全彩色激光地标灯红绿蓝三原色激光器功率配备

平刚

（青岛华烁光电技术有限公司）

全彩色激光地标灯的光源由红光激光器，蓝光激光器，绿光激光器三台激光器合光组成，通过主板程序控制红绿蓝三台激光器的调制电压，改变各个激光器的出光亮度，使合成的光束呈现全彩色。一台全彩色激光地标灯色彩的好坏，关键看是否能合成D₆₅白光。因为人眼对不同波长的颜色敏感度不同，不同波长的激光器在相同功率下，人眼的亮度感觉完全不同，合成D₆₅白光，红绿蓝的亮度比值是恒定的，所以全彩色激光地标灯要发出D₆₅白光，使用的红绿蓝激光器功率必须严格按一定的比例配备。

首先，我们必须明白激光器出光功率和亮度的关系，因为人眼对不同波长的颜色敏感度不同，不同波长的激光器在相同功率下，人眼的亮度感觉完全不同。正常的人眼对555nm的黄光最敏感，往红光和蓝光方向，敏感度逐渐降低，直到完全看不见的紫外光和红外光，这一特性，由专业的数据来说明，就是视见函数。下图是我们常见激光器的视见函数值，又称光视效率。

从上图可以看出，520nm激光器和532nm激光器虽说都是绿光激光器，但532nm激光器的视见函数值比520nm激光器的视见函数值要高，可以理解为1瓦功率的532nm激光器比1瓦功率的520nm激光器要亮，520nm激光器的亮度要达到1瓦功率的532nm激光器的亮度，其功率要达到1瓦*(0.8849624/0.71)= 1.246425915瓦。

下面，我们具体阐述激光功率和亮度的关系：

光通量Φv和辐射通量Φe可以通过人眼视觉特性进行转换，即

       Φv(λ)=KmV(λ)Φe(λ)

式中，光通量Φv单位是流明，辐射通量Φe单位是瓦，V(λ)是CIE推荐的平均人眼光谱光视效率，其常见波长值见附表。Km是最大光谱光视效能(常数)，Km=683lm/W。

     例如，求1瓦635nm激光的光通量：

根据计算及大量实验，合成标准白光D₆₅时，红、绿、蓝三色激光的亮度比例约为3:6:1，(其计算过程较为复杂，略去)即：

      Φv(R):Φv(G):Φv(B)=3:6:1

换算成功率就是

以我们常用的激光为例:635nm的红光,520nm的绿光和455nm的蓝光合成标准D₆₅白光的功率比值为：

（3/0.27）：（6/0.71）：（1/0.048）：  

≈10:9.5:15

这样，我们就很容易地计算出，30瓦的全彩色激光器，最理想的配置是红光635nm10瓦，绿光520nm6瓦，蓝光455nm15瓦。