[实用新型]一种基于导光板的激光无线能量传输系统

说明书

本实用新型公开了一种基于导光板的激光无线能量传输系统，其包括激光发射器、导光板以及光伏接收器，所述导光板用于将激光发射器发出的激光导向至光伏接收器，所述导光板的底面设置有用于将非均匀的入射激光转变为均匀的外射激光的微结构阵列。本实用新型通过导光板引导激光的散射方向，改变光的传播方向，提高光伏接收器上的辐照激光的均匀性，减少串并联的光伏接收器由于收到功率不同的激光而造成的失配损耗，提高基于导光板的激光无线能量传输系统的输出功率和效率。同时激光在导光板传输过程中由点状的激光被转换成面光源，便于传统平板型光伏接收器接收到激光辐照，使得激光容易充满整个接收面板，从而减小器件的能量损耗。

技术领域

本实用新型涉及无线能量传输领域，尤其涉及一种基于导光板的激光无线能量传输系统。

背景技术

无线能量传输是一种无接触的能量传输方式，能量从能量源传输到负载不需要通过传统的传输线来实现，从该技术诞生以来，就因为其自身方便安全，且能够满足某些特殊环境下供电的需求而备受各方关注，有着广阔的应用前景和极高的实用价值。

无线能量传输技术通常是通过空气或者其他介质来实现电能的传输的，其中被认为相对有应用前景的两种载体有微波和激光。激光具有单色性、方向性好、能量集中等优点，即使在较小发射功率条件下，基于导光板的激光无线能量传输系统也能实现远距离的电能传输，同时系统所需要的发射和接收设备的体积和质量只需要同类微波设备的1/10，因此更具有发展前景。

但激光是呈现中心部分的光强较强，边缘部分的光强较弱的光强分布，即所谓的高斯分布, 对于远距离无线能量传输来说，激光能量的这种非均匀性非常有利于能量在空气或者媒介中传播，可减少传输过程中的能量损耗。但在接收端进行光电转换的时候，非均匀光辐照下光伏接收器的效率要大大低于均匀光辐照，因此要使激光无线能量系统能得到大量的很好应用，解决接收端激光均匀问题是关键。

因此，现有技术还有待于改进。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于导光板的激光无线能量传输系统，旨在解决由于激光辐射的非均匀性而导致基于导光板的激光无线能量传输系统的输出功率和效率较低的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于导光板的激光无线能量传输系统，其中，包括激光发射器、导光板以及光伏接收器，所述导光板用于将激光发射器发出的激光导向至光伏接收器，所述导光板的底面设置有用于将非均匀的入射激光转变为均匀的外射激光的微结构阵列。

所述的基于导光板的激光无线能量传输系统，其中，所述微结构阵列为呈阵列排布的导光点组成。

所述的基于导光板的激光无线能量传输系统，其中，所述微结构阵列为大小相同且疏密程度相同的导光点组成。

所述的基于导光板的激光无线能量传输系统，其中，所述微结构阵列为大小不同且疏密程度不同的导光点组成。

所述的基于导光板的激光无线能量传输系统，其中，所述导光点为球形凸起、柱形凸起、规则多边形凸起或不规则多边形凸起中的一种。

所述的基于导光板的激光无线能量传输系统，其中，所述导光板为矩形板，其包括四个侧面、底面和顶面，其中一个侧面为激光入射面，所述顶面为激光射出面，所述另外三个侧面和底面均设置有反射板。

所述的基于导光板的激光无线能量传输系统，其中，所述导光板材料为熔融石英。

所述的基于导光板的激光无线能量传输系统，其中，所述激光发射器前端还设置有用于调整激光光斑尺寸大小的扩束镜；所述激光发射器、扩束镜以及导光板位于同一水平面，所述光伏接收器位于导光板的正上方。

所述的基于导光板的激光无线能量传输系统，其中，当所述激光发射器为808nm波长半导体激光器，所述光伏接收器由GaAs光伏电池单元组成。