レーザを使い安全にスマートフォンをワイヤレス充電

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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