[发明专利]一种用于激光无线能量传输特性的测试装置

说明书

本发明属于无线能量传输技术领域，涉及一种用于激光无线能量传输特性的测试装置，主要由激光器系统、接收端系统、准直系统、温度监测系统、接收端测试系统组成，可以包括太阳自动追踪系统。本发明测试装置，测试系统可根据实验需求进行不同模块的替换，保证了其在实验阶段较高的自由度。可以对远近场以及太阳辐射照射等不同场景下的激光无线能量传输系统特性进行有效测试。激光光束准直器可使激光光束汇聚，使激光光斑在远距离场景下有效覆盖接收端光伏电池表面，温度检测系统便于对定温环境下激光无限能量传输特性进行测试，太阳自动追踪系统能保证在室外太阳辐射照射场景下的测试。

技术领域

本发明属于无线能量传输技术领域，具体涉及一种用于激光无线能量传输系统的特性测试评价装置。

背景技术

激光无线能量传输技术具有能量密度高、能量会聚性好、方向性好、传输距离远和发射接收口径小等优点，经过长距离传输后仍然能保持光束集中，而且光束容易对焦，方向性更好，适合为远距离移动设备供电，在远程能量传输上具有良好的发展前景。

在激光无线能量传输过程中，激光接收端的特性非常重要，激光在传输过程中会受到大气的干扰，会造成光路衰减；同时激光器的光束、发射角以及接收端的接收角等因素同样会引起整个系统传输效率的改变。因此，构建一种用于激光无线能量传输特性的测试装置变得十分重要。

激光在大气介质中传输是各种线性和非线性效应相互作用的复杂物理过程，主要体现为被大气分子和气溶胶的吸收散射过程造成的能流衰减、大气湍流影响引起的光强起伏、光束漂移、光束扩展和到达角起伏、以及高辐射强度下的热晕现象引起的能流分布畸变，因此对于接收端所获得的能量特性的研究具有十分重要的意义，本发明的技术解决问题是：构建一种用于激光无线能量传输特性的测试装置，旨在对实验室场景下以及实际使用中跟随太阳辐射的场景下对于激光无线能量传输的特性进行测试。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供对激光无线能量传输系统特性进行有效测试的测试装置。

为了对激光无线能量传输系统特性进行有效测试，本发明测试装置主要由激光器系统、接收端系统、准直系统、温度监测系统、接收端测试系统组成。

所述准直系统、所述温度监测系统、所述接收端测试系统分别与所述接收端系统相连并传输信号，所述激光器系统与所述准直系统相连并传输信号。

所述激光器系统包括激光电源、激光器、散热器、Z轴位移平台；所述激光电源、所述激光器和所述散热器互相连接。所述激光电源、所述激光器、所述散热器分别安装于所述Z轴位移平台上；

所述准直系统包括激光光束准直器和平凸球面透镜。所述激光光束准直器起到汇聚激光光束的作用，保证不同测试距离下激光无线能量传输系统的测试。所述平凸球面透镜可使激光光束均匀分布。

接收端系统包括光伏电池、位移与旋转平台。所述光伏电池置于所述位移与旋转平台上。

所述温度监测系统通过热电偶对光伏电池实时温度监控，温度监测系统的探头位于接收端光伏电池背面，便于在不同温度环境下进行激光无线能量传输特性测试。

所述接收端测试系统为伏安特性测试仪。

上述的用于激光无线能量传输特性的测试装置，所述位移与旋转平台包括X-Y-Z三轴位移平台、X-Y平面旋转平台。所述X-Y-Z三轴位移平台与所述X-Y平面旋转平台组合在一起，实现X-Y-Z三轴位移和X-Y平面旋转的功能。

上述的用于激光无线能量传输特性的测试装置，还可以包括太阳自动追踪系统。

所述太阳自动追踪系统与所述激光器系统、所述接收端系统分别相连并传输信号。

所述太阳自动追踪系统包括太阳自动追踪器、GPS定位系统、固定支架、直射辐射计、总辐射计和手持辐射记录仪。