[实用新型]一种基于分光装置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分光装置的激光无线能量传输系统，包括用于发出激光的激光发射装置，用于接收所述激光并将所述激光分成n份相同光通量的分光的分光装置，用于接收所述分光并将所述分光转换为电能的空心球状光伏接收器，所述空心球状光伏接收器的中心设置有均匀向外以辐射状分布的n根分光支架，所述n根分光支架用于固定所述分光装置的输出光纤，从而使所述n份相同光通量的分光对应直接照射至所述空心球状光伏接收器的360/n度立体角区域，采用对激光进行分光的方式可以保证空心球状光伏接收器内壁的每个区域都能被激光直接照射，减少不同区域光照强度的差异，进一步地利用空心球状光伏接收器的密闭空心结构，重复利用激光的能量，提高基于分光装置的激光无线能量传输系统的光电转换效率和输出功率。

技术领域

本实用新型涉及无线能量传输技术领域，尤其涉及一种基于分光装置的激光无线能量传输系统。

背景技术

能量密度高、发散角小、方向性好等优点使激光在无线能量传输领域中发挥了较强的技术优势，然而，目前尽管用于激光无线能量传输的激光器、光伏电池及相关光学技术已经成熟，但是还没有相关成熟的激光无线能量传输系统得到广泛应用，主要原因在于激光无线能量传输系统的输出功率低，光电转换效率远远低于单个光伏电池的转换效率。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术缺陷，本实用新型提供一种基于分光装置的激光无线能量传输系统，旨在实现激光的重复利用，提高光电转换效率和激光无线能量传输系统的输出功率低。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于分光装置的激光无线能量传输系统，其特征在于，包括用于发出激光的激光发射装置，用于接收所述激光并将所述激光分成n份相同光通量的分光的分光装置，用于接收所述分光并将所述分光转换为电能的空心球状光伏接收器，所述空心球状光伏接收器的中心设置有均匀向外以辐射状分布的n根分光支架，所述n根分光支架用于固定所述分光装置的输出光纤，从而使所述n份相同光通量的分光对应直接照射至所述空心球状光伏接收器的360/n度立体角区域，其中，2≤n≤360。

进一步地，所述分光装置包括光接收器，以及与所述光接收器连接的光纤分光器，所述光纤分光器包括输入光纤以及均与所述输入光纤连接的n根输出光纤，所述n根输出光纤用于将所述输入光纤输入的激光分成n份相同光通量的分光。

进一步地，所述光接收器为圆锥型光接收器，所述圆锥型光接收器的底部大直径端面为激光输入端面，所述圆锥型光接收器的顶部小直径端面为激光输出端面。

进一步地，所述圆锥型光接收器的内部侧面设置有反射膜。

进一步地，所述n根输出光纤的输出端对应固定在所述n根分光支架上。

进一步地，所述n＝360。

进一步地，所述激光发射装置包括用于发射激光的激光器以及用于对所述激光进行准直的扩束镜。

进一步地，所述空心球状光伏接收器的内部由硅基光伏电池或光伏材料拼接而成。

进一步地，所述光伏材料为GaInP/GaAs/Ge、GaInP2/GaAs/Ge或GaInP/InAs/Ge中的一种。

进一步地，基于分光装置的激光无线能量传输系统还包括与所述空心球状光伏接收器电连接的电能管理器，以及与所述电能管理器电连接的终端设备。