国内无线能量传输有新进展 手机平板有望实现隔空充电

把能量发射器装在吸顶灯上，整个房间随处可以给手机、平板、手提、投影仪等设备隔空充电？最近，上海科学家将这种近乎科幻的能量传输方式的技术雏形，带到了现实中。

中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室与同济大学电子与信息工程学院研究人员合作，开展了基于全固态激光器的谐振光束无线充电技术研究，实现了2瓦电功率、2.6米的无线能量传输，并研究了能量传输范围内的能量传输效率。相关成果发表于日前出版的IEEE（美国电气和电子工程师协会）物联网期刊上。

物联网、航空航天、消费电子等技术的蓬勃发展对电子设备的高性能、可移动、易便携等性能提出了越来越高的要求。需要随身携带充电线并寻找充电插座，为电子设备的使用造成了很多不便，因此无线能量传输技术受到了广泛关注。

现有的无线能量传输技术主要有两种，但都不尽如人意。一种是近场无线能量传输，现在常被用于电动牙刷、电动剃须刀、智能手机等电子设备。由于该技术的有效充电距离很短，因此电子设备必须紧贴在无线充电底座上，底座也还是需要连接插头。

谐振光束充电系统简图，图自上海光机所

另一种是远场无线能量传输，技术主要有射频、超声波、激光等。由于辐射安全限制，该技术能安全传输的功率较低，或者只能在无安全要求的条件下使用。因此，现有的无线传能技术均无法同时实现安全、远距离、高功率的无线能量传输。

在最新研究中，上海光机所与同济大学研究团队提出利用全固态激光的腔内光作为无线能量传输媒介的谐振光束充电技术，在输出光功率为10.18瓦的条件下，实现了2瓦的电功率传输到最远2.6米的距离。据研究人员介绍，谐振光束充电技术具有本征安全性。一方面，传输通道内一旦有异物遮挡可以自动切断能量的传输；另一方面，传输通道外的生物不会受到电磁波的辐射。此外，谐振光束充电系统还可实现自动对准和同时多路输出。以手机充电为例，利用谐振光束充电技术，可将能量发射机布置在距离接收机数米的位置处，同时可将接收器集成到手机壳中。此时，只要将手机放置于发射机的有效覆盖范围内，即可实现能量传输，不再需要将手机放置在特定的充电器上，也不需要连接线缆。

通过进一步提升接收机的可移动性，该技术有望应用于室内环境中手机、笔记本电脑、投影仪等设备的无线充电。未来在室外环境中，该技术还可为行驶中的无人机、汽车等设备无线充电，甚至在恶劣环境中为电子设备供电。