大气影响下激光无线能量传输接收端多场耦合特性
摘要
通过比尔定律和功率谱反演法计算得到激光束在大气传播过程中所产生的大气衰减和大气湍流的影响，进而获得激光到达接收端时的光场分布，同时基于非线性回归和实验研究获得光伏电池模型的基本参数，构建中远距离下的激光无线能量传输系统接收端多物理场模型，并通过仿真分析在经历不同湍流强度大气传输之后接收端的光-电-热多场耦合特性。结果表明，大气对激光传输造成严重的影响，使得接收端前的光场分布发生严重畸变，进而使得激光无线能量传输接收端光伏电池的输出功率以及光电转换效率呈现下降趋势，大气湍流折射率结构常数由Cn2=2×10-15 m-2/3增大至Cn2=2×10-13 m-2/3时，接收端的最大功率下降了0.054 W，光电转换效率下降了1.51%。同时，不同波长的激光束、传输距离、大气湍流强度等是制约激光无线能量传输系统效率的重要因素，激光无线能量传输系统接收端的光-电-热多场耦合特性分析，对于激光无线能量传输系统的设计和改进具有重要意义。
引用本文（GB/T 7714）
侯一超 Hou Yichao, 孟宪龙 Meng Xianlong, 张璞 Zhang Pu, 等. 大气影响下激光无线能量传输接收端多场耦合特性[J]. Acta Optica Sinica, 2024.
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