想象一下,走进机场或杂货店,你的智能手机会自动开始充电。由于一种新的无线激光充电系统克服了一些挑战,这些挑战有朝一日可能会成为现实,这些挑战阻碍了以前开发安全便捷的移动充电系统的尝试。
“无线供电设备的能力可以消除为我们的手机或平板电脑随身携带电源线的需要,”韩国世宗大学的研究小组负责人说。“它还可以为各种传感器供电,例如物联网(IoT)设备和用于监控制造工厂过程的传感器。
研究人员描述了他们的新系统,该系统使用红外光安全地传输高水平的功率。实验室测试表明,它可以在长达30米的距离内传输400 mW的光功率。这种功率足以为传感器充电,并且随着进一步的发展,它可以提高到为移动设备充电所需的水平。
已经研究了几种用于远程无线电力传输的技术。然而,很难在米级距离内安全地发送足够的电力。为了克服这一挑战,研究人员优化了一种称为分布式激光充电的方法,该方法最近为该应用赢得了更多的关注,因为它提供了安全的高功率照明和更少的光损失。
“虽然大多数其他方法要求接收设备位于特殊的充电座中或静止,但只要发射器和接收器在彼此的视线范围内,分布式激光充电就可以实现自对准而无需跟踪过程,”研究人员说。“如果物体或人挡住了视线,它也会自动切换到安全的低功耗传输模式。
走得更远
分布式激光充电的工作原理有点像传统的激光器,但不是将激光腔的光学元件集成到一个设备中,而是将它们分离成发射器和接收器。当发射器和接收器在视线范围内时,它们之间在空气或自由空间上形成激光腔,使系统能够提供基于光的功率。如果障碍物切断了发射器-接收器的视线,系统会自动切换到电源安全模式,从而实现空中无危险的电力输送。