全彩色激光地標燈紅綠藍三原色激光器功率配備

平剛

（青島華爍光電技術有限公司）

全彩色激光地標燈的光源由紅光激光器，藍光激光器，綠光激光器三臺激光器合光組成，通過主板程序控制紅綠藍三臺激光器的調制電壓，改變各個激光器的出光亮度，使合成的光束呈現全彩色。一臺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，我們必須明白激光器出光功率和亮度的關系，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。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，由專業的數據來說明，就是視見函數。下圖是我們常見激光器的視見函數值，又稱光視效率。

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瓦*(0.8849624/0.71)= 1.246425915瓦。

下面，我們具體闡述激光功率和亮度的關系：

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)是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1瓦635nm激光的光通量：

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，(其計算過程較為復雜，略去)即：

      Φv(R):Φv(G):Φv(B)=3:6:1

換算成功率就是

以我們常用的激光為例:635nm的紅光,520nm的綠光和455nm的藍光合成標準D₆₅白光的功率比值為：

（3/0.27）：（6/0.71）：（1/0.048）：  

≈10:9.5:15

這樣，我們就很容易地計算出，30瓦的全彩色激光器，最理想的配置是紅光635nm10瓦，綠光520nm6瓦，藍光455nm15瓦。