Исследователи только что передали энергию по беспроводной сети через 98 футов разреженного воздуха
Однажды мы сможем заряжать наши телефоны и планшеты по беспроводной сети благодаря недавно разработанной технологии.
Исследователи использовали инфракрасный лазерный свет для передачи световой мощности 400 мВт на расстояние до 30 метров ( 98 футов). Этого заряда достаточно для зарядки небольших датчиков, хотя со временем его можно будет разработать и для зарядки более крупных устройств, таких как смартфоны.
Все это делается совершенно безопасным способом — лазер возвращается к режим низкого энергопотребления, когда он не используется.
Технический термин для этого — распределенная лазерная зарядка, и конкретный тип, разработанный здесь, оказался более безопасным и способным пойти дальше, чем предыдущие эксперименты с аналогичным видом беспроводной передачи энергии. технологий.
«В то время как большинство других подходов требуют, чтобы принимающее устройство находилось в специальной зарядной подставке или было стационарным, распределенная лазерная зарядка обеспечивает самовыравнивание без отслеживания процессов, пока передатчик и приемник находятся в на линии прямой видимости друг друга», — говорит инженер-электрик Джиньонг Ха из Университета Седжон в Южной Корее.
Обычно отражающие свет компоненты составляют резонатор лазера будут вместе на одном устройстве. Здесь они разделены на передатчик и приемник, что означает, что лазерный резонатор формируется в пространстве между ними, пока передатчик и приемник находятся в поле зрения друг друга.
В экспериментальной установке , усилитель-передатчик, специально обработанный серебристо-белым металлом под названием эрбий, был установлен в 30 метрах от приемника, который был оснащен фотогальваническим элементом для преобразования светового сигнала в электрическую энергию.
Всего в 10 миллиметрах от приемника. Этот приемник размером 10 миллиметров (0,4 дюйма на 0,4 дюйма) достаточно мал, чтобы поместиться в компактные устройства, такие как датчики. Например, таким образом можно заряжать по беспроводной связи небольшие устройства для умного дома, такие как датчики движения или температуры.
Однажды вы могли войти в в аэропорту и заряжайте телефон во время его использования — никаких кабелей или вилок не требуется. Однако прежде чем это произойдет, команде придется увеличить уровень энергии, которую система способна передавать.
Частью этого процесса может быть модернизация фотогальванического элемента в приемнике, чтобы он мог преобразовывать больше лазерного света в электричество. Другим потенциальным улучшением может быть возможность одновременной работы установки с несколькими приемниками.
С центральной длиной волны 1550 нанометров лазер находится в самой безопасной части инфракрасного спектра и не может повредить кожи или глаз человека. Ученые внесли ряд дополнительных усовершенствований, чтобы повысить эффективность системы и обеспечить передачу как можно большего количества энергии.
«В блоке приемника мы включили ретрорефлектор со сферической линзой, чтобы облегчить обзор на 360°. выравнивание передатчика и приемника в градусах, что максимизировало эффективность передачи энергии», — говорит Ха.
«Мы экспериментально обнаружили, что общая производительность системы зависит от показателя преломления шаровой линзы, при этом показатель преломления 2,003 соответствует показателю преломления. самая эффективная.»
Эта технология еще только начинается, но беспроводная передача энергии может оказаться полезной не только для персональной электроники, но и для промышленной среды, где трудно проложить кабели. собирать или обслуживать.
«Использование лазерной системы зарядки для замены шнуров питания на фабриках может сэкономить на обслуживании и расходах на замену», — говорит Ха.
«Это может быть особенно полезно в суровые условия, где электричество l соединения могут создавать помехи или представлять опасность возгорания.»
Исследование опубликовано в Optics Express.
