[发明专利]一种无线能量传输系统

说明书

本申请公开了一种光通结构及无线能量传输系统，通过在石英主体中分布散光材料，且散光材料的折射率与石英主体的折射率不同，使入射到石英主体中的光束被散光材料向石英主体的侧壁反射或散射，即石英主体中的散光材料作为反射或散射中心，使入射到石英主体中的光束被散光材料有效分散为射向石英主体的侧壁的光波，并由石英主体的侧壁射出，那么，光电器件再接收由石英主体的侧壁射出的光波时，所接收的光波能量得以降低，便于光电器件进行光电转换，避免光电器件因直接接收高能量密度的光束而损坏，以在长距离无线能量传输的接收端实现高能量密度的光束的收集。另外，从石英主体侧壁出射的光还可以用于照明、辐射等功能。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种无线能量传输系统。

背景技术

近年来，无线能量传输或无线功率传输作为未来能量传输的重要技术，越来越受到人们的重视。其中，短距离无线能量传输可以采用电磁波或电磁感应的方式进行，例如手机无线充电等，这给人们的生活带来很多便利。但是，长距离无线能量传输一直是相对困难的技术难点。

长距离无线能量传输在能量密度、定向性和损耗方向都存在诸多问题。最常见的一种长距离无线能量传输是光的传输，由于自然光本身的能量密度(一般大约在1000W/m²)不高，因此，需要高能量密度的特定光束(如激光)进行长距离无线能量传输，进而在接收端可以采用光电转换、光热转换的方式进行收集。然而，光电器件通常无法承受高能量密度的光束，否则会导致光电器件损坏，而光热转换又存在转换效率低，以及下一步转换为高品质电能传出的话，还需要再进行热能到电能的转换，导致能量转换形式过于复杂。

因此，如何在长距离无线能量传输的接收端收集高能量密度的光束，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种无线能量传输系统，以利用该光通结构对长距离无线能量传输的接收端接收到的高能量密度的光束进行分散，降低光电器件接收到的光波能量，便于光电器件进行光电转换，以在长距离无线能量传输的接收端实现高能量密度的光束的收集。

为实现上述目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种无线能量传输系统，包括：

光源，所述光源用于发出沿第一方向传输的光束；

位于所述光束的传输路径上的光通结构，所述光通结构包括石英主体和分布于所述石英主体中的散光材料；

其中，所述石英主体沿所述第一方向延伸，所述石英主体具有沿所述第一方向相对设置的第一端和第二端，所述石英主体的第一端接收所述光束；

所述散光材料的折射率与所述石英主体的折射率不同，使入射到所述石英主体中的所述光束被所述散光材料向所述石英主体的侧壁反射或散射，并由所述石英主体的侧壁射出。

可选的，还包括：

第一光电器件，所述第一光电器件环绕所述石英主体的侧壁设置，用于吸收从所述石英主体的侧壁射出的光，并将从所述石英主体的侧壁射出的光的能量转化为电能。

可选的，部分所述光束穿过所述石英主体由所述石英主体的第二端射出，所述无线能量传输系统还包括：

第二光电器件，所述第二光电器件位于所述石英主体的第二端，用于吸收从所述石英主体的第二端射出的光，并将从所述石英主体的第二端射出的光的能量转化为电能。

可选的，所述散光材料的粒径大于等于所述光束的波长的1/4，小于等于所述光束的波长的4倍，使入射到所述石英主体中的所述光束被所述散光材料向所述石英主体的侧壁散射。

可选的，所述散光材料为量子点材料或微纳晶体材料。

可选的，所述散光材料的粒径的取值范围为1nm-20μm，包括端点值。