Представлены миниатюрные фотопреобразователи для дистанционной передачи энергии космическим аппаратам
Функция миниатюрных фотопреобразователей – генерация электроэнергии при попадании на чувствительный элемент лазерного луча. Даже при размере в 0.2 миллиметра, устройства сохраняют эффективность.
Разработка открывает новые возможности для бесконтактной передачи энергии. С учетом огромного радиуса действия лазерного луча, становится возможной доставка электричества с наземных станций на спутники, сконцентрированные на околоземной орбите, более отдаленные аппараты. Возможно сообщение и между наземными объектами, при отсутствии между ними препятствий, блокирующих луч.
Инновационный подход
Метод передачи электроэнергии “по воздуху” уже не выглядит таким удивительным, как несколько лет назад. Индукционные устройства позволяют восстанавливать заряд аккумуляторов мобильных телефонов и электрокаров. В разработке находится и другая технология такой зарядки – посредством не индукции, а лазерного луча, радиус действия которого измеряется десятками километров.
В теории, лазер подходит для передачи электроэнергии, генерируемой на наземных станциях, орбитальным аппаратам. Схема подразумевает отправку лазерного луча с земли и его улавливание специальными фотоэлектрическими преобразователями, трансформирующими свет в электричество.
До недавних пор, у специалистов не получалось создать преобразователи, сочетающие миниатюрность, невысокую цену и эффективность.
Технический прорыв
Ученые представили миниатюрный фотоэлектрический преобразователь, изготовленный из арсенида галлия, комбинации этого редкоземельного металла с мышьяком.
Конструкция достаточно проста. Основа – слой в форме трапеции, толщина которого составляет всего 45 микрометров. Состоит он из алюминия, мышьяка и галлия, выполняет функции волновода, пропускает лазерный луч, однако, заставляет его преломляться по определенному алгоритму.
Слой неоднороден, доля алюминия в нем постепенно уменьшается от точки входа луча к выходу. Именно неоднородность способствует достижению необходимого преломления, помогает корректировать вектор луча. За счет преломления, световой поток перенаправляется на основной компонент преобразователя, элемент из арсенида галлия, на котором происходит трансформация световых частиц в электричество.
Специалисты не остановились на достигнутом, провели ряд тестов, направленных на уменьшение габаритов преобразователя без вреда для эффективности. В ходе испытаний, было подготовлено несколько фотопреобразователей, различных по длине. Габариты самого компактного устройства составили 80 микрометров, крупного – 750. Было установлено, что по эффективности они сопоставимы, среднее значение составило 45 процентов. Длина меньше 80 микрометров сказывается на эффективности, она не выходит за 30 процентов.
Эта особенность объясняется физическими явлениями и закономерностями. В коротких преобразователях не удается достичь выраженного преломления лучей, они “пролетают” мимо активной зоны.
Популярное
Осенью обрезаю малину по методу Мичурина: кусты живут до 20 лет и дают ягоды размером с крупную черешню
28 сентябряМышей из погреба провожаю без церемоний: один деревенский приём — и хвостатые ищут зимовку в другом месте
29 сентябряОдин пшик и сорняков нет: как очистить садовые дорожки от зарослей — выжигает корни напрочь
27 сентябряНовогодние праздники снова перенесли из-за ситуации в стране: каникулы в январе уже не будут прежними
8 октябряКрасная Огненная Коза заглядывает в тарелки: что поставить на стол в Новый год — 2027, чтобы рогатая хозяйка осталась довольна
2 октябряРыжие “монстры” ушли с участка: простая схема из 3 обработок очистит огород от испанских слизней
26 сентябряЗабудьте про колышки и спальники — палатки уходят в прошлое: как отдыхают на природе в 2026 году без сырости
30 сентябряВ печи лежит одно полено, а в доме тепло: что называют «вечным» поленом и как оно работает
28 сентябряКомпостная яма пыхтит как котёл плодородия: в сентябре заливаю в неё жижу — к весне земля жирнее сливочного масла
28 сентябряПрощай, палатка: умные туристы выбирают новые форматы отдыха, которые избавляют от сырости и холода
9 октябряОвнам - алые розы, Ракам - белые лилии: лучшие цветы для букетов по гороскопу на День учителя и не только
30 сентября2 стакана в таз — и вековой нагар слетает со сковороды, словно скорлупа с варёного яйца
18 октябряГаз и дрова — уже прошлый век: как зимой согреть частный дом за копейки
27 сентябряДва стакана в таз — и вековой нагар сходит со сковороды, как скорлупа с варёного яйца
11 октябряВ мэрии Йошкар-Олы назвали дату начала отопительного сезона
28 сентябряУмные немцы забыли про обогреватели: они перешли на новый тренд — полчаса и в комнате тепло, как в бане
6 октябряНикакой больше горчицы: сею сидерат в два раза эффективнее - земля весной мягкая, как пух
26 сентябряИзношенные шины обшиваю деревянными рейками: как собрать дачный пуф в «дубовом пиджаке»
4 октябряПочему у губок для посуды разные цвета - это вовсе не для красоты: как оттенок спасает сковородки от порчи
13 октябряЗакупаю в "Светофоре" коврики-травки рулонами: один тащу на веранду, другой в теплицу — ещё 3 применения в быту
9 октября