 和 The Who 是最善于使用激光的两支著名乐队。

上海世博会上的激光秀

在上海世博会的开幕式上，曾经有过一场激光表演。不过 6 月 14 ～ 19 日，欧盟委员会在世博会组织的科技周上，还会有激光表演。表演者是来自 Lund University 的团队，领队的是物理系的教师 Per-Olof Zetterberg。据说这支物理与激光秀团队有 15 年的历史，演出过 1100 场次。他们将运来三吨重的仪器设备，不过表演需要的某些化学品、气体、和液氮，复旦大学将帮助他们准备。［链接］

我觉得很有意思，国外的大学和研究者比较注重向公众介绍自己的工作。

世界第一台激光器重新点亮

这个 5 月份，整个科学界都在纪念激光发明 50 周年，各种纪念活动层出不穷。

5 月 17 日，在温哥华的西蒙菲沙大学，50 年前梅曼在加州马里布的休斯实验室制作的世界第一台激光器，被重新点亮。

那是一台脉冲的红宝石激光器，从视频里看，光束质量实在不算好，呵呵，我在投影屏幕上只看到一个巨大的红色光斑。

1999 年，梅曼迁居温哥华，把这台激光器带了过去。梅曼 2007 年去世，现在这台激光器平时存放在温哥华某家银行的保险箱里。将来如果能被放到某个博物馆里，供世人参观，该多好啊。

我比较诧异，这难道真的是梅曼当时做的第一台激光器么？休斯实验室居然允许梅曼把它带出来，为个人所有。

3D 激光打印机

欧盟支持的一个研究项目：FEMTOPRINT，目的是开发出一种类似打印机一样的机器，可以用飞秒激光器在玻璃中打出微结构来。via: optics.org

飞秒激光器越做越紧凑，越来越多应用了。

美国政府纪念激光发明 50 周年

激光发明 50 周年纪念在美国搞得非常红火，除了 Laserfest 组织的一系列活动，各期刊的激光纪念特刊，国会和白宫也认可了纪念活动。奥巴马给 Laserfest 的组织者发去了一封信。美国国会也专门通过了一个决议，来纪念激光发明 50 周年。