[发明专利]一种无线能量传输发射装置、传输系统及传输方法

权利要求书

1.一种无线能量传输发射装置，其特征在于，包括：激光指示器、传能激光器、激光处理单元以及光学发射天线，其中，

激光指示器，提供指示光能，并将指示光能传输给所述激光处理单元；

传能激光器，提供待传输光能，并将待传输光能传输给所述激光处理单元；

激光处理单元，对所述激光指示器传输的指示光能进行第一基础处理后，传输给所述光学发射天线；以及根据接收装置反射回来的反射指示光能进行第三基础处理得到反射指示信息，所述反射指示信息用于确定所述光学发射天线的位置；以及，在确定好所述光学发射天线的位置后，对所述传能激光器传输的待传输光能进行第二基础处理后，传输给光学发射天线；所述激光处理单元，包括按照光路依次设置的二向分色片、第一四分之一波片、偏振分光棱镜、第二四分之一波片、滤光片、图像传感器；以及设置在偏振分光棱镜一侧并在激光指示器出射光轴上的起偏器；所述二向分色片设置在传能激光器出射光轴延伸段；

光学发射天线，将激光处理单元传输的指示光能和待传输光能向接收装置传输；所述光学发射天线包括：第一正透镜、第二正透镜；所述第二正透镜与所述第一正透镜平行设置；以及伺服控制器，所述伺服控制器用于根据发射装置和接收装置之间的距离、接收装置中光电池的面积控制所述第一正透镜和所述第二正透镜之间的焦距；

所述第一基础处理包括：将所述激光指示器传输来的指示光能偏振态经起偏器调整为竖直偏振态，再经过偏振分光棱镜反射至第一四分之一波片，经过第一四分之一波片后变为圆偏振光，再经二向分色片滤光后反射至光学发射天线；

所述第二基础处理包括：将所述传能激光器传输来的光能经二向分色片滤光后透射至光学发射天线；

所述第三基础处理包括：将光学发射天线接收到的反射指示光能传输给二向分色片滤光后反射至第一四分之一波片透射，透射后偏振态变为水平偏振光，再经偏振分光棱镜透射，再依次经过第二四分之一波片、滤光片滤波，并由图像传感器接收。

2.如权利要求1所述的无线能量传输发射装置，其特征在于，所述反射指示信息用于确定所述发射天线的位置包括：根据指示光能在图像传感器的位置调整光学发射天线相对于接收装置的位置，使指示光能聚焦光斑位于图像传感器感光面中心，并锁定光学发射天线位置。

3.如权利要求1所述的无线能量传输发射装置，其特征在于，

所述发射装置还包括：第一计算机、第一望远镜、第一二维转台；

其中：

所述第一计算机具有多个连接端口，并且分别连接所述图像传感器、第一二维转台、光学发射天线；

所述第一望远镜设置于所述第一二维转台上；

所述激光处理单元、光学发射天线设置于所述第一二维转台上。

4.如权利要求3所述的无线能量传输发射装置，其特征在于，所述的第一望远镜的光轴方向与所述的传能激光器出射激光主轴方向平行。

5.一种基于激光的无线能量传输系统，其特征在于，包括如权利要求1-4中任一项所述的发射装置及与其无线传输连接的接收装置，所述接收装置包括：

光电池,用于将接收到的光能转化成电能；

角锥棱镜，所述角锥棱镜固定于所述光电池中心，用于接收光学发射天线传输来的光束并原路反射于光学发射天线。

6.如权利要求5所述的基于激光的无线能量传输系统，其特征在于，

所述接收装置还包括能量管控单元、负载、蓄电池、第二望远镜、第二二维转台、第二计算机；

其中：

所述第二望远镜位于所述第二二维转台上；所述光电池设置于所述第二二维转台上；所述第二二维转台与所述第二计算机连接；

所述光电池依次连接有能量管控单元、负载；所述能量管控单元连接有蓄电池。

7.如权利要求5所述的基于激光的无线能量传输系统，其特征在于，所述图像传感器包括聚焦镜头及位于所述聚焦镜头后焦面上的感光元件。

8.如权利要求5所述的基于激光的无线能量传输系统，其特征在于,

所述的二向分色片的透射平面与所述的传能激光器出射激光主轴方向成45°夹角。