钻石
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激光
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钻石和激光在一起,能擦出怎样的火花呢?
瑞士一家名为LakeDiamond的公司利用自家开发的人工钻石和激光发生器相结合,产生高质量的远距离光束,从而能够实现对无人机的远距离无线充电。
上述组合是不是听起来很奇妙?其实,激光实际上是通过钻石激发的,如果想要它能够为无人机充电,就要解决激光光束的质量不会随着距离的增加而下降。
LakeDiamond首席执行官帕斯卡尔·加洛(Pascal Gallo)说,该公司实验室制造的钻石是一个光滑的小矩形,直接放在激光源的前面,其可以将一个低功率的激光二极管转换成光束。这种激光光束具有一致性和平行性,可以延伸数百米。钻石是极好的导热体,而且对光透明,可以通过产生大量热量的高密度激光束,然后将这些热量散去,让更多的能量通过。“腔内含有钻石的激光器可以产生非常强、几乎完美的光束,发散度极低,”加洛说。
LakeDiamond研发的人造钻石比天然钻石更纯净。这种人造钻石由碳原子在晶体图案中分层制造,蚀刻在表面上的光栅产生镜像效果,从而决定了光束的宽度。该公司目前开发的测试系统使用1.55微米激光器产生4瓦的能量,相当于1万个激光指示器所需的电力。其可以为手掌大小、携带相机的小型无人机提供动力,在长达10米的距离内源源不断地提供动力。加洛说,下一步他们将能够为专业无人机提供100瓦的电力,最长距离可达100米,他们希望在未来几年实现这一目标。
钻石可能不足以实现这一目标。斯坦福大学(Stanford University)光子科学教授罗伯特拜尔(Robert Byer)表示,如今的激光技术已经足够强大,能够满足这些能量需求。“即使是5瓦的激光指示器也足以为附近的无人机提供动力。”他说,问题在于现有的光伏电池每平方米大约能产生200瓦的能量。安装在无人机上的光伏电池必须体积适中,以便在不影响无人机功能的情况下发挥作用。
不过,如果这种激光发生器真的能像宣传那样发挥作用,那它就完全可以在不使用重型电池的情况下飞行,前提是它们要沿着这些通过GPS跟踪系统设定的能量传输激光网络飞行。(无人机上还会配置备用电池,有足够的电力着陆。)考虑到地面发电站的密集程度,无人机可以在源源不断的电力供应下飞行数百英里。LakeDiamond表示,一架手掌大小、耗电量2到3瓦、运行时间30分钟的无人机,只需1分钟就可以充满电。
文章来源:环球无人机
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