Когда-нибудь мы сможем заряжать наши телефоны и планшеты без проводов по воздуху благодаря разрабатываемым технологиям такого рода.
Исследователи использовали инфракрасный лазер для передачи 400 мВт световой мощности на расстояние до 30 метров. Этого достаточно для зарядки небольших датчиков. Создатели технологии уверены, что позднее мощности можно будет повысить и разработать "луч" для зарядки более крупных устройств, таких как смартфоны.
Всё это делается совершенно безопасным способом — когда лазер не используется, он переходит в режим пониженной мощности. То есть выжигать глаза и внутренние органы домашним животным он без разрешения не должен. Шутка.
Технический термин для этой технологии — распределённая лазерная зарядка, и конкретный тип, разработанный учёными на этот раз, оказался более безопасным и способным пойти дальше, чем предыдущие эксперименты с аналогичными технологиями беспроводной передачи энергии.
«В то время как большинство других подходов требуют, чтобы приёмное устройство находилось в специальной зарядной подставке или было стационарным, распределённая лазерная зарядка позволяет выполнять самовыравнивание, пока передатчик и приёмник просто находятся в прямой видимости друг друга», — говорит инженер-электрик Джиньонг Ха из Университета Седжон в Южной Корее.
Обычно отражающие свет компоненты, составляющие лазерный резонатор, должны располагаться вместе в одном устройстве. Здесь же они разделены на передатчик и приёмник, что означает, что лазерный резонатор формируется в пространстве между ними, пока передатчик и приёмник 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 приёмника. Последний был снабжен фотогальваническим элементом для преобразования светового сигнала в электрическую энергию.
Размером всего 10 мм на 10 мм этот приёмник достаточно мал, чтобы поместиться в компактные устройства, такие как датчики (чего-нибудь, влажности или температуры, например). Обычно это небольшие устройства - составляющие "умного" дома, такие как датчики движения. Их можно будет заряжать по такой беспроводной сети.
Однажды вы могли бы войти в аэропорт и подзарядить свой телефон, пока вы им пользуетесь — никаких кабелей или вилок не потребуется, мечтают корейцы. Однако, прежде чем это произойдёт, команде придётся увеличить уровень энергии, которую система способна передавать.
Это может быть достигнуто за счёт модернизации фотогальванического элемента в приёмнике, чтобы он мог преобразовывать больше лазерного света в электричество. Ещё одно потенциальное улучшение может заключаться в том, чтобы было несколько приёмников одновременно.
Лазер с основной длиной волны 1550 нанометров находится в самой безопасной части инфракрасного спектра и не может повредить кожу или глаза человека. Учёные Южной Кореи внесли ряд дополнительных усовершенствований, чтобы повысить эффективность системы и обеспечить передачу как можно большего количества энергии.
«В блок приёмника мы включили ретрорефлектор со сферической линзой, чтобы облегчить 360-градусное выравнивание передатчика и приёмника, что максимально увеличило эффективность передачи энергии», — поясняет Ха.
«Экспериментально мы обнаружили, что общая производительность системы зависит от коэффициента преломления шаровой линзы, при этом коэффициент преломления 2,003 является наиболее эффективным», - добавляет физик.
Данная технология, конечно, ещё находится на ранней стадии развития, но беспроводная передача энергии может оказаться полезной не только для подзарядки многочисленной персональной электроники — она также может иметь огромное значение для промышленности, где сложно прокладывать кабели или по разным причинам обслуживать их.
«Использование лазерной системы зарядки для замены шнуров питания на заводах поможет сэкономить на обслуживании и расходниках», — уверен Ха. Но, как нам кажется, это уже совершенно другая история.
Научная статья корейцев была опубликована в издании Optics Express.
Мы пишем про достижения науки, суперсовременные технологии и их внедрение, рассказываем о том, каким будет будущее.
Если вам нравятся наши новости, подписывайтесь на наш канал и не забывайте ставить лайки. Эти нехитрые действия помогают нам в развитии и сборе средств для финансирования проекта.
Также наши сообщества есть в Telegram, Twitter*, ВК, Facebook*, "Одноклассниках". Приходите, если вы бываете там чаще, чем на Дзене. Ищите нас по названию "Восемь красных линий".
*запрещены или заблокированы в РФ.
