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新型激光功率轉(zhuǎn)換器可以將電力傳輸?shù)礁h的遠程目的地

作者:渥太華大學 時間:2025-06-25 來源: 收藏

從智能電網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng),現(xiàn)代世界越來越依賴電子設(shè)備之間的連接。得益于渥太華大學的研究人員,這些設(shè)備現(xiàn)在可以同時通過簡單的光纖進行長距離連接和供電,即使在最惡劣的環(huán)境中也是如此。

本文引用地址:http://www.bjwjmy.cn/article/202506/471667.htm

光子功率轉(zhuǎn)換器(將激光轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備)的發(fā)展向前邁出了重要一步,可以將激光驅(qū)動的遠程電源解決方案集成到現(xiàn)有的光纖基礎(chǔ)設(shè)施中。反過來,這可以為在偏遠地區(qū)和極端情況下改善連接和更可靠的通信鋪平道路。

“在傳統(tǒng)的光纖供電系統(tǒng)中,大部分激光都會丟失,”渥太華大學 SUNLAB 的 Karin Hinzer 教授解釋說,該研究所與德國弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所合作進行了這項研究?!坝辛诉@些新設(shè)備,光纖可以更長?!?/p>

為了解決這個問題,SUNLAB 研究人員開發(fā)了一種仿真模型,用于在用于電信的紅外波長下工作的多結(jié)光子功率轉(zhuǎn)換器,該轉(zhuǎn)換器在光纖中每公里的衰減損耗很低。“制造的設(shè)備在超過一公里的距離上顯示出功率和數(shù)據(jù)傳輸?shù)娘@著改進,而傳統(tǒng)系統(tǒng)是不可行的,”發(fā)表在 Cell Reports Physical Science 上的論文的第一作者 Gavin Forcade 補充道。

集成功率和光纖傳感器

術(shù)語“多結(jié)”是指這些器件是通過堆疊許多吸收光的半導體結(jié)構(gòu)成的,這導致更多的總激光被轉(zhuǎn)化為電能,從而能夠達到更高的效率和電壓。使用這個模型,該團隊能夠設(shè)計和制造一個光子功率轉(zhuǎn)換器,在其最大功率點產(chǎn)生超過 2 伏的電壓,效率超過 53%。

在電信波長上采用光子功率轉(zhuǎn)換器可以帶來更可靠的電信網(wǎng)絡(luò),通過提高系統(tǒng)性能來降低成本,并創(chuàng)建更快、更強大的網(wǎng)絡(luò),這可能使許多技術(shù)受益,例如:

  • 智能電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)

  • 防雷風力渦輪機葉片監(jiān)測傳感器

  • 飛機上的無火花燃油表

  • 用于物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的分布式傳感器

  • 遠程攝像機鏈接

  • 水下傳感器

  • 自由空間中的激光功率,使未來的應(yīng)用成為可能,例如同時為無人機、衛(wèi)星和月球飛行器供電和通信。

“這可以提高智能電網(wǎng)的高壓和監(jiān)控傳感器的功率,而不會有雷電故障的風險,它可以降低危險環(huán)境中的火花風險,并可能同時將電力和數(shù)據(jù)傳輸?shù)浆F(xiàn)有光纖基礎(chǔ)設(shè)施上的遠程設(shè)備,”能源光子器件大學研究主席 Hinzer 補充道。

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