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激光无线能量传输接收系统二次聚光研究

孟祥翔 申景诗 石德乐 郭春辉 吴世臣 程坤 徐波

孟祥翔, 申景诗, 石德乐, 郭春辉, 吴世臣, 程坤, 徐波. 激光无线能量传输接收系统二次聚光研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(7): 705001-0705001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0705001
引用本文: 孟祥翔, 申景诗, 石德乐, 郭春辉, 吴世臣, 程坤, 徐波. 激光无线能量传输接收系统二次聚光研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(7): 705001-0705001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0705001
Meng Xiangxiang, Shen Jingshi, Shi Dele, Guo Chunhui, Wu Shichen, Cheng Kun, Xu Bo. Secondary concentration of laser wireless power transmission receiving system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(7): 705001-0705001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0705001
Citation: Meng Xiangxiang, Shen Jingshi, Shi Dele, Guo Chunhui, Wu Shichen, Cheng Kun, Xu Bo. Secondary concentration of laser wireless power transmission receiving system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(7): 705001-0705001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0705001

激光无线能量传输接收系统二次聚光研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0705001
基金项目: 

国家高技术研究发展计划(2015AA7046305)

详细信息
    作者简介:

    孟祥翔(1988-),男,工程师,博士,主要从事激光光学系统方面的研究。Email:mengxx326@126.com

  • 中图分类号: V423.44

Secondary concentration of laser wireless power transmission receiving system

  • 摘要: 为了克服激光无线能量传输接收系统中聚焦光斑能量分布不均匀、光斑形状不匹配的缺陷,设计并加工了一种梯形二次聚光器。依据边缘光线理论分析了梯形二次激光器的设计原理,利用Tracepro软件进行了仿真,采用直角梯形拼接的方法加工成梯形二次聚光器。在激光无线传能系统中对梯形二次聚光器进行了实验研究,对比了菲涅耳透镜单次聚光和与梯形二次聚光器组合聚光时对激光电池效率的影响。实验得出,在激光电池接收功率一致的情况下,菲涅耳透镜与梯形二次聚光器组合产生的聚焦光斑能使激光电池的转换效率值提高6%~7%;在计入二次聚光器损耗后,激光电池的转换效率值提高2%~3%。结果表明:梯形二次聚光器的使用可以提升激光无线传能系统接收端的性能。
  • [1] Mijin Choi, Jung-Ryul Lee, Chan-Yik Park. Development of a laser-powered wireless strain gauge device using a continuous-wave laser and photovoltaic cell[J]. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 2016, 27(17):2333-2343.
    [2] Brown W C. The history of wireless power transmission[J]. Solar Energy, 1996, 56(1):3221.
    [3] He Tao, Yang Suhui, Miguel Angel Munoz, et al. High power high efficiency laser power transmission at 100 m using optimized multi-cell GaAs converter[J]. Chin Phys Lett, 2014, 31(10):104203.
    [4] Li Zhenyu, Shi Dele, Shen Jingshi, et al. Laser wireless power transmission technology[J]. Space Electronic Technology, 2013(3):71-76. (in Chinese)
    [5] Nobuki Kawashima, Kazuya Takeda. Laser energy transmission for a wireless energy supply to robots[J]. Robotics and Automation in Construction, 2008, 10:373-380.
    [6] Yang Shangfei, Lin Longxin. Key technology and application prospect of laser beaming motivation[J]. Laser Infrared, 2014, 44(5):477-481. (in Chinese)
    [7] Chen Qi, Zhang Dechen, Zhu Dandi, et al. Design and experiment for realization of laser wireless power transmission for small unmanned aerial vehicles[C]//SPIE, 2015, 9671:96710N.
    [8] Liu Xiaoguang, Hua Wenshen, Liu Xun, et al. Factors influencing efficiency of laser wireless power transmission system for micro-unmanned aerial vehicles[C]//SPIE, 2014, 9294:929403.
    [9] Victor Victorovich Apollonov. Laser source for wireless power transmission in space[J]. Open Access Library Journal, 2015, 2:e1931.
    [10] Wang Li, Hou Xinbin. Key technologies and some suggestions for the development of space solar power station[J]. Spacecraft Environment Engineering, 2014, 31(4):343-350. (in Chinese)
    [11] Zhang Jiande, Guo Chunhui, Yu Hongfei. Research on receiver device for laser power transmission[J]. Spacecraft Engineering, 2015, 24(1):13-17. (in Chinese)
    [12] Zhang Li. Design of Fresnel concentrating optical system with high homogeneity of energy distribution[D]. Hang zhou:China Jiliang University, 2013:32-38. (in Chinese)
  • [1] 任嘉欣, 李隆, 李昕阳, 杨恒鑫, 纪玉潇, 张春玲.  激光二极管端泵方形Tm:YAG复合晶体的热效应 . 红外与激光工程, 2024, 53(3): 20230717-1-20230717-10. doi: 10.3788/IRLA20230717
    [2] 孟祥翔, 尚涵, 辛明瑞, 王旭东, 邱明杰.  激光无线能量传输发射光学系统研制 . 红外与激光工程, 2023, 52(9): 20230115-1-20230115-7. doi: 10.3788/IRLA20230115
    [3] 孙志宇, 陆健, 张宏超, 李广济, 谢知健.  激光传能协同信号传输下的太阳能电池性能测试 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210888-1-20210888-8. doi: 10.3788/IRLA20210888
    [4] 常浩, 陈一夫, 周伟静, 郭威.  纳秒激光脉冲辐照太阳能电池损伤特性及对光电转化的影响 . 红外与激光工程, 2021, 50(S2): 20210296-1-20210296-8. doi: 10.3788/IRLA20210296
    [5] 焦飞宇, 文尚胜, 马丙戌, 张博, 姜昕宇, 卢允乐, 黄玮钊, 吴启保.  高空间照明均匀度植物光源系统的设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20200119-1-20200119-12. doi: 10.3788/IRLA20200119
    [6] 李娟, 俞浩, 虞天成, 苟于单, 杨火木, 王俊.  用于无线能量传输的高效率半导体激光器设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20210147-1-20210147-8. doi: 10.3788/IRLA20210147
    [7] 蔺淑琴, 张继前, 朱新蕾, 王飞, 蔡阳健, 余佳益.  非均匀关联光束在湍流中的单模光纤耦合效率(特邀) . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201049-1-20201049-7. doi: 10.3788/IRLA20201049
    [8] 陈一夫, 常浩, 周伟静, 于程浩.  脉冲激光辐照太阳能电池响应及光电转化影响 . 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200262-20200262. doi: 10.3788/IRLA20200262
    [9] 张博, 文尚胜, 马丙戌, 焦飞宇, 姜昕宇, 卢允乐, 黄玮钊, 吴启保.  双光源模块高空间照明均匀度植物光源的设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200106-20200106. doi: 10.3788/IRLA20200106
    [10] 周振辉, 徐向晏, 刘虎林, 李岩, 卢裕, 钱森, 韦永林, 何凯, 赛小锋, 田进寿, 陈萍.  高量子效率InP/In0.53Ga0.47As/InP红外光电阴极模拟 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 221002-0221002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0221002
    [11] 刘石, 张利云, 孙高飞, 张国玉, 张健, 王凌云, 王文鹏.  大光斑高均匀度发散式太阳模拟器设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 418005-0418005(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0418005
    [12] 南航, 张鹏, 佟首峰, 马婷婷, 仝光恒, 曹海帅, 范雪冰.  光斑尺寸偏差和光轴偏转对空间光混频器混频效率的影响分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 422001-0422001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0422001
    [13] 孙浩, 周大勇, 张宏超, 陆健.  连续激光供能单结GaAs光电池输出特性仿真 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1003006-1003006(8). doi: 10.3788/IRLA201751.1003006
    [14] 吴政南, 谢江容, 杨雁南.  光强均匀度对GaAs电池组光电转换效率的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 606001-0606001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0606001
    [15] 宋德, 石峰, 李野.  基底均匀掺杂下EBAPS电荷收集效率的模拟研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 203002-0203002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0203002
    [16] 刘晓光, 华文深, 刘恂, 郭彤.  激光供能无人机光伏接收器效率优化方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 306002-0306002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0306002
    [17] 赖丽萍, 庄其仁, 刘士伟, 胡奕彬.  用于LED 平板灯面板均匀照明的自由曲面透镜设计与实现 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 561-566.
    [18] 王锋, 罗建军, 李明, 邓玥.  激光光斑整形算法 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3937-3940.
    [19] 杨成华, 张勇, 赵远.  基于点阵照明的APD阵列外差激光雷达外差效率的提高 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3269-3275.
    [20] 张祥金, 郭婧, 张合.  激光定距引信远场光斑的压缩整形 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1453-1457.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-11-10
  • 修回日期:  2016-12-20
  • 刊出日期:  2017-07-25

激光无线能量传输接收系统二次聚光研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0705001
    作者简介:

    孟祥翔(1988-),男,工程师,博士,主要从事激光光学系统方面的研究。Email:mengxx326@126.com

基金项目:

国家高技术研究发展计划(2015AA7046305)

  • 中图分类号: V423.44

摘要: 为了克服激光无线能量传输接收系统中聚焦光斑能量分布不均匀、光斑形状不匹配的缺陷,设计并加工了一种梯形二次聚光器。依据边缘光线理论分析了梯形二次激光器的设计原理,利用Tracepro软件进行了仿真,采用直角梯形拼接的方法加工成梯形二次聚光器。在激光无线传能系统中对梯形二次聚光器进行了实验研究,对比了菲涅耳透镜单次聚光和与梯形二次聚光器组合聚光时对激光电池效率的影响。实验得出,在激光电池接收功率一致的情况下,菲涅耳透镜与梯形二次聚光器组合产生的聚焦光斑能使激光电池的转换效率值提高6%~7%;在计入二次聚光器损耗后,激光电池的转换效率值提高2%~3%。结果表明:梯形二次聚光器的使用可以提升激光无线传能系统接收端的性能。

English Abstract

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