موفقيت محققان كشور در دستيابي به دانش فني ساخت نمايشگرهاي ليزري
وقتي پاي ليزر بهدنياي نمايشگرها باز ميشود
اگرچه استفاده از سيستمهاي روشنايي ليزري براي نخستين بار در سال 1966 مورد توجه قرار گرفت، اما هزينه بسيار بالاي استفاده از اين فناوري مانع از كاربرد آن در محصولات مصرفي تجاري شد و تنها در ساخت تعداد محدودي از مدلهاي خيلي پيشرفته پروژكتورهاي بسيار گرانقيمت، اين فناوري توانست جايگزين استفاده از لامپهاي متداول شود. از آنجا كه كاربرد ليزر در ساخت نمايشگرها تغييرات قابل توجهي را از نظر وسعت رنگ، افزايش ميزان روشنايي، كاهش مصرف انرژي و همچنين افزايش طول عمر اين تجهيزات الكترونيكي پر مصرف به وجود خواهد آورد، پيشبيني مي شود در آيندهاي نه چندان دور با گسترش كاربرد اين فناوري به عنوان منبع تامين نوري پر قدرت در ساخت نمايشگرها، نسل جديد نمايشگرهاي تلويزيوني و رايانهاي ليزري بتواند تصاويري شفاف با رنگهايي كاملا طبيعي را در معرض ديد بينندگان قرار دهد و جايگزين نمايشگرهاي امروزي شود.
در نمايشگاه تجهيزات الكترونيكي سال 2006 كه در لاس وگاس برگزار شد، سيستمهاي روشنايي ليزري مبتني بر فناوري ساخت نيم رساناهاي ليزري كه براي نخستين بار در ساخت نمايشگرهاي ليزري و ساخت مدلهاي آزمايشي اوليه تلويزيونهاي ليزري مورد استفاده قرار گرفته بود، به معرض نمايش گذاشته شد. با اتخاذ تصميمي مبني بر دسترسي گسترده و عمومي به تلويزيونهاي ليزري تا اوايل سال 2008 ميلادي خبر ساخت نسل جديد نمايشگرهاي تلويزيوني در رايانه ليزري در سال 2006 به اطلاع عموم رسانده شد و در ژانويه سال 2008 نخستين تلويزيون ليزري 65 اينچي كه توسط شركت آمريكايي سازنده سيستمهاي الكترونيكي ديجيتالي، ميتسوبيشي كه يكي از شركتهاي بزرگ سازنده قطعات الكترونيكي ليزري است، در نمايشگاه تجهيزات الكترونيكي به نمايش گذاشته شد. تلويزيونهاي امروزي تنها از توانايي نمايش 40 درصد از محدوده رنگي قابل تشخيص توسط انسانها برخوردارند و اين در حالي است كه نمايشگرهاي ليزري ميتوانند 80 درصد از رنگهاي اين محدوده رنگي را به نمايش در آورند و به همين دليل پيشبيني ميشود در آيندهاي نه چندان دور لامپهاي تصوير ليزري بتوانند جايگزين لامپهاي تصويري شوند كه در نمايشگرهاي معمولي از آنها استفاده ميشود.
در نمايشگرهاي ليزري، امواج ليزري در 3 طول موج مجزاي قرمز، سبز و آبي مورد استفاده قرار ميگيرند. اگر چه ديودهاي ليزري قرمز رنگ براحتي قابل دسترسي هستند، اما دستيابي به امواج ليزري آبي و سبز در شرايط دماي اتاق امكانپذير نخواهد بود و به همين علت بايد از فرآيند و برابر كردن فركانس استفاده كنيم. يكي از مهمترين ويژگيهاي نمايشگرهاي ليزري توانايي آنها در به نمايش در آوردن طيف وسيعي از رنگها و همچنين نمايش تركيبهاي رنگي مختلف است كه ميتواند 90 80 درصد از محدوده رنگي قابل رويت را در بر گيرد. علاوه بر اين، لامپهايي كه در ساخت آنها از فناوري ليزر استفاده شده است و در نمايشگرها جايگزين لامپهاي تصويري معمولي ميشوند، در مقايسه از كيفيت مناسبتري برخوردار بوده و هرگز منفجر نخواهند شد و از آنجايي كه مصرف انرژي در اين لامپها به دو سوم كاهش مييابد، از كارايي و عملكرد بهتري نيز برخوردار خواهند بود. با توجه به آنچه گفته شد ميتوان نتيجه گرفت كه براساس كاربرد اين فناوري نمايشگرهاي جديدي به بازار عرضه خواهد شد كه در مقايسه با انواع نمايشگرهاي پلاسما (صفحه نمايش گازي)، LCD (صفحه نمايش كريستال مايع) يا CRT (نمايشگرهاي مجهز به لامپ تصوير با اشعه كاتدي) از توانايي بيشتري در به نمايش در آوردن همزمان مجموعهاي از رنگهاي قابل دسترسي در سيستمهاي گرافيكي نمايشگرها برخوردار است. اين در حالي است كه اين نمايشگرها علاوه بر اين كه مانند نمايشگرهاي امروزي ميتوانند بسيار باريك باشند، از نظر وزن و هزينه نيز حدود يكدوم نمايشگرهاي پلاسما يا LCD هستند و انرژي مصرفي آنها به يكچهارم كاهش خواهد يافت. تصوير به نمايش درآمده در نمايشگرهاي ليزري در مقايسه، از كيفيت بسيار بالاتري برخوردار بوده و با گذشت زمان بتدريج محو نخواهد شد. اگرچه بسياري از محققان و كارشناسان بر اين باورند كه تماس مستقيم با امواج ليزري به بينايي آسيب ميرساند، اما استفاده از فيلترهايي كه مانع انتشار اين امواج در محيط اطراف ميشود، ميتواند نقش بسيار مهمي در كاهش خطرات احتمالي داشته باشد.
بوميسازي دانش فنيتوليد نمايشگر ليزري
گروهي از محققان ايراني با دستيابي به دانش فني ساخت نمايشگر، موفق به طراحي و ساخت نمايشگرهاي ليزري در كشور شده و توانستهاند نام ايران را نيز به مجموع كشورهاي توليدكننده اين نوع نمايشگرها در سطح جهان اضافه كنند. به گفته مهندس كمال جعفري، مجري اين طرح تحقيقاتي، سيستمهاي نمايشگر ليزري از قابليت نمايش ثابت و متحرك فونتهاي فارسي و انگليسي و همچنين به تصوير درآوردن تصاوير پويانمايي به صورت تكرنگ يا تمام رنگي در فضاهاي مختلف برخوردار هستند. نمايشگرهاي توليد شده را ميتوان در محدوده وسيعي از نمايشگرهاي كمتوان از چند ميليوات تا نمايشگرهاي پرتوان با عملكرد 20 تا 40 وات طبقهبندي كرد. توليد نمايشگرهاي ليزري تاكنون تنها در انحصار چند كشور محدود بوده است، اما با دستيابي محققان كشور به دانش فني ساخت اين نوع نمايشگرها، كشور ما نيز توانسته است به جمع كشورهاي توليدكننده نمايشگرهاي ليزري در سطح جهان بپيوندد. البته بايد خاطرنشان كرد تا زماني كه توليد ليزرهاي كاربردي در ساخت اين نوع نمايشگرها، افزايش پيدا نكرده و اقدامات لازم براي بهينهسازي كاربردي ساختن آنها انجام نشود تا بتوان زمينه مناسبي را براي كاهش هزينه ساخت نمايشگرهاي ليزري به وجود آورد نميتوان از اين فناوري در ابعاد وسيع در صنعت ساخت نمايشگرهاي تلويزيوني و رايانهاي استفاده كرد. اساس كار نمايشگرهاي ليزري مبتني بر تركيب 3رنگ قرمز، سبز و آبي براي دستيابي به رنگ مورد نظر است كه ميتواند ايده جديدي در اين صنعت باشد و ساخت نمايشگرهاي بزرگ معروف به سينماي خانگي ميتواند زمينه مناسبي براي استفاده از اين فناوري محسوب شود.
معمولا در نمايشگرهاي بزرگ تصاوير مينياتوري موجود توسط يك منبع نوري درخشان شده و پس از بزرگنمايي روي سطح تحتاني صفحه نمايشگر تابيده ميشود. لامپهايي كه امروز در ساخت نمايشگرها به كار ميروند به علت داشتن طول عمر كمتر، روشنايي محدودتر و همچنين قابليت نمايش مقدار تصاوير كمتر، چندان كه بايد از عملكرد موفقي برخوردار نبودهاند. طول عمر متوسط اين لامپها حدود 8000 ساعت است كه تقريبا يكچهارم طول عمر يك تلويزيون معمولي است. با توجه به عدم توانايي اين لامپها در توليد نور كافي، براي صفحات بزرگ از روشهايي مانند كاهش زاويه ديد و كاهش محدوده رنگهاي به نمايش درآمده در ساخت نمايشگرهايي با ابعاد بزرگتر استفاده شده است و به همين علت محققان استفاده از منابع نوري ديگر مانند ليزر را در ساخت اين گروه از نمايشگرها مورد توجه و بررسي قرار دادهاند.
خلق تصاويري واقعي
به گفته جعفري، با توجه به اين كه اين گروه از نظر دانش فني، دسترسي به آزمايشگاههاي مجهز براي انجام آزمايشهاي لازم و همچنين متخصصان علوم ليزر در كشور با محدوديتهاي بسيار زيادي مواجه بودهاند، نمايندگي يكي از شركتهاي آلماني توليد كننده نمايشگرهاي ليزري را پذيرفتهاند تا ضمن ايجاد زمينهاي مناسب براي تجاريسازي محصولات داخلي بتوانند همكاريها و تحقيقات علمي خود را در اين زمينه به ميزان عنوان قابل توجهي افزايش دهند. نمايشگرهاي ليزري با برخورداري از امكان نمايش طول موجهاي مناسب در محدوده وسيعي از رنگهاي استاندارد، تصاوير واقعيتر را در مقابل ديدگان مخاطبان به نمايش درخواهند آورد و حداكثر روشنايي هواكش قابل دستيابي در آنها 6برابر روشنايي ديگر لامپهاي تصوير است. همچنين استفاده از اين فناوري ميتواند در كاهش هزينههاي توليد نقش مهمي داشته باشد و عمر مفيد منبع نوري را به 30 هزار ساعت افزايش دهد.
با توجه به مزاياي اين فناوري، پيشبيني ميشود در آيندهاي نزديك بتوان از ليزر نه تنها در ساخت نمايشگرها بلكه در ساخت بسياري از ابزارهاي الكترونيكي ديگر نيز استفاده كرد. اين نمايشگرها از قابليت كاربرد در صنايع مختلف نظامي، هوا و فضا و خودروسازي نيز برخوردار بوده و ميتوان از آنها به عنوان پردازشگر ليزري مواد براي حكاكي، برش، سوراخكاري و جوشكاري روي فلزات استفاده كرد. علاوه بر اين نورپردازي، ليزرشو، اطلاعرساني و تبليغات ليزري و همچنين نمايشهاي ليزري سه بعدي موزيكال به همراه پخش پيامهاي بازرگاني و فرهنگي نيز از ديگر كاربردهاي اين نمايشگر هستند كه بر خلاف نمايشگرهايي كه در ساخت آنها از نوعي ديود ساطع كننده نور استفاده شده است، ابعاد كمتري دارند و بدون هرگونه محدوديت فضايي در همه محيطهاي باز يا بسته مورد استفاده قرار ميگيرند. انجمن بينالمللي نمايشگرهاي ليزري كه دفتر اصلي آن در ايالات متحده آمريكاست براي توليد اين محصولات از نظر سختافزاري يعني ليزر و اپتيك، نرمافزاري، كنترل و كاربرد فناوري ايمن در سيستمهاي پر قدرت ليزري استانداردهايي را در نظر گرفته و تدوين كرده است كه همه توليدكنندگان براي تجاريسازي محصولات ملزم به رعايت اين استانداردها هستند.
از آنجا كه در كشور ما سازمان انرژي اتمي، متولي امر استانداردسازي محصولات ليزري است، متاسفانه با توجه به مبهم و دستوپاگير بودن اين قوانين، استانداردسازي اين محصولات كمتر مورد توجه قرار گرفته است و به نظر ميرسد لازم باشد سازمان انرژي اتمي در اين زمينه فعالانهتر وارد عمل شود. جعفري در پايان خاطر نشان كرد: به منظور استفاده راحتتر از نمايشگرهاي ليزري، سيستمهاي كنترلكننده ليزري نيز در كشور طراحي و توليد شده است كه علاوه بر داشتن تمامي شاخصهاي مربوط به گرافيك، سرعت، مكان، ترتيب و زمانبندي ميتوانند سيستمهاي نمايشگر ليزري را به آساني تحت كنترل قرار دهند و ارتباط راحتتر كار با سيستمهاي نمايشگر را كه پيش از اين مستلزم آموزش و تخصص بود، امكانپذير سازند.
انتشار تحريك شده تابش
ليزر در حقيقت به معني تقويت نور به روش گسيل القايي تابش است و به وسيلهاي گفته ميشود كه قادر است پرتوهاي نوري موازي باريكي با طول موج مشخص را در محيط منتشر كند. ماده فعال كننده به كار رفته در ساخت ابزارهاي ليزري، پرتوهاي نوري ايجاد شده را تقويت ميكند. اگرچه مبناي اوليه ليزر در سال 1926 از سوي آلبرت اينشتين مطرح شد، اما به وجود آوردن زمينهاي مناسب براي ساخت نخستين ليزر در حوزه صنعت و فناوري مدتزمان زيادي به طول انجاميد. سال 1960 اولين ليزر كه از كاركرد موفقيتآميزي برخوردار بود، از سوي تئودورهيمن ساخته شد و در همان سال نخستين ليزر گازي از سوي فيزيكدان ايراني، علي جوان ساخته شد. جالب است بدانيد اين نور از نظر ماهيت با نور معمولي تفاوتي ندارد و تنها خواص فيزيكي ليزر است كه آن را از ديگر منابع نوري متفاوت ميسازد.
منبع:جام جم
دانلود تولبار جی تاک
