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科学家开发高功率光纤激光器为纳米卫星供电

2024-01-18 09:16:35  来源:激光网原创    

在太空中使用激光是现实。尽管无线电波多年来一直是空间通信的支柱,但以更快的方式传输更多数据的需求使这些更轻、更灵活、更安全的红外线成为空间通信的未来。

最近,WipTherm是一个欧洲项目,致力于开发用于太空探索的微型卫星电源领域的无线能量传输的开创性解决方案。系统与计算机工程、技术与科学研究所是该项目的五个合作伙伴之一,专注于开发高功率光纤激光器。先进材料、纳米技术和光子学物理研究所和波尔图大学理学院是负责协调该项目的实体。

研究小组在葡萄牙西海岸城市阿威罗的一个空军基地展示了该解决方案。INESC TEC应用光子学中心的研究员Orlando Frazão对该项目的结果做出了“非常积极的评估”。“我们能够增加对高功率激光器的了解,并开发具有多种潜在应用的新型光纤激光器。”

像葡萄牙研发研究所开发的激光器在太空探索中尤为重要。光纤通信,其中光用于传输信号,是空间通信等场景中的相关选择。

“我们在联盟中的角色专注于开发一种完全采用光纤的高功率激光器,工作范围为 1550 纳米,最大功率为 40 瓦。此外,我们设计了一种望远镜,能够使用一系列透镜同时照亮27个热电传感器,“FCUP的研究员和教授说。

在圣哈辛托空军基地的WipTherm最终演示中,研究人员能够实现20瓦的功率输出,为热电传感器供电。“未来的发展可能包括将这些激光器转换为脉冲激光器,以获得接近千瓦的功率,”奥兰多·弗拉佐补充道。

“主要目标是开发连续发射激光器,以获得足够的功率并在热电系统中产生温度梯度。在太空中使用激光是现实;然而,激光需要更加小心,因为它们是可用于军事目的的仪器。我们正试图了解哪些类型的激光器以及哪些功能可用于学术目的或作为商业解决方案,“研究人员说。

“权力”是波尔图大学协调的项目关键词之一。WipTherm的主要目标是创建一个创新的无线能量传输系统,为CubeSat技术中使用的储能组件充电。

这一点至关重要:随着CubeSat技术的进步,这一细分市场的能源需求也在增加,需要更大的太阳能电池板、高效的储能系统和其他能量传输和收集系统。在演示过程中,该团队使用高功率激光器为立方体卫星充电。这颗非常小的卫星配备了IFIMUP开发的热电传感器,能够吸收1500纳米的光,从而提高了充电效率。

根据奥兰多·弗拉桑的说法,“现在还为时过早”,以了解在项目范围内开展的工作对行业未来的潜在影响。然而,使用 WipTherm 学习使研究人员能够专注于一个新的欧洲项目 Transition。“在这个新项目中,我们已经为使用激光充电的想法提供了一个商业模式,”奥兰多·弗拉桑总结道。

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