Инфракрасный свет для беспроводной зарядки

Представьте, что вы идете в аэропорт или в продуктовый магазин, и ваш смартфон автоматически начинает заряжаться. Однажды это может стать реальностью благодаря новой системе беспроводной лазерной зарядки, которая преодолевает те проблемы, которые препятствовали предыдущим попыткам разработать безопасные и удобные системы зарядки на ходу.

«Возможность беспроводного питания устройств может избавить от необходимости носить с собой кабели питания для телефонов или планшетов», — сказал руководитель исследовательской группы Джинён Ха из Университета Седжонг в Южной Корее.

В Optics Express исследователи описывают свою новую систему, которая использует инфракрасный свет для безопасной передачи высоких уровней мощности. Лабораторные испытания показали, что он может передавать свет мощностью 400 мВт на расстояние до 30 метров. Этой мощности достаточно для зарядки датчиков, а при дальнейшем развитии ее можно будет увеличить до уровня, необходимого для зарядки мобильных устройств.

Было изучено несколько методов беспроводной передачи энергии на большие расстояния. Однако передавать достаточно энергии на метровые расстояния оказалось трудно. Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи оптимизировали метод, называемый распределенной лазерной зарядкой, который в последнее время привлек больше внимания, поскольку обеспечивает безопасное мощное освещение с меньшими потерями света.

Чтобы продемонстрировать систему, исследователи установили 30-метровое расстояние между передатчиком и приемником. Передатчик был сделан из оптического источника усилителя, легированного эрбием, а блок приемника включал ретрорефлектор, фотогальванический элемент, который преобразует оптический сигнал в электрическую энергию, и светодиод, который загорается при подаче энергии. Этот приемник размером примерно 10 на 10 миллиметров можно было легко интегрировать в устройства и датчики.

Результаты экспериментов показали, что одноканальная беспроводная система передачи оптической мощности может обеспечить оптическую мощность 400 мВт при ширине линии канала 1 нм на расстоянии 30 метров. Фотогальваника преобразовала это в электрическую мощность 85 мВт. Исследователи также показали, что система автоматически переключалась в безопасный режим передачи энергии, когда линия обзора прерывалась рукой человека. В этом режиме передатчик излучал свет невероятно низкой интенсивности, не представляющий опасности для людей.

Теперь, когда они продемонстрировали систему, исследователи работают над тем, чтобы сделать ее более практичной. Например, можно повысить эффективность фотогальванического элемента, чтобы лучше преобразовывать свет в электроэнергию. Они также планируют разработать способ использования системы для одновременной зарядки нескольких приемников.

Комментарии: