摘要：设计了一种基于多单管半导体激光器的光纤耦合模块。16个器件准直后通过刀锋直角棱镜与直角棱镜的组合实现空间合束,使得多个光束在慢轴与快轴2个方向同时叠加,最终可耦合至105μm@0.22NA的光纤中,理论耦合效率可达84%。同时完成了原理性试验,实现了37.6W激光输出,耦合效率可达73.4%。

摘要：激光无线能量传输在无人机、卫星空间站和探月机器人供电等方面具有潜在应用前景,其系统效率成为了其应用的关键瓶颈。为了提高激光无线能量传输系统发射端激光器的电光转换效率、接收端光斑均匀性和有效窗口收光比,提出了用于激光无线能量传输发射端的高效率半导体激光器设计方案。基于合束效率较高的空间合束设计了一套高功率高效率半导体激光系统,接收端光斑不均匀度可优化至0.207,有效窗口内收光比大于94%。搭建了千瓦级激光无线能量传输实验装置,发射端半导体激光系统直接输出矩形光斑,与矩形光电池匹配,提高了电池阵布片率。利用多光束指向性可调节特点,优化了接收端光斑均匀度,有利于提高接收端电池的转换效率及简化电源管理。该设计与研究为激光无线能量传输的实际应用提供了借鉴意义。