舞台激光灯拆解

拆解一台 RGB 全彩舞台激光灯

舞台激光灯本质上是一台颜色引擎:三组激光器经过准直、二向色镜合束、扫描振镜偏转,最后从出光窗口投射成图形;从激光器到出光窗口之间的每一分损耗,最终都要由白点预算来承担。从参考物料清单里选一个子系统,拖到剖视图上,查看参数与对应的目录型号。

这一页怎么用
  1. 1从物料清单里选一个部件。
  2. 2拖到模块图上,或者直接点击卡片。
  3. 3查看它的职责、关键参数,以及承载这些参数的型号。

物料清单

每个部件,一份光学预算。把卡片拖到图上,或者直接点击,旁边的面板会显示该部件的参数。

RGB 舞台激光灯的教学剖视图:左侧是三组激光器与准直镜筒,中间是二向色镜合束组,右侧是扫描振镜与输出光学,下方是驱动板与电源,整机装在带通风结构和 U 型支架的机壳内

把部件拖到这里 也可以点击物料清单中的卡片

教学剖视图,不是装配图。左侧为激光器组,中间为合束二向色镜,右侧为扫描与投射光学,下方为驱动与电源。

图中器件位置为讲解示意,不是装配图:位置与拆解结构仅供参考,参数数值以所链接的规格书为准。

逐个部件的参数

与交互视图完全一致的数值,以可阅读、可搜索、可引用的表格呈现。

450 nm 蓝光激光器 颜色光源

决定色域的蓝端,也是第一片二向色镜的装调参考。在混白光时,蓝光通道的视觉效率通常最低,因此它的光束质量与稳定性比标称功率更重要。

450 nm 蓝光激光器 - 5 - 5.5 W 准直 | 可选光纤与装调款
波长范围 430 - 463 nm
额定输出 CW 5 - 5.5 W per emitter
本线可选功率 5 - 5.5 W collimated | 3 W fibre | 30 mW reference
封装 TO9 / LD bank (8 x LD + collimation)
光纤传输 400 µm 多模,SMA(3 W 款)
装调光源 30 mW 单模,FC/PC
舞台整机功率等级 准直光源 | 光纤模块

520 nm 绿光激光器组 颜色光源

承担大部分视觉亮度,因此这里的少量损耗会在投射画面里直接看见。合束二向色镜要透过或反射整个 510 - 532 nm 波段,而不同货源在该波段内的峰值差异,正是白点微调需要吸收的部分。

520 nm 绿光激光器组 - 多模准直光源或光纤耦合模块
波长范围 510 - 532 nm
额定输出 CW 1 - 1.5 W per emitter / 13.5 W bank
工作模式 CW
封装 TO9 / TO90 / LD bank
光束 准直输出;整形后可得到方形或线形光斑
工作壳温 0 to +60
合格货源 3 家 - 夏普、海思、日亚
各货源参数离散度 各货源峰值波长 510 – 532 nm;阈值电流 0.10 – 0.32 A;额定输出下工作电流 1.4 – 2.0 A。

638 nm 红光激光器组 颜色光源

提供红色基色;在混白光时,红光也是最容易被削减而肉眼不易察觉的一路。因此容易倾向于压低红光功率;更合理的取舍通常是选更大的红色发光区并降低散热温度,因为合束镀膜边界与扫描口径本来就被另外两路限定。

638 nm 红光激光器组 - 准直光源或单模光纤耦合模块
波长范围 632 - 644 nm
额定输出 CW 500 mW - 1 W
工作模式 CW
封装 TO56
光束 准直输出;整形后可得到方形或线形光斑
工作壳温 -10 to +40
合格货源 3 家 - 夏普、三菱电机、海思
各货源参数离散度 各货源峰值波长 632 – 644 nm;阈值电流 90 – 180 mA;额定输出下工作电流 660 – 1200 mA。

快轴压缩与准直镜组 光束整形

决定所有下游光学看到的光束高度与发散角。如果三个通道离开这一级时高度不同,合束镜只能对准其中一种颜色;如果发散角不同,光斑在扫描场内不同位置会长得不一样,白点也会随扫描角变化。

快轴压缩与准直镜组 - 快轴压缩、准直与光束整形
整形通道 450 nm | 520 nm | 638 nm
功能 快轴压缩、准直与指向调整
透镜配置 FAC + 准直镜,每色一组 由你的设计决定
镀膜波段 可见光宽带:待确认 由你的设计决定
出射发散角 装配后实测 由你的设计决定
出射光束尺寸 装配后实测 由你的设计决定
安装方式 可调运动学支架 由你的设计决定

RGB 二向色镜合束组 颜色合束

把三份独立的颜色预算合并成一份白点预算。这里的每一次反射与透射损耗都随波长变化,因此即使红光激光器仍在满功率,638 nm 处低 2 % 的镀膜效率也会改变颜色平衡。

RGB 二向色镜合束组 - 两至三片二向色镜共轴合束
合束形式 共轴二向色镜组 由你的设计决定
合束通道 450 nm | 520 nm | 638 nm
镀膜边界 按实测光源波段确定 由你的设计决定
透射 / 反射损耗 分通道实测 由你的设计决定
通光口径 按光束尺寸确定 由你的设计决定
装调公差 按振镜口径确定 由你的设计决定
功能 把三种颜色合到同一根轴上

扫描振镜与输出光学 光束偏转

决定扫描场、场内光斑尺寸与最大角速度。只在合束组里合适、却充满振镜镜面的光束,会在扫描边缘丢功率并切掉图形;光束过小,则光斑发散得比投射镜头能校正的更快。

扫描振镜与输出光学 - 两轴振镜、中继与出光窗口
扫描形式 两轴检流计振镜 由你的设计决定
扫描角 按投射镜头确定 由你的设计决定
扫描速度 按图形与 ILDA 信号确定 由你的设计决定
输入口径 按合束光束确定 由你的设计决定
镜面镀膜 可见光宽带:待确认 由你的设计决定
输出光学 中继 / 扩束与出光窗口 由你的设计决定
安全光闸 按整机激光等级配置 由你的设计决定

激光驱动与调制板 驱动电子

决定每只发光单元的工作点。满功率稳定、5 % 时噪声很大的驱动器,会让调光曲线的低端发脏;没有硬限流的驱动器,则可能在扫描故障时损坏激光器。保护本身也是颜色性能的一部分,而不是一项独立的安全功能。

激光驱动与调制板 - 三色通道 + 扫描与安全逻辑
颜色通道 3: 450 nm | 520 nm | 638 nm
调制方式 模拟或 PWM:待确认 由你的设计决定
控制接口 DMX / ILDA / 自定义:待确认 由你的设计决定
电流稳定性 按壳温范围实测 由你的设计决定
保护 过流、过温、互锁 由你的设计决定
消隐 按扫描速度确定 由你的设计决定
功能 驱动、调制并保护三个颜色通道

电源与散热系统 供电与热管理

把发光单元维持在稳定的壳温。波长漂移与输出功率都随温度变化,而且三色变化并不相等;如果散热设计让红色激光排比绿色更热,即使每一路驱动电流都恒定,整场演出中的白点也会变化。

电源与散热系统 - 交流输入、直流母线、散热器与风扇
输入电源 按整机铭牌确定 由你的设计决定
直流母线 驱动与扫描母线:待确认 由你的设计决定
散热方式 散热器配风扇或管道风冷 由你的设计决定
温控 可选 TEC;必须布置壳温传感器 由你的设计决定
工作温度 按整机确定 由你的设计决定
噪声 在观众位置实测 由你的设计决定
功能 供电、散热,并把颜色通道稳定在工作点

外壳、通风结构与安装支架 机械结构

把光学基座变成产品。风扇振动、支架形变与机壳热膨胀都会传到对准上;一个足够坚固、能承受运输,却把风扇振动传给振镜的机壳,会在投射图形上表现为抖动。

外壳、通风结构与安装支架 - 钣金机壳、出光窗口与 U 型支架
材料与表面处理 钣金:待确认 由你的设计决定
出光窗口 450 - 660 nm 增透:待确认 由你的设计决定
出光口径 按最大扫描角确定 由你的设计决定
安装方式 U 型支架,俯仰可锁定 由你的设计决定
风路 进排风与光束路径分离 由你的设计决定
尺寸与重量 按光学基座确定 由你的设计决定
防护等级 待确认并测试 由你的设计决定

本页每一个参数都取自渲染所链接产品页的同一条产品记录,两者不会互相矛盾。

承载这些参数的型号

下面的每个数字都取自渲染产品页所用的同一条记录,本页没有二次录入。

从三只激光器到一束白光

蓝光采用 RGB 舞台灯真正使用的 450 nm:主通道为 5 - 5.5 W 准直光源,需要光纤传输时选 3 W / 400 µm 光纤模块,装调再用 30 mW 单模参考款。520 nm 有单管 1 - 1.5 W(整排 13.5 W)准直光源和 50 mW 光纤模块;638 nm 覆盖 0.5 - 1 W 准直光源以及 70 / 100 mW 光纤耦合模块。舞台灯是一台颜色引擎,三路要放在同一份颜色预算里计算,不能当成可互换的功率档位。

发颜色预算,不只发波长

告诉我们每个颜色的出光功率、目标白点、扫描角与出光口径,我们据此倒推所需光源、合束镀膜边界与整机热设计。

咨询工程师