[实用新型]基于万花筒光束均匀技术的激光无线充电装置

说明书

一种基于万花筒光束均匀技术的激光无线充电装置，所述充电装置包括激光器、扩束镜、万花筒、光伏电池板和充电控制电路，所述激光器的输出侧安置有扩束镜，所述扩束镜输出侧安置有万花筒，所述万花筒的输出侧安置有光伏电池板，所述光伏电池板和充电控制电路连接；所述万花筒用于将入射激光通过多次反射来破坏了原来激光光源的干涉作用，使得输出光能重新分布，出射光强分布会很均匀。本实用新型提供一种结构简单、装调简易、设计灵活、开发周期短，加工工艺简单、加工成本低、价格低廉、分布均匀的基于万花筒光束均匀技术的激光无线充电装置。

技术领域

本实用新型涉及无线充电技术，尤其是一种激光无线充电装置。

背景技术

激光无线能量传输技术兴起于2000年左右，随着大功率激光技术发展而得到快速发展，可广泛应用于国防、新能源汽车以及电子产品等各种领域，特别是可实现许多特殊用途，其应用前景被越来越多的人看好。但是激光无线能量传输技术涉及到激光器结构设计、高功率激光在大气中的传输效率、单色激光辐射下光电池转化效率等问题，无论是激光技术领先的欧美，还是激光技术相对落后的国内，激光充电技术都刚刚起步，相关报道寥寥无几。

其中由于激光束的高斯能量分布，导致能量分布不均匀，各个光伏电池接收的光强不同，光生电流大小不同，串联电路的电流受限于光生电流最小的光伏电池，并联电路的电压受限于光生电压最小的光伏电池，导致传输能量的损失，甚至造成光伏电池的损坏，降低电能输出效率。

因此需要通过光束整形将高斯光束转换为能量均匀分布的平顶光，以消除激光光强分布不均匀引起的不良效果。所谓光束整形是将输入平面上光束的复振幅分布经光学系统调整后，变换为输出平面上符合要求的光束复振幅分布的过程。光束整形技术有孔径光阑整形、衍射光学元件整形、非球面透镜整形及微透镜阵列整形等。以上方法具有适应性差，制作成本高，无法根据入射光束变化在线调整等缺陷。

发明内容

为了克服已有激光无线充电装置中激光能量分布不均匀导致的电能输出效率低的问题，以及现有光学整形方法成本高、适应性差等不足，本实用新型采用高反射率的万花筒作为整形光学元件，万花筒的多次反射破坏原有激光的干涉作用获得强度分布均匀的输出光。该装置具有结构简单、装调简易、设计灵活、开发周期短，加工工艺简单、加工成本低、价格低廉而将得到更多的实际应用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于万花筒光束均匀技术的激光无线充电装置，所述充电装置包括激光器、扩束镜、万花筒、光伏电池板和充电控制电路，所述激光器的输出侧安置有扩束镜，所述扩束镜输出侧安置有万花筒，所述万花筒的输出侧安置有光伏电池板，所述光伏电池板和充电控制电路连接；所述万花筒用于将入射激光通过多次反射来破坏了原来激光光源的干涉作用，使得输出光能重新分布，出射光强分布会很均匀。

进一步，所述万花筒采用4面长宽一样的镜子粘接成空心器件，镜面向内，形成截面呈正方形，玻璃镜的高反射面朝向内侧

或者是：所述万花筒的端面为三角形、五边形或六变形。

再进一步，所述激光器为半导体激光器或二极管泵浦固体激光器。

所述扩束镜为伽利略式多倍扩束镜，扩束镜由二个镜片组成，包括一个输入的凹透镜和一个输出的凸透镜，输入镜将虚焦点光束传输给输出镜，二镜片两面镀有808nm或者1000nm窄带增透膜。

所述光伏电池板采用平板式多晶硅、单晶硅、GaAs、铟嫁砷InGaAs材料的太阳能电池板，其带隙宽度和808nm波长或者1000nm激光匹配。

所述充电控制电路包括电压稳定和控制系统，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。