CN108957626B - 一种反馈式传能光纤及光纤传能系统、装置 - Google Patents

一种反馈式传能光纤及光纤传能系统、装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108957626B
CN108957626B CN201810627269.0A CN201810627269A CN108957626B CN 108957626 B CN108957626 B CN 108957626B CN 201810627269 A CN201810627269 A CN 201810627269A CN 108957626 B CN108957626 B CN 108957626B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical fiber
feedback
energy transmission
fiber core
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810627269.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108957626A (zh
Inventor
黄辉
李春龙
梁云
黄凤
邓辉
孙晓艳
黄莉
杨智豪
王瑶
曾鹏飞
田文峰
王佳伟
张嘉
王亚臣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
Global Energy Interconnection Research Institute
Economic and Technological Research Institute of State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
Global Energy Interconnection Research Institute
Economic and Technological Research Institute of State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd, Global Energy Interconnection Research Institute, Economic and Technological Research Institute of State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201810627269.0A priority Critical patent/CN108957626B/zh
Publication of CN108957626A publication Critical patent/CN108957626A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108957626B publication Critical patent/CN108957626B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/04Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
    • G02B6/06Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4296Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本发明实施例提供一种反馈式传能光纤及光纤传能系统、装置,该反馈式传能光纤包括:传感反馈光纤芯和至少一组能量传输光纤芯,能量传输光纤芯用于传输光能量,传感反馈光纤芯用于传递反馈信息,该反馈信息用于表征能量传输光纤芯在传输光能量过程中产生的非线性扰动,实现了对光纤传能过程中产生的非线性扰动的反馈,从而为针对该非线性扰动采取相应的措施以减小传能光纤中非线性效应对高功率激光传输效率的影响奠定了基础。

Description

一种反馈式传能光纤及光纤传能系统、装置
技术领域
本发明涉及光纤能量传输技术领域,具体涉及一种反馈式传能光纤及光纤传能系统、装置。
背景技术
光纤是一种以高折射率的纯石英材料为纤芯、以低折射率的有机或无机材料为包层的光学纤维,不仅具有传输波长范围宽,适用于紫外到红外波段激光能量传输的特性,又兼备数值孔径大、机械强度高、弯曲性能好和耦合简单等优点,这使得光纤在高功率激光传输系统中的应用具有其他材料不可比拟的优势。采用光纤进行能量传输的设备已经广泛应用于材料表面热处理、激光焊接、激光切割、激光医疗、激光武器等领域,特别适用于诸如强电场、强磁场等环境中电能的传输。
光纤传能实际应用中,对激光的功率和传输效率的要求越来越高,但是当高功率激光在光纤中传输时,会引起光纤内的非线性效应(比如拉曼散射、布里渊散射等),甚至会发生激光自聚焦现象,引起光纤的激光诱导损伤,从而严重影响光纤对高功率激光的传输效率,极大地限制传能光纤在千瓦级、万瓦级高能传输以及高功率激光系统等方面的应用。如果不对光纤传能过程中光纤内的非线性效应引起的非线性扰动进行反馈,便无法针对该非线性扰动采取相应的措施,以减小传能光纤中非线性效应对高功率激光传输效率的影响。因此,如何实现对光纤传能过程中产生的非线性扰动的反馈,成为亟待解决的问题。
发明内容
鉴于上述的分析,本发明实施例提供一种反馈式传能光纤及光纤传能系统、装置,用以实现对光纤传能过程中产生的非线性扰动的反馈。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明第一方面提供一种反馈式传能光纤,包括:传感反馈光纤芯和至少一组能量传输光纤芯;所述能量传输光纤芯用于传输光能量;所述传感反馈光纤芯用于传递反馈信息,所述反馈信息用于表征所述能量传输光纤芯在传输光能量过程中产生的非线性扰动。
本发明第二方面提供一种光纤传能系统,包括:激光器、光开关、测量模块、处理器和反馈式传能光纤;所述反馈式传能光纤包括:传感反馈光纤芯和至少两组能量传输光纤芯,所述能量传输光纤芯用于传输光能量,所述传感反馈光纤芯用于传递反馈信息,所述反馈信息用于表征所述能量传输光纤芯在传输光能量过程中产生的非线性扰动;所述激光器通过所述光开关连接所述能量传输光纤芯的第一端,每组所述能量传输光纤芯对应一个所述激光器和一个所述光开关,所述处理器的一端连接各组所述能量传输光纤芯对应的光开关,另一端通过所述测量模块连接所述传感反馈光纤芯的第一端;所述测量模块测量所述传感反馈光纤芯中的非线性扰动,生成第一反馈信息,将所述第一反馈信息发送至所述处理器;所述处理器接收所述第一反馈信息,根据所述第一反馈信息对所述光开关进行控制。
结合第二方面,在第二方面第一实施方式中,所述处理器包括:第一判断模块,用于判断所述第一反馈信息对应的第一反馈值是否在第一预设阈值内;第一控制模块,用于当所述第一反馈值超过所述第一预设阈值时,生成所述第一反馈值与所述第一预设阈值的第一差值信息,根据所述第一差值信息控制一个或多个所述光开关断开。
本发明第三方面提供一种光纤传能装置,包括:激光器、光开关、处理器、光伏电池、电池状态采集模块和反馈式传能光纤;所述反馈式传能光纤包括:传感反馈光纤芯和至少两组能量传输光纤芯,所述能量传输光纤芯用于传输光能量,所述传感反馈光纤芯用于传递反馈信息,所述反馈信息用于表征所述能量传输光纤芯在传输光能量过程中产生的非线性扰动;所述激光器通过所述光开关连接所述能量传输光纤芯的第一端,每组所述能量传输光纤芯对应一个所述激光器和一个所述光开关,所述处理器的一端连接各组所述能量传输光纤芯对应的光开关,另一端连接所述传感反馈光纤芯的第一端,所述光伏电池的一端连接所述能量传输光纤芯的第二端,另一端通过所述电池状态采集模块连接所述传感反馈光纤芯的第二端;所述电池状态采集模块采集所述光伏电池的第二反馈信息,并将所述第二反馈信息通过所述传感反馈光纤芯发送至所述处理器;所述处理器接收所述第二反馈信息,根据所述第二反馈信息对所述光开关进行控制。
结合第三方面,在第三方面第一实施方式中,所述处理器包括:第二判断模块,用于判断所述第二反馈信息对应的第二反馈值是否在第二预设阈值内;第二控制模块,用于当所述第二反馈值超过所述第二预设阈值时,生成所述第二反馈值与所述第二预设阈值的第二差值信息,根据所述第二差值信息控制一个或多个所述光开关断开或闭合。
结合第三方面第一实施方式,在第三方面第二实施方式中,所述第二反馈信息为所述光伏电池的温度特性信息或能量转换效率信息;当所述第二反馈值超过所述第二预设阈值时,所述第二控制模块生成所述第二反馈值与所述第二预设阈值的第二差值信息,根据所述第二差值信息控制一个或多个所述光开关断开。
结合第三方面第一实施方式,在第三方面第三实施方式中,所述第二反馈信息为所述光伏电池的能量传输需求信息;当所述第二反馈值超过所述第二预设阈值时,所述第二控制模块生成第二反馈值与所述第二预设阈值的第二差值信息,根据所述第二差值信息控制一个或多个所述光开关闭合。
结合第三方面、第三方面第一实施方式、第三方面第二实施方式或第三方面第三实施方式,在第三方面第四实施方式中,所述光纤传能装置还包括:耦合器,所述耦合器的一端连接所述能量传输光纤芯的第二端,另一端连接所述光伏电池,用于将所述至少两组能量传输光纤芯传输的光能量进行耦合,并将耦合后的光能量传输至所述光伏电池。
本发明技术方案,与现有技术相比,至少具有如下优点:
本发明实施例提供一种反馈式传能光纤及光纤传能系统、装置,反馈式传能光纤包括:传感反馈光纤芯和至少一组能量传输光纤芯,能量传输光纤芯用于传输光能量,传感反馈光纤芯用于传递反馈信息,该反馈信息用于表征能量传输光纤芯在传输光能量过程中产生的非线性扰动,实现了对光纤传能过程中产生的非线性扰动的反馈,从而为针对该非线性扰动采取相应的措施以减小传能光纤中非线性效应对高功率激光传输效率的影响奠定了基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中反馈式传能光纤的一个具体示例的截面图;
图2为本发明实施例中反馈式传能光纤的另一个具体示例的截面图;
图3为本发明实施例中反馈式传能光纤的另一个具体示例的截面图;
图4为本发明实施例中反馈式传能光纤的另一个具体示例的截面图;
图5为本发明实施例中光纤传能系统的一个具体示例的原理框图;
图6为本发明实施例中能量传输光纤芯的入射光功率与传感反馈光纤芯中非线性扰动的对应关系图;
图7为本发明实施例中光纤传能装置的一个具体示例的原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供一种反馈式传能光纤,如图1所示,该反馈式传能光纤包括:传感反馈光纤芯2和至少一组能量传输光纤芯1,能量传输光纤芯1用于在强电场、强磁场环境下传输光能量,传感反馈光纤芯2用于传递反馈信息,该反馈信息用于表征能量传输光纤芯1在传输光能量过程中产生的非线性扰动,该非线性扰动可以是拉曼散射或布里渊散射。
现有的传能光纤中未设置传感反馈光纤芯2,从而无法实现对传能光纤传能过程中非线性扰动的反馈,因此无法针对该非线性扰动采取相应的措施,以减小传能光纤中非线性效应对高功率激光传输效率的影响,本发明实施例提供的上述反馈式传能光纤,通过在其中设置传感反馈光纤芯2,对表征能量传输光纤芯1在传输光能量过程中产生的非线性扰动的反馈信息进行传递,实现了对光纤传能过程中产生的非线性扰动的反馈,从而为针对该非线性扰动采取相应的措施以减小传能光纤中非线性效应对高功率激光传输效率的影响奠定了基础。
可选地,在本发明的一些实施例中,上述能量传输光纤芯1和传感反馈光纤芯2均为圆柱形,截面均为圆形,能量传输光纤芯1的直径大于传感反馈光纤芯2的直径,能量传输光纤芯1传输的能量为大功率泵浦光能量。
在本发明的具体实施例中,以包含三组能量传输光纤芯1及一组传感反馈光纤芯2的反馈式传能光纤为例进行说明。如图2所示,反馈式传能光纤2截面的的直径D1取值500.0μm,能量传输光纤芯1截面的直径与反馈式传能光纤2截面的直径的比值为0.2~0.4,能量传输光纤芯1截面的直径为100.0~200.0μm,具体可以是:第一组能量传输光纤芯1截面的直径D2取值100.0μm;第二组能量传输光纤芯1截面的直径D3取值100.0μm;第三组能量传输光纤芯1截面的直径D4取值100.0μm。传感反馈光纤芯2截面的直径为8.0~10.0μm,小于各个能量传输光纤芯1的芯径尺寸,具体可以例如是8.0μm。
如图3所示,各组能量传输光纤芯1之间边沿不接触且切线距离不大于20.0μm,具体可以是将第一、二组能量传输光纤芯1之间的切线距离L1、第一、三组能量传输光纤芯1之间的切线距离L2、第二、三组能量传输光纤芯1之间的切线距离L3均取值20.0μm。
如图4所示,传感反馈光纤芯2与各组能量传输光纤芯1之间边沿不接触且切线距离小于40.0μm,具体可以是将传感反馈光纤芯2与第一组能量传输光纤芯1之间的切线距离L4、传感反馈光纤芯2与第二组能量传输光纤芯1之间的切线距离L5、传感反馈光纤芯2与第三组能量传输光纤芯1之间的切线距离L6均取值40.0μm。
需要说明的是,包含三组能量传输光纤芯1及一组传感反馈光纤芯2只是本发明实施例提供的反馈式传能光纤的一种具体的实施方式,本发明不以此为限;D1、D2、D3、D4、D5以及L1、L2、L3、L4、L5、L6的取值也只是本发明实施例提供的反馈式传能光纤的一种具体的实施方式,本发明也不以此为限。
本发明实施例还提供一种光纤传能系统,如图5所示,该光纤传能系统包括:激光器3、光开关4、测量模块5、处理器6和反馈式传能光纤。其中,反馈式传能光纤包括:传感反馈光纤芯2和至少两组能量传输光纤芯1,能量传输光纤芯1用于在强电场、强磁场环境下传输光能量,传感反馈光纤芯2用于传递反馈信息,该反馈信息用于表征能量传输光纤芯1在传输光能量过程中产生的非线性扰动,该非线性扰动可以是拉曼散射或布里渊散射。激光器3通过光开关4连接能量传输光纤芯1的第一端,每组能量传输光纤芯1对应一个激光器3和一个光开关4,处理器6的一端连接各组能量传输光纤芯1对应的光开关4,另一端通过测量模块5连接传感反馈光纤芯2的第一端。测量模块5测量传感反馈光纤芯2中的非线性扰动,生成第一反馈信息,将该第一反馈信息发送至处理器6,处理器6接收该第一反馈信息,根据该第一反馈信息对光开关4进行控制。
光纤传能过程中产生的非线性效应导致与能量传输光纤芯1相邻的传感反馈光纤芯2中的噪声不断增加,本发明实施例提供的上述光纤传能系统,通过测量模块5测量传感反馈光纤芯2中的噪声门限(非线性扰动),并通过处理器6控制连接激光器3和反馈式传能光纤的光开关4,控制能量传输光纤芯1与激光器3之间的连通或断开,实现了对光能量传输功率的主动控制,减小了传能光纤中的非线性效应对传能光纤传能效率的影响。
本发明实施例中的反馈式传能光纤的具体细节可参考上述反馈式传能光纤实施例的相关描述,在此不再赘述。
下面以反馈式传能光纤包括三组能量传输光纤芯1、反馈式传能光纤的长度为100.0m、三组激光器3的发射功率均为10.0W为例,对测得的传感反馈光纤芯2的非线性扰动进行说明:
如图6所示,“三角形”折线表示当反馈式传能光纤中的一组能量传输光纤芯1用来传输激光器3发送的光能量(简称“条件1”)时,测得的传感反馈光纤芯2中的非线性扰动为-62.5~-57.5dB/100km,平均值约为-60.0dB/100km;“圆形”折线表示当反馈式传能光纤中的两组能量传输光纤芯1用来传输激光器3发送的光能量(简称“条件2”)时,测得的传感反馈光纤芯2中的非线性扰动为-47.5~-42.5dB/100km,平均值约为-45.0dB/100km;“方形”折线表示当反馈式传能光纤中的三组能量传输光纤芯1用来传输激光器3发送的光能量(简称“条件3”)时,测得的传感反馈光纤芯2中的非线性扰动为-17.5~-12.5dB/100km,平均值约为-15.0dB/100km。可见,随着用于传输激光器3发送的光能量的能量传输光纤芯1的组数增加,测得的传感反馈光纤芯2中的非线性扰动的数值增大,通过控制光开关4的断开与闭合,控制各组能量传输光纤芯1与激光器3之间的连通或断开,便可以实现对光能量传输功率的调节。
在一较佳实施例中,上述处理器6包括:第一判断模块,用于判断上述第一反馈信息对应的第一反馈值是否在第一预设阈值内;第一控制模块,用于当上述第一反馈值超过第一预设阈值时,生成第一反馈值与第一预设阈值的第一差值信息,根据该第一差值信息控制一个或多个光开关4断开。具体地,当上述表征光纤传能过程中非线性扰动的第一反馈信息对应的第一反馈值超过预先设定的阈值时,说明传能光纤中的非线性扰动已对光能量的传输效率产生了较大影响,此时,生成第一反馈值与第一预设阈值的第一差值信息,该第一差值信息能够反映传能光纤中非线性扰动对光能量传输效率的影响程度,根据该第一差值信息控制断开一个光开关4或多个光开关4,切断一组或多组能量传输光纤芯1与激光器3的连通状态,以减小非线性扰动对光能量传输效率的影响;当上述表征光纤传能过程中非线性扰动的第一反馈信息对应的第一反馈值未超过预先设定的阈值时,说明传能光纤中的非线性扰动未对光能量的传输效率造成较大影响,此时,保持各组能量传输光纤芯1与激光器3的连通状态。
本发明实施例还提供一种光纤传能装置,如图7所示,该光纤传能装置包括:激光器3、光开关4、处理器6、光伏电池8、电池状态采集模块9和反馈式传能光纤。其中,反馈式传能光纤包括:传感反馈光纤芯2和至少两组能量传输光纤芯1,能量传输光纤芯1用于在强电场、强磁场环境下传输光能量,传感反馈光纤芯2用于传递反馈信息,反馈信息用于表征能量传输光纤芯1在传输光能量过程中产生的非线性扰动,该非线性扰动可以是拉曼散射或布里渊散射。激光器3通过光开关4连接能量传输光纤芯1的第一端,每组能量传输光纤芯1对应一个激光器3和一个光开关4,处理器6的一端连接各组能量传输光纤芯1对应的光开关4,另一端连接传感反馈光纤芯2的第一端,光伏电池8的一端连接能量传输光纤芯1的第二端,另一端通过电池状态采集模块9连接传感反馈光纤芯2的第二端。电池状态采集模块9采集光伏电池8的第二反馈信息,并将该第二反馈信息通过传感反馈光纤芯2发送至处理器6,处理器6接收该第二反馈信息,根据该第二反馈信息对光开关4进行控制。
本发明实施例提供的光纤传能装置,通过电池状态采集模块9采集光伏电池8表征光纤传能过程中非线性扰动的第二反馈信息,并将该第二反馈信息通过传感反馈光纤芯2传输至处理器6,处理器6根据该第二反馈信息对连接激光器3和反馈式传能光纤的光开关4进行控制,实现了对光能量传输功率的被动控制,减小了传能光纤中的非线性效应对传能光纤传能效率的影响。
本发明实施例中的反馈式传能光纤的具体细节可参考上述反馈式传能光纤实施例的相关描述,在此不再赘述。
如图7所示,本发明实施例提供的光纤传能装置还包括:耦合器7,该耦合器7的一端连接能量传输光纤芯1的第二端,另一端连接光伏电池8,用于将至少两组能量传输光纤芯1传输的光能量进行耦合,并将耦合后的光能量传输至光伏电池8,供光伏电池8进行能量转换和存储。
在一较佳实施例中,上述处理器6包括:第二判断模块,用于判断第二反馈信息对应的第二反馈值是否在第二预设阈值内;第二控制模块,用于当第二反馈值超过第二预设阈值时,生成第二反馈值与第二预设阈值的第二差值信息,根据该第二差值信息控制一个或多个光开关4断开或闭合。具体地,上述第二反馈信息可以是光伏电池8的温度特性信息、能量转换效率信息或能量传输需求信息。当上述第二反馈信息为温度特性信息或能量转换效率信息时,若上述表征光纤传能过程中非线性扰动的第二反馈信息对应的第二反馈值超过预先设定的阈值,说明传能光纤中的非线性扰动已对光能量的传输效率产生了较大影响,此时,生成第二反馈值与第二预设阈值的第二差值信息,该第二差值信息能够反映传能光纤中非线性扰动对光能量传输效率的影响程度,根据该第二差值信息控制断开一个光开关4或多个光开关4,以减小非线性扰动对光能量传输效率的影响;若上述表征光纤传能过程中非线性扰动的第二反馈信息对应的第二反馈值未超过预先设定的阈值,说明传能光纤中的非线性扰动未对光能量传输效率产生较大影响,此时,保持各组能量传输光纤芯1与激光器3的连通状态。当上述第二反馈信息为能量传输需求信息时,若第二反馈值超过第二预设阈值,说明反馈式传能光纤传输的光能量未达到光伏电池8的能量需求量,此时,处理器6通过第二控制模块控制一个或多个光开关4闭合,以提高光能量的传输功率;若第二反馈值未超过第二预设阈值,说明反馈式传能光纤传输的光能量能够满足光伏电池8的能量需求,此时,处理器6通过第二控制模块控制一个或多个光开关4断开,以适当降低光能量的传输功率,从而减小光纤传能过程中的非线性扰动。
下面对第二反馈信息为温度特性信息或能量转换效率信息时光纤传能装置的反馈机制进行详细说明:
光伏电池8的温度特性是描述光伏电池的开路电压和短路电流随温度变化的情况,开路电压随温度升高而下降的速度较快,而短路电流随温度升高而缓慢增加,由于光伏电池8的温度特性关系到使用光伏电池8的仪器或设备的温度漂移,影响到测量精度或控制精度等重要指标,因此温度特性是光伏电池8的重要特性之一。鉴于温度特性对光伏电池8的工作有很大影响,而光伏电池8及反馈式传能光纤的温度与反馈式传能光纤光传输功率的大小及其中的非线性效应强弱密切相关,因此处理器6接收该温度特性信息,并根据该温度特性信息控制光开关4的断开与闭合,从而控制激光器3与能量传输光纤芯1的连通与断开,进而被动调节反馈式传能光纤的传输功率,该温度补偿措施提升了光纤传能装置的整体性能。
光伏电池8的能量转换效率能够表征光伏电池8的能量损耗,提高光伏电池8的能量转换效率能够减少光伏电池8能量的浪费,因此能量转换效率是评价光伏电池8性能的重要指标之一。鉴于能量转换效率对光伏电池8的性能有很大影响,而光伏电池8的能量转换效率与反馈式传能光纤光传输功率的大小及其中的非线性效应强弱密切相关,因此处理器6接收该能量转换效率信息,并根据该能量转换效率信息控制光开关4的断开与闭合,从而控制激光器3与能量传输光纤芯1的连通与断开,进而被动调节反馈式传能光纤的传输功率,提升了光纤传能装置的整体性能。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种反馈式传能光纤,其特征在于,包括:传感反馈光纤芯和至少一组能量传输光纤芯;
所述能量传输光纤芯用于传输光能量;
所述传感反馈光纤芯用于传递反馈信息,所述反馈信息用于表征所述能量传输光纤芯在传输光能量过程中产生的非线性扰动。
2.一种光纤传能系统,其特征在于,包括:激光器、光开关、测量模块、处理器和反馈式传能光纤;
所述反馈式传能光纤包括:传感反馈光纤芯和至少两组能量传输光纤芯,所述能量传输光纤芯用于传输光能量,所述传感反馈光纤芯用于传递反馈信息,所述反馈信息用于表征所述能量传输光纤芯在传输光能量过程中产生的非线性扰动;
所述激光器通过所述光开关连接所述能量传输光纤芯的第一端,每组所述能量传输光纤芯对应一个所述激光器和一个所述光开关,所述处理器的一端连接各组所述能量传输光纤芯对应的光开关,另一端通过所述测量模块连接所述传感反馈光纤芯的第一端;
所述测量模块测量所述传感反馈光纤芯中的非线性扰动,生成第一反馈信息,将所述第一反馈信息发送至所述处理器;
所述处理器接收所述第一反馈信息,根据所述第一反馈信息对所述光开关进行控制。
3.根据权利要求2所述的光纤传能系统,其特征在于,所述处理器包括:
第一判断模块,用于判断所述第一反馈信息对应的第一反馈值是否在第一预设阈值内;
第一控制模块,用于当所述第一反馈值超过所述第一预设阈值时,生成所述第一反馈值与所述第一预设阈值的第一差值信息,根据所述第一差值信息控制一个或多个所述光开关断开。
4.一种光纤传能装置,其特征在于,包括:激光器、光开关、处理器、光伏电池、电池状态采集模块和反馈式传能光纤;
所述反馈式传能光纤包括:传感反馈光纤芯和至少两组能量传输光纤芯,所述能量传输光纤芯用于传输光能量,所述传感反馈光纤芯用于传递反馈信息,所述反馈信息用于表征所述能量传输光纤芯在传输光能量过程中产生的非线性扰动;
所述激光器通过所述光开关连接所述能量传输光纤芯的第一端,每组所述能量传输光纤芯对应一个所述激光器和一个所述光开关,所述处理器的一端连接各组所述能量传输光纤芯对应的光开关,另一端连接所述传感反馈光纤芯的第一端,所述光伏电池的一端连接所述能量传输光纤芯的第二端,另一端通过所述电池状态采集模块连接所述传感反馈光纤芯的第二端;
所述电池状态采集模块采集所述光伏电池的第二反馈信息,并将所述第二反馈信息通过所述传感反馈光纤芯发送至所述处理器;
所述处理器接收所述第二反馈信息,根据所述第二反馈信息对所述光开关进行控制。
5.根据权利要求4所述的光纤传能装置,其特征在于,所述处理器包括:
第二判断模块,用于判断所述第二反馈信息对应的第二反馈值是否在第二预设阈值内;
第二控制模块,用于当所述第二反馈值超过所述第二预设阈值时,生成所述第二反馈值与所述第二预设阈值的第二差值信息,根据所述第二差值信息控制一个或多个所述光开关断开或闭合。
6.根据权利要求5所述的光纤传能装置,其特征在于,所述第二反馈信息为所述光伏电池的温度特性信息或能量转换效率信息;
当所述第二反馈值超过所述第二预设阈值时,所述第二控制模块生成所述第二反馈值与所述第二预设阈值的第二差值信息,根据所述第二差值信息控制一个或多个所述光开关断开。
7.根据权利要求5所述的光纤传能装置,其特征在于,所述第二反馈信息为所述光伏电池的能量传输需求信息;
当所述第二反馈值超过所述第二预设阈值时,所述第二控制模块生成第二反馈值与所述第二预设阈值的第二差值信息,根据所述第二差值信息控制一个或多个所述光开关闭合。
8.根据权利要求4-7任一项所述的光纤传能装置,其特征在于,还包括:耦合器,所述耦合器的一端连接所述能量传输光纤芯的第二端,另一端连接所述光伏电池,用于将所述至少两组能量传输光纤芯传输的光能量进行耦合,并将耦合后的光能量传输至所述光伏电池。
CN201810627269.0A 2018-06-19 2018-06-19 一种反馈式传能光纤及光纤传能系统、装置 Active CN108957626B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810627269.0A CN108957626B (zh) 2018-06-19 2018-06-19 一种反馈式传能光纤及光纤传能系统、装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810627269.0A CN108957626B (zh) 2018-06-19 2018-06-19 一种反馈式传能光纤及光纤传能系统、装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108957626A CN108957626A (zh) 2018-12-07
CN108957626B true CN108957626B (zh) 2020-09-08

Family

ID=64489686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810627269.0A Active CN108957626B (zh) 2018-06-19 2018-06-19 一种反馈式传能光纤及光纤传能系统、装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108957626B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110324084B (zh) * 2019-06-13 2022-04-01 国电南瑞科技股份有限公司 一种光纤供能系统的带内通信系统及方法
CN110488428B (zh) * 2019-07-04 2024-06-18 国网江西省电力有限公司信息通信分公司 一种基于传能光纤的能量传输系统
CN110398802B (zh) * 2019-08-01 2021-01-29 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种光纤制作方法

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6138046A (en) * 1999-04-20 2000-10-24 Miravant Medical Technologies, Inc. Dosimetry probe
CN1319768A (zh) * 2001-02-27 2001-10-31 燕山大学 多晶态纳米GeO2传能光纤
CN1774843A (zh) * 2004-04-02 2006-05-17 松下电器产业株式会社 光放大光纤及使用其的光放大方法、激光振荡方法、激光放大装置及激光振荡装置以及使用激光振荡装置的激光装置和激光加工机
CN1894831A (zh) * 2003-10-30 2007-01-10 康宁股份有限公司 单偏振光纤激光器和放大器
CN101398511A (zh) * 2008-09-28 2009-04-01 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种用于激光器件的双包层光纤
CN203813793U (zh) * 2014-02-27 2014-09-03 南京邮电大学 一种光纤供能无线传感装置
CN104536082A (zh) * 2014-12-15 2015-04-22 哈尔滨工程大学 一种具有自导引功能的天文光纤及其制备方法
CN204537754U (zh) * 2015-03-26 2015-08-05 安徽埃夫特智能装备有限公司 一种机器人能量传输线缆
CN106451825A (zh) * 2016-09-28 2017-02-22 南京奥依菲光电科技有限公司 具有安全保护装置的光纤远端供电系统及其实现方法
CN206147151U (zh) * 2016-10-21 2017-05-03 江苏法尔胜光电科技有限公司 一种高功率传能光缆尾端固定装置
CN206432072U (zh) * 2016-12-28 2017-08-22 上海电缆厂(南京)有限公司 光电监视电缆
GB2551483A (en) * 2016-06-13 2017-12-27 Toshiba Res Europe Limited A photon detection device and a method of manufacturing a photon detection device
CN207366781U (zh) * 2017-10-13 2018-05-15 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 渐变吸收系数增益光纤及光学系统
CN108152879A (zh) * 2017-12-12 2018-06-12 东南大学 一种串扰可控的多芯光纤

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6442319B1 (en) * 1999-02-09 2002-08-27 Xoetronics Llc Chalcopyrite based nonlinear waveguided heterostructure devices and operating methods
US7190705B2 (en) * 2000-05-23 2007-03-13 Imra America. Inc. Pulsed laser sources
CA2362535A1 (en) * 2001-11-01 2003-05-01 Tao Lu Active integrated optical devices
US6774353B2 (en) * 2002-12-18 2004-08-10 Branson Ultrasonics Corporation Radial power feedback sensor for fiber optic bundle
US7272287B2 (en) * 2005-05-11 2007-09-18 Fitel Usa Corp Optical fiber filter for suppression of amplified spontaneous emission
US7835608B2 (en) * 2006-03-21 2010-11-16 Lockheed Martin Corporation Method and apparatus for optical delivery fiber having cladding with absorbing regions
US7356233B2 (en) * 2006-04-13 2008-04-08 Furakawa Electric North America Inc. Suppression of transverse modes in bandgap microstructure optical fibers
CN105445852B (zh) * 2016-01-08 2019-05-14 烽火通信科技股份有限公司 零色散位移光子晶体光纤
CN105785502B (zh) * 2016-04-22 2018-11-06 哈尔滨理工大学 一种产生啁啾布里渊动态光栅的装置

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6138046A (en) * 1999-04-20 2000-10-24 Miravant Medical Technologies, Inc. Dosimetry probe
CN1319768A (zh) * 2001-02-27 2001-10-31 燕山大学 多晶态纳米GeO2传能光纤
CN1894831A (zh) * 2003-10-30 2007-01-10 康宁股份有限公司 单偏振光纤激光器和放大器
CN1774843A (zh) * 2004-04-02 2006-05-17 松下电器产业株式会社 光放大光纤及使用其的光放大方法、激光振荡方法、激光放大装置及激光振荡装置以及使用激光振荡装置的激光装置和激光加工机
CN101398511A (zh) * 2008-09-28 2009-04-01 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种用于激光器件的双包层光纤
CN203813793U (zh) * 2014-02-27 2014-09-03 南京邮电大学 一种光纤供能无线传感装置
CN104536082A (zh) * 2014-12-15 2015-04-22 哈尔滨工程大学 一种具有自导引功能的天文光纤及其制备方法
CN204537754U (zh) * 2015-03-26 2015-08-05 安徽埃夫特智能装备有限公司 一种机器人能量传输线缆
GB2551483A (en) * 2016-06-13 2017-12-27 Toshiba Res Europe Limited A photon detection device and a method of manufacturing a photon detection device
CN106451825A (zh) * 2016-09-28 2017-02-22 南京奥依菲光电科技有限公司 具有安全保护装置的光纤远端供电系统及其实现方法
CN206147151U (zh) * 2016-10-21 2017-05-03 江苏法尔胜光电科技有限公司 一种高功率传能光缆尾端固定装置
CN206432072U (zh) * 2016-12-28 2017-08-22 上海电缆厂(南京)有限公司 光电监视电缆
CN207366781U (zh) * 2017-10-13 2018-05-15 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 渐变吸收系数增益光纤及光学系统
CN108152879A (zh) * 2017-12-12 2018-06-12 东南大学 一种串扰可控的多芯光纤

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
半导体激光泵浦源用传能光纤的关键技术研究;谭祺瑞;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20121215;I135-6 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108957626A (zh) 2018-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108957626B (zh) 一种反馈式传能光纤及光纤传能系统、装置
Takenaga et al. Reduction of crosstalk by trench-assisted multi-core fiber
US7941022B1 (en) Single fiber optical links for simultaneous data and power transmission
Rosolem et al. Power-over-fiber applications for telecommunications and for electric utilities
WO2004100406A2 (en) Large effective area high sbs threshold optical fiber
Ellis et al. Expressions for the nonlinear transmission performance of multi-mode optical fiber
CN110779682A (zh) 一种适用于高功率的掺镱有源光纤全光纤激光测试系统及其测试方法
CN109342027B (zh) 一种光纤的损耗吸收测量系统及方法
Sakaguchi et al. Propagation characteristics of seven-core fiber for spatial and wavelength division multiplexed 10-Gbit/s channels
Neugroschl et al. High-efficiency (6+ 1) x1 combiner for high power fiber lasers and amplifiers
Yamada et al. Optical fiber amplifier employing a bundle of reduced cladding erbium-doped fibers
Matsuura Power-over-fiber using double-clad fibers
CN2938146Y (zh) 具有折射率凹陷层的光子晶体光纤
CN105222998B (zh) 用于测试双包层增益光纤泵浦吸收系数的方法
Imamura et al. Multi-core holey fibers for the long-distance (> 100 km) ultra large capacity transmission
Hayashi et al. Multi-core optical fibers
CN213715408U (zh) 电池包监测装置和系统
Martinek et al. Power over fiber using a large core fiber and laser operating at 976 nm with 10 W power
Yoshida et al. Fused type fan-out device for multi-core fiber based on bundled structure
CN111323869A (zh) 一种光信息和光能量共同传输的微结构光纤
Sasaki et al. Large-effective-area uncoupled 10-core fiber with two-pitch layout
CN211527663U (zh) 一种分布式光纤测温系统
Nielsen et al. High-power PCF-based pump combiners
Takenaga et al. Characterisation of MC fibers: new techniques and challenges
Takara et al. Evaluation of fiber fuse characteristics of hole-assisted fiber for high power optical transmission systems

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant