ワシントン大学の研究チームは、レーザを使って安全にスマートフォンをワイヤレス充電する方法を初めて開発した。
発表された研究成果によると、レーザ発振器からの不可視ナロービームが部屋の反対側にあるスマートフォンを充電することができる。また、潜在的に、標準USBケーブルと同じ速さで充電できる。これを完成させるために研究チームは、スマートフォン背後に電力素子をマウントした。これが、レーザからのパワーを使ってスマートフォンを充電する。さらにチームは安全機能をカスタム設計した、スマートフォン上の金属平板ヒートシンクは、レーザからの過剰な熱を放出するためのもの。また、人が充電ビームに入ろうとするとき、レーザを遮断するリフレクタベースの機構もその1つ。
充電ビームは、レーザエミッタによって生成される。レーザは、近赤外スペクトルの集光ビームを生成するようにチームが設定している。充電ビームを遮断するシステムは、ローパワーの無害なレーザ「ガードビーム」を中欧に置いて。このビームは、充電ビームと共同配置した別の光源が放射しており、充電ビームを物理的に「囲んで」いる。特注の3Dプリントされた「リフレクタ」がスマートフォンの電力素子の周りに置かれており、これがガードビームを反射してレーザエミッタのフォトダイオードに返す。ガードビームは電話そのものを充電しないが、人がビームパスに入るときに、スマートフォンからエミッタへの反射によりビームは「センサ」として働く。ガードビームのブロックは、数十年の生理学的研究に基づいて、人体の最速動作を検出できるほど高速にできる。
論文の共著者Arka Majumdar准教授によると、次世代のナノスケール光デバイスはGHz周波数で動作すると考えられ、シャッタの応答時間はナノ秒になる。
ビームは、スマートフォンの背面にマウントされた電力素子により、スマートフォンを充電する。細いビームが、4.3mの距離から安定した2Wパワーを15平方インチに供給する。しかしエミッタは、ビーム半径を最大100平方㎝に12mの距離から充電できるように変更可能である。この拡大は、エミッタがより広い充電領域、例えばカウンタやタブレットを狙え、またその面のどこにスマートフォンを置いても充電できることを意味する。
研究チームは、高周波音響「チャープ」放出により、スマートフォンの位置を信号で知らせるようにプログラムした。これは、人には聞こえないが、レーザエミッタの小さなマイクロフォンが拾える感度である。
エミッタが、所望の充電面にあるスマートフォンを検出すると、レーザのスイッチを入れてバッテリの充電が始まる。
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