Подготовлено по материалам исследований 2002- 2007 гг. Бюро научно-технических переводов «Физтех-Лингво».
В последние десятилетия проекционные системы отображения информации с использованием современных информационных технологий демонстрируют достаточно бурное развитие
Исследования, проводимые в этой области, являются весьма и весьма актуальными. Самой главной задачей здесь является представление информации большому числу потребителей. Такие системы оказываются незаменимыми в системах управления различных отраслей и сфер, в ситуационно-аналитических центрах органов государственной власти, в системах контроля и автоматизированного управления технологическими процессами, в информационных системах различного назначения (обучения, видеоконференции, презентации и др.).
В России такая аппаратура для качественного отображения информации практически не производится и в основном завозится из-за рубежа.
Тем не менее, проекционные системы отображения информации на основе лазерных кинескопов не имеют аналогов в мире, при этом на сегодняшний день сохранена технология для их производства в России. Использование лазерных кинескопов с высоким разрешением в системах отображения информации позволяет достичь теоретической разрешающей способности до 4000 элементов на строку. Такая разрешающая способность и световой выход позволяют получить качество изображения, сопоставимое с изображением на 70-мм кинопленке при достаточно высокой яркости изображения. По сравнению с лазерными проекционными системами, использующими сложные механические системы формирования изображения (например, газовые и твердотельные системы), проекционные системы на основе лазерных кинескопов имеют достаточный запас по актуальности и новизне. И на сегодняшний день проведение исследований с целью создания отечественных проекционных систем отображения информации, не имеющих аналогов в мире, является актуальной задачей.
Как известно, улучшение разрешающей способности систем на обычных (нелазерных) кинескопах может быть достигнуто либо за счет уменьшения размера электронного пятна возбуждения, либо увеличения диаметра самой трубки. Первое ограничение приводит к снижению светового потока, а второе - к резкому усложнению проецирующей изображение оптики. Лазерные кинескопы (ЛЭЛТ), при определенных условиях, позволяют избежать указанных недостатков.
В традиционных лазерных кинескопах используются различные способы возбуждения полупроводниковой мишени сканирующим пучком ускоренных электронов с распределением плотности тока в пучке, которое близко к гауссову. При таком способе возбуждения лазерного экрана волновой фронт оказывается не плоским, а сферическим, что приводит к значительной расходимости поля основной и высших мод лазерного кинескопа по сравнению с расходимостью эквивалентного гауссового пучка. Высокая расходимость излучения ведет к значительным потерям излучения при его вводе в оптическую систему, снижению разрешающей способности при использовании лазерного электронно-лучевого прибора в системах отображения информации или растровой оптической микроскопии.
Для уменьшения расходимости излучения лазерного кинескопа, связанной с возникновением тепловой линзы в кристалле полупроводника под действием пучка электронов, был предложен оперативный способ коррекции волнового фронта излучения путем изменения геометрии электронного пучка накачки (патент № 2126575, удостоен серебряной и бронзовыми медалями на салонах изобретений в г. Женеве, 1999 и в г. Брюсселе, 2000 г.).
Результаты расчета диаграммы направленности при различных параметрах электронного пучка показали, что данный способ возбуждения позволяет уменьшить расходимость излучения полупроводникового лазера с электронной накачкой в 2,5 – 3 раза, по сравнению с традиционным гауссовым профилем возбуждения, что позволяет обеспечить более эффективный ввод лазерного излучения от лазерного кинескопа в оптический объектив или световод и, следовательно, увеличить яркость и разрешающую способность проекционной системы, вплоть до 4000 пикселей. Выбранная модель и произведенные расчеты достаточно хорошо согласуются с имеющимися теоретическими и экспериментальными данными для предельных случаев.