[发明专利]激光发射装置、激光发射方法和激光无线充电系统

说明书

本申请公开了一种激光发射装置、激光发射方法和激光无线充电系统，涉及无线充电领域，用于扩大激光发射装置跟踪激光接收装置的范围。激光发射装置包括：检测控制模块、泵浦源以及设置于光路上的第一反射镜组、增益介质和光束偏转模块；增益介质受泵浦源泵浦而发射荧光，受激于荧光在第一反射镜组与激光接收装置之间谐振发射激光；光束偏转模块射出增益介质发射的荧光或激光以及向增益介质射入由激光接收装置反射的荧光或激光；检测控制模块将光束偏转模块调节至多个预设发射角度；检测在多个预设发射角度荧光或激光的光强以及激光在检测控制模块上光斑位置；如果在任一预设发射角度光强大于第一阈值，则根据光斑位置调节光束偏转模块的发射角度。

技术领域

本申请涉及激光无线充电领域，尤其涉及一种激光发射装置、激光发射方法和激光无线充电系统。

背景技术

激光无线充电技术是一种远距离无线充电技术，即激光发射装置向激光接收装置发射激光，激光接收装置接收激光后将其转换为电能并进行充电的技术。

在实际应用中由于激光接收装置相对激光发射装置是移动的，因此激光发射装置要对激光接收装置的位置进行扫描和跟踪。对于激光发射装置和激光接收装置通过形成谐振而传输激光的激光无线充电系统来说，受制于谐振的稳定性限制，激光发射装置发射的激光的范围很小，使得激光接收装置很容易接收不到激光。

发明内容

本申请实施例提供一种激光发射装置、激光发射方法和激光无线充电系统，用于扩大激光发射装置跟踪激光接收装置的范围。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种激光发射装置，包括：检测控制模块、泵浦源，以及，设置于光路上的第一反射镜组、增益介质和光束偏转模块；增益介质，用于受泵浦源的泵浦而发射荧光，以及，受激于荧光在第一反射镜组与激光接收装置之间的谐振而发射激光；光束偏转模块，用于射出增益介质发射的荧光或激光，以及，向增益介质射入由激光接收装置反射的荧光或激光。检测控制模块，用于：依次将光束偏转模块调节至多个预设发射角度，即通过在一定区域内发射激光来对激光接收装置进行扫描。检测在多个预设发射角度时荧光或激光的光强，以及，激光在检测模块上的光斑位置；如果在任一预设发射角度光强大于第一阈值，即激光在第一反射镜组与激光接收装置之间产生谐振，则根据光斑位置调节光束偏转模块的发射角度，以使光束偏转模块射出的激光对准激光接收装置，即进行精细调节。本申请实施例提供的激光发射装置，由于光束偏转模块可以大角度调节激光的发射角度，不必受制于反射镜的反射范围限制以及谐振腔的稳定性限制，因此可以提高激光发射装置的激光的发射范围。

在一种可能的实施方式中，检测控制模块包括控制模块和检测模块，控制模块向减小光斑位置与检测模块中心之间的偏差的方向，调节光束偏转模块的发射角度，直至光斑位置与检测模块中心之间的偏差的绝对值小于等于第二阈值。该实施方式公开了控制模块具体怎样精细控制光束偏转模块的发射角度，光斑位置越靠近检测模块的中心，激光的功率越大。

在一种可能的实施方式中，光束偏转模块包括第一振镜和第二振镜；来自增益介质的荧光或激光依次通过第一振镜和第二振镜反射后射出，从激光发射装置外射入的荧光或激光依次通过第二振镜和第一振镜反射后传输回增益介质；控制模块通过控制第一振镜和第二振镜的旋转角度来调节光束偏转模块的发射角度。该实施方式公开了光束偏转模块的一种可能结构，通过调节第一振镜和第二振镜的旋转角度可以调节扫描的角度，也可以精细调节激光发射装置发射激光的方向，以对准激光接收装置。

在一种可能的实施方式中，激光发射装置还包括第一透镜组，第一透镜组设置于增益介质和光束偏转模块之间的光路上，第一透镜组用于调节激光的起振距离和起振角度范围。通过改变第一透镜组的光学参数例如镜片的焦距或放大倍数等，可以改变不同距离下和角度范围下的谐振腔稳定性，例如放大倍数越小，则起振距离越近，但起振角度范围更大；放大倍数越大，则起振距离越远，但起振角度范围越小。又例如，焦距越长，则起振距离越长，但起振角度范围更小；焦距越短，则起振距离越短，但起振角度范围更大。