CN113300491B - 一种可多点接入的激光无线能量传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可多点接入的激光无线能量传输系统，包括光发射机以及至少一个光接收机，光发射机包括振荡光激发组件、第一腔镜和光学透镜组件，光接收机包括第二腔镜、匀光片和光伏发电组件，其中，振荡光激发组件用于产生振荡光；第一腔镜与任一光接收机的第二腔镜形成激光谐振腔，使振荡光振荡放大，并实现激光输出；光学透镜组件用于扩大振荡光的出射角度；匀光片用于扩大输出的激光光斑面积，使光伏发电组件上的光场分布均匀；光伏发电组件用于将接收的激光能量转化为电能，并进行存储。本发明的激光无线能量传输系统，在激光谐振腔中引入用于扩大振荡光的出射角度的光学元件，可以实现多个光接收机同时接入充电。
Description
技术领域
本发明属于无线能量传输技术领域，具体涉及一种可多点接入的激光无线能量传输系统。
背景技术
随着5G时代的到来，物联网与人们的生活越来越密不可分，移动终端数量也呈爆发式增长，如何为其提供稳定的能量供给，无疑是物联网商业化进程中必须突破的重要瓶颈。
终端设备中电池及供电系统发挥了无可替代的作用，对于移动设备，若采用有线充电方式对其进行充电，一方面线缆连接大大降低了设备移动性，另一方面充电接口也会因多次插拔而磨损或失灵，此外为每台移动终端配置充电线缆也将造成金属材料的浪费。为此，采用无线方式充电可解决上述问题。目前，商业上常见的无线能量传输技术有电磁感应耦合法、微波法等。它们虽然各具优点，但在传输距离、传输效率或安全性方面存在显著的不足。
电磁感应耦合法的充电距离仅在厘米量级内，激光无线能量传输虽然解决了充电距离受限的问题，但是现有的激光无线能量传输方案主要使用光发射机发出激光，照射到光接收机上实现能量的远距离传输，具有能量密度高、方向性强和发射接收口径小等优点，适于中远距离无线电能传输，如为手机、无人机和机器人等移动电子设备提供能量，但这一方案也存在以下缺点：激光光斑极小，方向性好，导致发射机与接收机难以对准；充电过程中一旦人或物品不慎阻挡了充电光路，高能激光束可能危害人身安全或引发火灾隐患；一台光发射机只能与一台终端设备对准，因此无法同时为多设备供电；除激光器外，光发射机还包含探测器、控制器和驱动器等部件，使得光发射机体积庞大，结构复杂。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可多点接入的激光无线能量传输系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种可多点接入的激光无线能量传输系统，包括光发射机以及至少一个光接收机，所述光发射机包括振荡光激发组件、第一腔镜和光学透镜组件，所述光接收机包括第二腔镜、匀光片和光伏发电组件，其中，
所述第一腔镜和所述光学透镜组件分别设置在所述振荡光激发组件的两侧，所述第二腔镜、所述匀光片和所述光伏发电组件依次设置在光路上；
所述振荡光激发组件用于产生振荡光；
所述第一腔镜与任一所述光接收机的第二腔镜形成激光谐振腔，使振荡光振荡放大，并实现激光输出；
所述光学透镜组件用于扩大所述振荡光的出射角度；
所述匀光片用于扩大输出的激光光斑面积，使所述光伏发电组件上的光场分布均匀；
所述光伏发电组件用于将接收的激光能量转化为电能，并进行存储。
在本发明的一个实施例中，所述振荡光激发组件包括泵浦源和激光工作物质。
在本发明的一个实施例中，所述激光工作物质为圆棒状结构、长方体结构或圆盘状结构，且该激光工作物质的两端面均为平面结构。
在本发明的一个实施例中，所述第一腔镜和所述第二腔镜均为自适应光学元件，以实现将入射的振荡光旋转180°进行反射。
在本发明的一个实施例中，所述第一腔镜为猫眼透镜、相位共轭镜或角锥棱镜阵列中的一种，所述第二腔镜为猫眼透镜、相位共轭镜或角锥棱镜阵列中的一种。
在本发明的一个实施例中，所述光学透镜组件为单片凹透镜或多片透镜组合结构。
在本发明的一个实施例中，所述激光工作物质为圆棒状结构，且其两端呈外凸状。
在本发明的一个实施例中，所述第一腔镜为凹面镜，所述第二腔镜为猫眼透镜、相位共轭镜或角锥棱镜阵列中的一种。
在本发明的一个实施例中，所述激光无线能量传输系统还包括第一射频模块和第二射频模块，其中，
所述第二射频模块与所述光伏发电组件连接，所述第二射频模块用于将所述光伏发电组件的电量信息实时反馈至所述光发射机，以及根据所述电量信息向所述光发射机发送充电请求信号；
所述第一射频模块与所述振荡光激发组件连接，所述第一射频模块用于根据接收的所述充电请求信号和所述电量信息，动态调节所述振荡光激发组件的泵浦功率，实现对所述光伏发电组件充电。
在本发明的一个实施例中，所述第一射频模块包括告警单元，所述告警单元用于在所述光发射机和所述光接收机未匹配成功，或充电光路中断时发出告警信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明的可多点接入的激光无线能量传输系统，在激光谐振腔中引入用于扩大振荡光出射角度的光学透镜组件，汇集不同方位接入的振荡光，一方面可以实现多个光接收机同时接入进行充电，另一方面可解决棒状激光工作物质允许的振荡光偏角范围小的问题，使振荡光在光发射机中沿光轴方向完全穿过激光工作物质，保证了激光振荡的顺畅进行。
2.本发明的可多点接入的激光无线能量传输系统，将激光谐振腔的两个腔镜分拆到光发射机和光接收机中，当两腔镜相互匹配成功时形成稳定的激光振荡，进行充电，若振荡光传输路径被外物(人或物体)遮挡，激光振荡将瞬时自行中断，进而从物理机制上确保了能量传输过程的安全性。
3.本发明的可多点接入的激光无线能量传输系统，采用自适应光学元件作为激光谐振腔的两个腔镜，可以在一定角度范围内保证抵达镜面的振荡光旋转180°进行反射，进而形成稳定的激光振荡，整个充电过程光发射机与光接收机的光轴无需严格对准仍可正常工作。
4.本发明的可多点接入的激光无线能量传输系统，设置有第一射频模块和第二射频模块，用于提出充电申请、实时反馈充电进度、实现满电停止功能，以及对振荡光激发组件的泵浦功率实现动态调节的功能，大幅节省了能源。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种可多点接入的激光无线能量传输系统的结构示框图；
图2是本发明实施例提供的一种可多点接入的激光无线能量传输系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种可多点接入的激光无线能量传输系统的结构示框图；
图4是本发明实施例提供的另一种可多点接入的激光无线能量传输系统的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种光发射机的结构示意图。
图标：10-光发射机；20-光接收机；30-第一射频模块；40-第二射频模块；101-振荡光激发组件；1011-泵浦源；1012-激光工作物质；102-第一腔镜；1021-第一凹面镜；1022-第一凸透镜；103-光学透镜组件；201-第二腔镜；2011-第二凹面镜；2012-第二凸透镜；202-匀光片；203-光伏发电组件。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本发明提出的一种可多点接入的激光无线能量传输系统进行详细说明。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明的技术方案加以限制。
实施例一
请参见图1和图2，图1是本发明实施例提供的一种可多点接入的激光无线能量传输系统的结构示框图，图2是本发明实施例提供的一种可多点接入的激光无线能量传输系统的结构示意图。如图所示，本实施例的可多点接入的激光无线能量传输系统，包括光发射机10以及至少一个光接收机20，在本实施例中，可选地，光发射机10置于屋顶或其他高处位置，光接收机20可连接终端设备为其供电。
具体地，光发射机10包括振荡光激发组件101、第一腔镜102和光学透镜组件103，光接收机20包括第二腔镜201、匀光片202和光伏发电组件203。其中，第一腔镜102和光学透镜组件103分别设置在振荡光激发组件101的两侧，第二腔镜201、匀光片202和光伏发电组件203依次设置在光路上。
进一步地，振荡光激发组件101用于产生振荡光，在本实施例中，振荡光激发组件101包括泵浦源1011和激光工作物质1012。可选地，泵浦源1011为激光二极管，也可替换为泵浦用闪光灯。激光工作物质1012为圆棒状结构、长方体结构或圆盘状结构，需要说明的是，在本实施例中，不论是圆棒状结构、长方体结构或圆盘状结构的激光工作物质1012，其两端面均为平面结构。
如图2所示的振荡光激发组件101中的激光工作物质1012为圆棒状结构。激光工作物质1012的材质可以根据实际需求选用掺杂稀土元素的工作物质，例如若使用1064nm的光充电，则可选择掺Nd的YAG、VO4、GGG等晶体或玻璃，若使用1550nm的光充电，则可选用掺Er的工作物质。在本实施例中，泵浦源1011发出的泵浦光从激光工作物质1012的侧表面照入，使其中掺杂的稀土元素发生粒子数反转，激发产生振荡光。
需要说明的是激光工作物质1012通常为圆棒或长方体结构，可为振荡光在较大长度上提供增益。若做成圆盘状，由于圆盘直径比厚度大很多，因此可允许振荡光束相对光轴以较大偏角往复穿梭，但是由于圆盘厚度过小，导致纵向的单程增益小，且侧面泵浦源不易夹持。
进一步地，第一腔镜102与任一光接收机20的第二腔镜201形成激光谐振腔，振荡光激发组件101产生的振荡光在激光谐振腔内往复振荡放大，并实现激光输出。
在本实施例中，第一腔镜102和第二腔镜201均为自适应光学元件，以实现将入射的振荡光旋转180°进行反射。可选地，第一腔镜102为猫眼透镜、相位共轭镜或角锥棱镜阵列中的一种，第二腔镜201为猫眼透镜、相位共轭镜或角锥棱镜阵列中的一种。
如图2所示的第一腔镜102和第二腔镜201均为猫眼透镜，第一腔镜102由第一凹面镜1021和第一凸透镜1022构成，第二腔镜201由第二凹面镜2011和第二凸透镜2012构成。需要说明的是，在本实施例中，第一凹面镜1021的内表面镀有全反射膜，以将入射至第一凹面镜1021的光全部反射。第二凹面镜2011上镀有部分反射膜，以维持一定的透过率，使部分振荡光漏出激光谐振腔，为后续光伏发电组件203发电使用。
本实施例的激光无线能量传输系统，采用自适应光学元件作为激光谐振腔的两个腔镜，可以在一定角度范围内保证抵达镜面的振荡光旋转180°进行反射，进而形成稳定的激光振荡，整个充电过程光发射机与光接收机的光轴无需严格对准，即使振荡光偏离腔镜光轴一定角度，自适应光学元件仍可保证光线逆向反射，从而确保充电正常进行。
进一步地，光学透镜组件103用于扩大振荡光的出射角度，可选地，光学透镜组件103为单片凹透镜或多片透镜组合结构，如图2所示的光学透镜组件103为单片凹透镜。
具体地，本实施例的激光无线能量传输系统在实际使用中光发射机与光接收机无需共轴，而激光工作物质的圆棒形状决定了允许振荡光偏离光发射机轴线的角度很小，光学透镜组件可以改变光接收机传来的振荡光方向，使之能顺利通过激光工作物质完成激光振荡。另外，现有激光无线能量传输系统由于存在光发射机与光接收机的指向对准问题，即无法同时对准两台以上设备，本实施例利用光学透镜组件可允许多个光接收机在一定角度内的任意位置同时与光发射机相匹配，彼此互不影响，因此可保证多设备同时接入。
进一步地，匀光片202用于扩大输出的激光光斑面积，使光伏发电组件203上的光场分布均匀。光伏发电组件203用于将接收的激光能量转化为电能，并进行存储，可选地，光伏发电组件203由光伏接收器和电路模块(图中未示出)组成，光伏接收器包括用于光电转换的光伏板和用于存储电能的电池。在本实施例中，匀光片202可以避免激光光斑过小导致光伏板上局部功率饱和，进而提高光伏板的输出功率。
需要说明的是，电路模块主要包括电压稳定系统和控制系统，当照射光强度较高时用于降低光伏接收器中光伏板的输出电压，当照射光强不足时用于升高光伏接收器中电池的输出电压，进而降低两者之间的输出电压差值，提高光伏接收器的输出效率。可选地，电路模块可采用超小型升/降压控制器芯片，输入0.9V-5V任意直流电压，可获得稳定直流电压输出，其具体电路在此不做限制。
本实施例的可多点接入的激光无线能量传输系统，在激光谐振腔中引入用于扩大振荡光出射角度的光学透镜组件，汇集不同方位接入的振荡光，一方面可以实现多个光接收机同时接入进行充电，另一方面可解决棒状激光工作物质允许的振荡光偏角范围小的问题，使振荡光在光发射机中沿光轴方向完全穿过激光工作物质，保证了激光振荡的顺畅进行。
本实施例的可多点接入的激光无线能量传输系统，将激光谐振腔的两个腔镜分拆到光发射机和光接收机中，当两腔镜相互匹配成功时形成稳定的激光振荡，进行充电，若振荡光传输路径被外物(人或物体)遮挡，激光振荡将瞬时自行中断，进而从物理机制上确保了能量传输过程的安全性。另外，采用自适应光学元件作为激光谐振腔的两个腔镜，可以在一定角度范围内保证抵达镜面的振荡光旋转180°进行反射，进而形成稳定的激光振荡，整个充电过程光发射机与光接收机的光轴无需严格对准仍可正常工作。
实施例二
请参见图3和图4，图3是本发明实施例提供的另一种可多点接入的激光无线能量传输系统的结构示框图；图4是本发明实施例提供的另一种可多点接入的激光无线能量传输系统的结构示意图。本实施例的可多点接入的激光无线能量传输系统与实施例一相比，还包括第一射频模块30和第二射频模块40。
其中，第二射频模块40与光伏发电组件203连接，第二射频模块40用于将光伏发电组件203的电量信息实时反馈至光发射机10，以及根据电量信息向光发射机10发送充电请求信号。第一射频模块30与振荡光激发组件101连接，第一射频模块30用于根据接收的充电请求信号和电量信息，动态调节振荡光激发组件101的泵浦功率，使激光器在待机、匹配和工作三种模式下切换，以实现对光伏发电组件203充电。
可选地，第一射频模块30与泵浦源1011连接，第一射频模块30实时发送信号，搜索区域内是否存在待充电设备。若第一射频模块30接收到第二射频模块40发送的充电请求信号，则与其匹配成功后，进行充电操作。
在其他实施例中，第二射频模块40可简化为无源的射频标签。相应地，第一射频模块30设置为可以进行射频发射和接收的模块，当射频标签一旦进入光发射机10覆盖范围，即可将第一射频模块30发射的射频信号反射回光发射机10，第一射频模块30接收到该反射信号后，驱动其提高泵浦源1011功率并开始配对和充电。
进一步地，第一射频模块30包括告警单元(图中未示出)，告警单元用于在光发射机10和光接收机20未匹配成功，或充电光路中断时发出告警信号。
可选地，可选取蜂鸣器作为告警单元，在设备未匹配成功或充电光路中断时蜂鸣器将鸣叫提示。
具体地，以单点接入为例，对本实施例的可多点接入的激光无线能量传输系统的工作流程说明如下：
步骤一：第一射频模块保持待机状态，泵浦源不工作。当有光接收机进入光发射机覆盖区域时，光接收机首先判断终端设备电池是否已满，若无需充电，则不发送信号，并继续执行步骤一；若需要充电，则第二射频模块发出充电请求信号及电池的电量信息，并执行步骤二。
步骤二：第一射频模块收到充电请求信号并记录电池的电量信息，泵浦源被激活，并将泵浦功率提升至配对工作档，同时第一射频模块持续接收光接收机的电量信息。若一定时间内电量信息无变化，说明光发射机与光接收机未匹配成功，执行步骤三；若电量信息显示光接收机电池电量增加，则说明光发射机与光接收机匹配成功，执行步骤四。
步骤三：第一射频模块发出蜂鸣音报警，泵浦源停止工作，并转入步骤一。
步骤四：提高泵浦功率达到充电工作档，并持续接收光接收机的电量信息。若电池电量持续增加，则继续执行步骤四；若在一定时间内电量未增加，则说明充电光路中断或已充满电，执行步骤三。
需要说明的是，在充电过程中，当有人或者障碍物进入光路时，激光谐振腔的激光振荡将自行瞬时中断，因此无需电路控制，即可从物理机制上保证充电过程的安全性。
实施例三
本实施例提供的可多点接入的激光无线能量传输系统与上述实施例相比，对光发射机的结构进行了改进，请参见图5，图5是本发明实施例提供的一种光发射机的结构示意图。如图所示，在本实施例中，振荡光激发组件101中的激光工作物质1012为圆棒状结构，且其两端呈外凸状，第一腔镜102为凹面镜。
在实施例一中，第一凸透镜1022起汇聚光线的作用，与实施例一中的两端面均为平面结构的激光工作物质1012相比，本实施例的圆棒状结构的激光工作物质1012的两端面加工成外凸形状，亦可起到汇聚光线的作用，相应地，光发射机10的结构可省略第一凸透镜1022，使得结构更加简单。需要说明的是，此时，激光工作物质1012前后端面的曲率半径可参照第一凸透镜1022的参数进行设计。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种可多点接入的激光无线能量传输系统，其特征在于，包括光发射机以及至少一个光接收机，所述光发射机包括振荡光激发组件、第一腔镜和光学透镜组件，所述光接收机包括第二腔镜、匀光片和光伏发电组件，其中，
所述第一腔镜和所述光学透镜组件分别设置在所述振荡光激发组件的两侧，所述第二腔镜、所述匀光片和所述光伏发电组件依次设置在光路上；
所述振荡光激发组件用于产生振荡光，所述振荡光激发组件包括泵浦源和激光工作物质；
所述第一腔镜与任一所述光接收机的第二腔镜形成激光谐振腔，使振荡光振荡放大，并实现激光输出；
所述光学透镜组件用于扩大所述振荡光的出射角度；
所述匀光片用于扩大输出的激光光斑面积，使所述光伏发电组件上的光场分布均匀；
所述光伏发电组件用于将接收的激光能量转化为电能，并进行存储；
将所述激光谐振腔的两个腔镜分拆到所述光发射机和所述光接收机中，当所述光发射机的第一腔镜与任一所述光接收机的第二腔镜相互匹配成功时形成激光振荡，进行充电，当振荡光的传输路径被外物遮挡，激光振荡瞬时自行中断；在所述激光谐振腔中通过所述光学透镜组件汇集不同方位接入的振荡光，实现多个光接收机同时接入进行充电。
2.根据权利要求1所述的可多点接入的激光无线能量传输系统，其特征在于，所述激光工作物质为圆棒状结构、长方体结构或圆盘状结构，且该激光工作物质的两端面均为平面结构。
3.根据权利要求2所述的可多点接入的激光无线能量传输系统，其特征在于，所述第一腔镜和所述第二腔镜均为自适应光学元件，以实现将入射的振荡光旋转180°进行反射。
4.根据权利要求3所述的可多点接入的激光无线能量传输系统，其特征在于，所述第一腔镜为猫眼透镜、相位共轭镜或角锥棱镜阵列中的一种，所述第二腔镜为猫眼透镜、相位共轭镜或角锥棱镜阵列中的一种。
5.根据权利要求1所述的可多点接入的激光无线能量传输系统，其特征在于，所述光学透镜组件为单片凹透镜或多片透镜组合结构。
6.根据权利要求1所述的可多点接入的激光无线能量传输系统，其特征在于，所述激光工作物质为圆棒状结构，且其两端呈外凸状。
7.根据权利要求6所述的可多点接入的激光无线能量传输系统，其特征在于，所述第一腔镜为凹面镜，所述第二腔镜为猫眼透镜、相位共轭镜或角锥棱镜阵列中的一种。
8.根据权利要求1所述的可多点接入的激光无线能量传输系统，其特征在于，所述激光无线能量传输系统还包括第一射频模块和第二射频模块，其中，
所述第二射频模块与所述光伏发电组件连接，所述第二射频模块用于将所述光伏发电组件的电量信息实时反馈至所述光发射机，以及根据所述电量信息向所述光发射机发送充电请求信号；
所述第一射频模块与所述振荡光激发组件连接，所述第一射频模块用于根据接收的所述充电请求信号和所述电量信息，动态调节所述振荡光激发组件的泵浦功率，实现对所述光伏发电组件充电。
9.根据权利要求8所述的可多点接入的激光无线能量传输系统，其特征在于，所述第一射频模块包括告警单元，所述告警单元用于在所述光发射机和所述光接收机未匹配成功，或充电光路中断时发出告警信号。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102664469A (zh) * | 2012-04-28 | 2012-09-12 | 清华大学 | 反馈式激光能量无线传输装置 |
| CN103532253A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-01-22 | 中国科学院半导体研究所 | 激光无线输能系统 |
| US9312701B1 (en) * | 2015-07-16 | 2016-04-12 | Wi-Charge Ltd | System for optical wireless power supply |
| CN106385116A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-02-08 | 暨南大学 | 基于旋转发射镜的激光远距离无线充电装置 |
| CN107769723A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-03-06 | 浙江工业大学 | 用于激光无线充电的积分球式光伏接收装置 |
| CN108134416A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-08 | 同济大学 | 基于时分复用及脉冲宽度调制的移动光学充电系统及应用 |
| CN111937238A (zh) * | 2018-01-02 | 2020-11-13 | Wi-电荷有限公司 | 多波束无线功率传输系统 |
| WO2020242020A1 (ko) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 세종대학교산학협력단 | 무선 광 충전 시스템 및 그 충전 방법 |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| US7742512B2 (en) * | 2004-02-02 | 2010-06-22 | Raytheon Company | Scalable laser with robust phase locking |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102664469A (zh) * | 2012-04-28 | 2012-09-12 | 清华大学 | 反馈式激光能量无线传输装置 |
| CN103532253A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-01-22 | 中国科学院半导体研究所 | 激光无线输能系统 |
| US9312701B1 (en) * | 2015-07-16 | 2016-04-12 | Wi-Charge Ltd | System for optical wireless power supply |
| CN106385116A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-02-08 | 暨南大学 | 基于旋转发射镜的激光远距离无线充电装置 |
| CN107769723A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-03-06 | 浙江工业大学 | 用于激光无线充电的积分球式光伏接收装置 |
| CN108134416A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-08 | 同济大学 | 基于时分复用及脉冲宽度调制的移动光学充电系统及应用 |
| CN111937238A (zh) * | 2018-01-02 | 2020-11-13 | Wi-电荷有限公司 | 多波束无线功率传输系统 |
| WO2020242020A1 (ko) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 세종대학교산학협력단 | 무선 광 충전 시스템 및 그 충전 방법 |
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