自60年代初激光問世以來,激光技術(shù)發(fā)展飛速，應(yīng)用廣泛。激光演示就是激光技術(shù)在游樂、娛樂和大屏幕顯示領(lǐng)域的新發(fā)展。它是集激光, 精密光機, 光電控制、圖象處理和多媒體等高新技術(shù)于一體的一種新型的光電顯示形式。
　　激光演示誕生于七十年代初, 早在1979年我國國慶30典晚會上，采用激光進行天幕投射，那閃爍的光束，夢幻般的造型，絢麗的色彩圖案，為節(jié)日增添了熱烈氣氛，給人留下了難忘的印像。在美國佐治亞洲石頭山公園1000英尺高的石壁上，激光演示動畫和空間光束效果, 同時配以激昂的音樂，取得了神奇的效果。但是真正突破性的發(fā)展是zui近幾年的事。美國西雅圖的Lightspeed公司策劃和設(shè)計了1998年在葡萄牙首都里斯本舉行的世界出口展覽會上的大型激光表演, 耗資數(shù)百萬美元, 在國內(nèi)，深圳鐳幻激光公司為海南熱帶海洋世界設(shè)計和建造的大型激光水幕多媒體系統(tǒng)是迄今為此大的激光多媒體演示系統(tǒng)工程。
　　激光演示也就是人們常說的Lasershow。 zui初的激光演示僅只能表演激光光束效果, 光干涉效應(yīng)(Lumia)和簡單的激光“莉莎”(Lissajous)圖形。隨著激光技術(shù), 高速掃描元件, 色彩合成和控制技術(shù), 特別是激光演示軟件的快速發(fā)展, 今天的激光演示已不再是Lasershow所涵蓋的內(nèi)容, 它不僅能表演特殊的激光光束效果, 還演示復(fù)雜的激光動畫和三維圖文。目前主要應(yīng)用于游樂業(yè), 娛樂業(yè)和廣告領(lǐng)域。
　　激光演示有如下幾個特點: (1) 它是一種投射式成像方式, 能夠?qū)崿F(xiàn)超大屏幕的顯示; (2) 色彩鮮艷純正, 具有高的對比度(100:1); (3) 能夠產(chǎn)生特殊的空間光束效果和光束干涉效應(yīng); (4) 激光效應(yīng)和圖形信號*數(shù)字化, 由電腦直接編程; (5) 它是一種“光筆”書寫的矢量化的圖形模式。

　　一、激光演示技術(shù)
　　 激光演示系統(tǒng)主要由激光器、顏色混合和調(diào)制元件, 激光掃描投影器和電腦控制器以及多媒體部件組成。在電腦的控制下，激光光束經(jīng)過色彩合成調(diào)制器、激光掃描儀投射在空間或屏幕上，向人們演示各種特殊的空間光束效果、出色的靜、動、三維立體圖文畫面。表演的節(jié)目和圖文畫面*按照用戶的要求，由電腦軟件事先或即時設(shè)計。
　　 1.激光器
　　 激光器是激光演示系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。所使用的激光器取決于應(yīng)用場所的大小、環(huán)境亮度、演示的顏色效果。它可以分為低功率(<1 W)和高功率（1～30W）；單色（紅色或藍、綠）和彩色(紅,綠,藍色)。目前的低功率激光器有紅光氦-氖激光器(功率<50 mW), 空氣冷卻的氬離子(藍,綠光)或氬-氪氣體彩色激光器(功率: <1W), 對于高功率系統(tǒng), 通常使用水冷的氬離子(藍,綠)激光(功率: 3.5 -30W)和氬-氪氣體彩色激光器(功率: 3.5 - 20W)。近年來也有人將高重復(fù)頻率工作的銅蒸汽(黃,綠光)用于激光光束表演。
　　 隨著激光技術(shù)的發(fā)展, 二極管泵浦的固體激光器是激光演示領(lǐng)域的新寵兒[2]。它通過非線性光學(xué)技術(shù)(倍頻、和頻等)產(chǎn)生紅, 綠, 藍色激光。與氣體激光器比較, 全固體激光器的特點是: 結(jié)構(gòu)緊湊, 功耗低, 效率高, 不需要水冷, 采用220伏供電。目前連續(xù)波綠光全固體激光器已商品化（如圖3所示）, 如固體微片激光器(功率: <100mW)和高功率全固體倍頻激光器(功率: <10W)。但是, 要實現(xiàn)高功率連續(xù)波的藍色和紅色全固體激光器件的產(chǎn)品化還需要一段時間。另外, 低功率而廉價的紅光二極管激光器已開始用于簡單的激光藝術(shù)演示領(lǐng)域。
　　2.激光掃描
　　 激光掃描器由X-Y光學(xué)掃描頭, 電子驅(qū)動放大器和光學(xué)反射鏡片組成。電腦控制器提供的信號通過驅(qū)動放大電路驅(qū)動光學(xué)掃描頭, 從而在X-Y平面控制激光束的偏轉(zhuǎn)。這類似于陰極射線管中對電子束的偏轉(zhuǎn), 所不同的是: 光子不是帶電粒子, 它不能象電子束那樣通過磁場或電場控制。因此, 通常用于激光藝術(shù)演示的光學(xué)掃描頭是一種檢流計式的掃描頭[3][4]。 檢流計式掃描頭分為開環(huán)和閉環(huán)兩種。前者常用于簡單的激光光束演示, 而后者廣泛用于激光圖形演示。該種掃描頭的特點是偏轉(zhuǎn)角度大, zui大可達80度, 但是與其他類型的光學(xué)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(如多棱轉(zhuǎn)鏡, 聲光偏轉(zhuǎn)器)比較, 由于折返和加速時間限制了它的掃描頻率。在激光演示系統(tǒng)中, 光學(xué)掃描的波形是一種矢量掃描, 系統(tǒng)的掃描速度, 決定激光圖形的穩(wěn)定性。zui近幾年來, 人們已經(jīng)開發(fā)出高速的掃描器, 掃描速度達到50000個點/秒[5], 因此能夠演示復(fù)雜的激光動畫。 
　　 激光掃描儀有不同的種類，光學(xué)平臺式：將投影儀, 激光器和其它的光電元部件集成在一光學(xué)平臺上; 分離式：用光纖光纜傳輸，安裝靈活機動；開環(huán)式：用于空間光束效果；閉環(huán)式：演示復(fù)雜的空間光束效果和圖文動畫。
　　3. 激光色彩控制器
　　 激光色彩控制器用于控制彩色激光的顏色。在激光演示系統(tǒng)中, 簡單的色彩控制采用所謂的“色合”, 它實際上是一種濾色片[6]。 三種濾色片分別對紅,綠,藍三種顏色過濾, 通過組合這三個濾色片, 可產(chǎn)生7種不同的顏色。這種色彩控制器只能對每一幅圖形顯示單一種色彩。另外一種控制方式是使用三個聲光調(diào)制器, 分別對三種不同顏色的光束進行調(diào)制, 這就是所謂的RGB方法。的激光色彩控制器是多色聲光調(diào)制器(PCAOM)[2][5], 能夠同時控制8種不同的激光波長, 顯示上百萬種顏色。它象RGB控制器一樣, 能在一幅圖形內(nèi)顯示不同的顏色。它的*性在于僅需要一個調(diào)制器, 安裝簡單, 有較高的光通量。
　　4.激光電腦控制器
　　激光電腦控制器是激光演示系統(tǒng)的中心單元, 用于控制激光掃描器, 色彩合成器，激光器以及其它的周邊設(shè)備。除開控制作用外, 另一個重要的功能是設(shè)計和編排激光演示節(jié)目。zui簡單的控制器是采用EPROM芯片儲存激光演示內(nèi)容, 多用于激光光束表演。的電腦控制器是采用工控機式的多功能系統(tǒng), 它具有四個獨立的X-Y圖形輸出通道, 可同時控制4個獨立的光學(xué)掃描投影器, 分別演示內(nèi)容*不同的激光節(jié)目, 通過分光器或光纜可控制任意多個掃描投影器。該種控制用具有強大的編程功能, 能編排二維和三維激光動畫。
　　型的激光演示系統(tǒng)不僅能控制激光掃描器, 色彩合成調(diào)制器, 還具有如下的功能：
　　(1) 通過RS232接口控制激光器的功率, 在激光工作參數(shù)(電流, 電壓, 水流, 水溫等)不正常時, 自動封閉激光系統(tǒng)。(2) 四種工作模式: “自動光盤演示”：將電腦編程的激光表演節(jié)目(光束效果和激光動畫)軟件寫進光盤, 系統(tǒng)會自動演示儲存在數(shù)字光盤上的激光表演節(jié)目。“動態(tài)書寫”: 通過電腦鍵盤即時輸進文字, 將它儲存在音樂琴健上, 這種方式輸進的文本與激光演示節(jié)目結(jié)合在一起隨時進行表演。“交互控制”: 通過MIDI接口將激光效果和圖形儲存在音樂琴鍵上, 操縱者為所欲為地彈奏就可控制激光表演。“音樂聲控表演”: 激光表演與播放的音樂同步[5], 即由音樂的重音控制激光表演。(3) 激光演示多媒體系統(tǒng): 新型的激光電腦裝有多個標(biāo)準(zhǔn)接口: SMPTE, DMX, SCSI, MIDI等。它不僅可以控制激光演示系統(tǒng), 還能控制其周邊設(shè)備, 如燈光/音響, 水幕/噴泉, 幻燈投影, 視頻播放和電影機, 聲樂裝置, 煙機/風(fēng)機, 屏幕/帷幕等。利用激光電腦的時鐘系統(tǒng), 可定時開關(guān), 并組合其控制功能, 編排激光多媒體系統(tǒng)的演示運行時序。(4) 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制: 安裝MODEM, 通過通訊網(wǎng)絡(luò), 激光演示中心的激光電腦工作站可以對外地的激光演示系統(tǒng)的工作狀態(tài)遠程監(jiān)控, 故障診斷, 激光演示軟件傳遞。
　　zui近幾年激光演示軟件技術(shù)獲得了長足的發(fā)展。盡管電腦圖形軟件日新月異, 但是遺憾的是這些軟件（如CAD）不能用于激光演示[6]。其原因是: 光束不能象顯像管中的電子束那樣快速掃描和控制。 另外, 激光在屏幕上的掃描成像點不能象在顯像管的熒光屏上那樣產(chǎn)生余輝, 而會即時消失，這就要求采用新的電腦算法設(shè)計激光演示軟件。目前, 激光圖形的輸進主要采用如下幾種方式：(1) 圖形數(shù)字板；(2) 電腦直接編程；(3) 用一般的圖形掃描儀將圖形輸進電腦, 由Corel Draw進行加工處理, 并將其轉(zhuǎn)換成激光矢量化圖形格式。

　　二、激光演示技術(shù)的應(yīng)用
　　激光演示幾乎不受場地的限制，在大型游樂場所, 如湖上水幕, 廣場噴泉, 城市街頭的高大建筑，自然游覽景區(qū)的峭壁懸崖，平坡坦嶺，大型瀑布, 均是激光投射的良好載體，甚至在特殊的天氣條件下, 如雨、霧、空氣中的濕潤成份, 更使激光演示產(chǎn)生神奇的視覺效果. 目前, 國內(nèi)已有多處使用大型激光演示系統(tǒng), 如深圳地王大廈的“激光地標(biāo)系統(tǒng)”, 深圳“世界之窗”和“民俗文化村”的激光舞臺系統(tǒng)。作為一種新型的信息傳播媒體, 激光廣告已開始在國外很多公共場所, 大型展覽會館使用, 激光廣告色彩艷麗, 字畫清楚, 遠遠可見，可隨時更新廣告內(nèi)容。通過MODEM與電腦網(wǎng)絡(luò)相連接, 可及時發(fā)布信息, 配合出色的空間光束, 更能增加廣告的宣傳效果。
　　激光演示具有不同的的表現(xiàn)形式：激光水幕，激光音樂噴泉，激光迷宮， 激光舞臺藝術(shù)，激光迪斯科樂園。它廣泛應(yīng)用于游樂園，室外廣場，城市高大建筑，城市夜空裝點，都市激光水幕電影，激光音樂噴泉，激光迷宮，激光迪斯科樂園，歌舞廳，夜總會，酒店，電視臺演播廳，戲院，電影院，大型購物中心，天文館，運動場館節(jié)日晚會，城市和企業(yè)慶典，運動會開、閉幕式，燈會，模特表演會，大屏幕激光廣告，企業(yè)形象宣傳，展廳布置，產(chǎn)品展示。

　　三、激光演示技術(shù)的發(fā)展
　　 隨著應(yīng)用領(lǐng)域和市場的不斷發(fā)展, 新型激光演示系統(tǒng)性能可靠, 操縱簡單, 維護方便, 編程簡單易學(xué), 多媒體功能, 配置靈活。特別是隨著激光技術(shù)的快速發(fā)展，新型的全固體激光器已經(jīng)開始代替氣體激光器, 成為激光演示系統(tǒng)的新型光源。與傳統(tǒng)的氣體激光器相比較，全固體激光器效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定可靠，壽命長，光束質(zhì)量好，能耗低，空氣冷卻。德國SCHNEIDER和JENOPTIK公司已經(jīng)研制出高功率（10瓦）全固體彩色激光器（如圖5），并已經(jīng)應(yīng)用于激光演示系統(tǒng)。深圳鐳幻激光公司在國內(nèi)開發(fā)出高功率全固體綠光激光表演系統(tǒng)，該系統(tǒng)綠光激光功率20瓦，色彩鮮艷，結(jié)構(gòu)緊湊，已經(jīng)在山東曲阜游樂園和深圳美麗中華成功安裝使用，演示效果良好。
　　在系統(tǒng)技術(shù)方面，要實現(xiàn)高質(zhì)量的圖像, 必須研究快速掃描裝置。聲光偏轉(zhuǎn)裝置能實現(xiàn)高速掃描, 但是目前它的偏轉(zhuǎn)角度小, 還不能滿足要求。zui近幾年，高速振鏡掃描系統(tǒng)發(fā)展迅速，目前zui高掃描速度已經(jīng)達到50000點/秒。在激光電腦控制器方面, 采用的DSP技術(shù), 能夠?qū)崿F(xiàn)多功能控制和復(fù)雜圖形效果的編程。在激光顯示圖形的天生和處理技術(shù)方面，人們已經(jīng)開發(fā)出由BMP和3D MAX圖象直接轉(zhuǎn)換技術(shù)。在國內(nèi)，深圳鐳幻激光公司開發(fā)的“新型激光顯示系統(tǒng)”，是國內(nèi)*具有自主知識產(chǎn)權(quán)、更貼近中國人使用的激光顯示系統(tǒng)，*該領(lǐng)域國內(nèi)的空缺。該系統(tǒng)采用的光電控制技術(shù)和創(chuàng)新的圖形漢字輸進和處理技術(shù)，避免了國外激光演示系統(tǒng)操縱的復(fù)雜性和非中文界面等缺點，獲得深圳市科技進步獎和被認定為“高新技術(shù)項目”，2003年被國家*等五部委認定為“國家重點新產(chǎn)品”。
　　的進一步發(fā)展是激光電視，這是人們長期夢寐以求的發(fā)展。與電子束顯示(CRT)、發(fā)光二極管顯示（LED）、液晶顯示（LCD）、等離子體顯示（PDP）等顯示技術(shù)相比，激光顯示具有以下優(yōu)點：（1）采用投射式成像，能實現(xiàn)遠間隔超大屏幕的顯示；（2）激光束色域?qū)拸V，具有高對比度（100：1）和色飽和能力（*）；（3）能夠在任意外形的表面顯示；（4）激光能產(chǎn)生其他光源無法提供的特殊的空間光束效應(yīng)和干涉衍射圖像；（5）采用矢量掃描方式，特別適合與電腦數(shù)字控制系統(tǒng)相結(jié)合，充分利用電腦軟硬件資源。2000年德國已經(jīng)研制出實用化的激光投影電視產(chǎn)品，并且用于漢沙公司的飛行模擬和蔡司公司的大型天文館。2001年，中國已經(jīng)開始將激光電視技術(shù)的研究和開發(fā)列進國家863計劃項目。相信在不久的將來，激光電視將進進家庭。