DARPA 破纪录激光演示迄今最强大光束，重新定义无线能量传输

热门资讯 2025年07月23日 18:03 1 admin

美国国防高级研究计划局与海军研究实验室联合实现了光学功率传输技术的历史性突破，成功在5.3英里距离上传输800瓦功率，仅用时30秒就刷新了无线能量传输的世界纪录。这一成就标志着人类在远程能量传输领域迈出了革命性的一步，为解决偏远地区和特殊环境下的能源供应难题提供了全新的技术路径。

这项技术的核心在于使用高能光学激光将电能转换为光束，通过大气传输到目标位置，再由专门设计的接收器将光能重新转换为电能。整个过程实现了约20%的能量转换效率，虽然仍有改进空间，但已经证明了长距离光学功率传输的技术可行性。

DARPA的这一突破性演示不仅打破了以往的技术记录，更重要的是验证了光学功率传输在实际应用中的潜力。传统的能源供应方式依赖于燃料运输和基础设施建设，在战场、灾区和偏远地区面临巨大的后勤挑战。而光学功率传输技术能够实现能源的即时、远程传输，从根本上改变能源分配的模式。

DARPA创纪录光学功率传输演示的示意图，由人工智能生成。

技术创新的关键突破

此次测试的成功很大程度上归功于定制接收器的技术创新。该接收器采用紧凑型孔径设计，最大限度地减少了激光束通过时的能量损失。接收器内部配置的抛物面镜能够将激光重新定向到光伏电池上，高效地将光能转换回电能。

这种设计理念代表了光学功率传输技术的重要进步。早期的功率传输实验往往受到接收效率低下和传输距离限制的困扰，而新的接收器设计显著提升了系统的整体性能。20%的能量转换效率虽然看似不高，但在长距离功率传输领域已经是一个可观的成就。

测试团队甚至用传输的能量进行了一个富有象征意义的演示——爆爆米花，这一举动致敬了科幻电影《真正的天才》。这个看似轻松的细节实际上展示了技术的实用性和精确控制能力，证明传输的能量确实可以用于实际应用。

高能激光器的应用是另一个技术亮点。与传统的微波功率传输不同，光学功率传输使用可见光或近红外光谱，具有更高的能量密度和更精确的定向性。这使得系统能够在相对较小的接收器上集中更多能量，提高了传输效率和实用性。

军用与民用的广阔前景

DARPA的POWER项目第二阶段已经启动，旨在进一步提升功率传输的距离、功率和效率。该项目计划探索在无人机、卫星和其他平台上应用这一技术的可能性，为未来的军事和民用应用奠定基础。

在军事应用方面，光学功率传输技术能够为前线部队、无人系统和偏远基地提供即时能源支持，减少对传统燃料运输的依赖。这不仅能够降低后勤成本和风险，还能提高作战的灵活性和持续性。特别是在敌对环境中，传统的燃料运输往往面临很高的安全风险，而光学功率传输能够提供更安全的能源供应方式。

民用领域的应用前景同样广阔。在自然灾害发生后，传统的电力基础设施往往遭到严重破坏，而光学功率传输系统能够快速为救援现场和临时避难所提供电力支持。此外，这一技术还可能用于为偏远地区的通信基站、科研设施和工业设备供电，解决传统电网无法覆盖区域的用电需求。

空间应用是另一个令人兴奋的发展方向。太空中的太阳能发电站可以利用光学功率传输技术将能量传送到地球表面或其他航天器，为人类的太空探索活动提供可靠的能源保障。这种应用模式有望成为未来太空经济的重要组成部分。

技术挑战与发展方向

尽管取得了重大突破，光学功率传输技术仍面临诸多挑战。大气条件对激光传输的影响是一个关键问题，云层、雾霾和降水都可能显著降低传输效率。如何在各种天气条件下保持稳定的功率传输，是技术发展需要解决的重要问题。

能量转换效率的进一步提升也是技术发展的重点。目前20%的转换效率虽然在该领域属于先进水平，但与传统电力传输相比仍有较大差距。通过改进激光器技术、优化接收器设计和提升光伏电池效率，未来有望实现更高的整体系统效率。

安全性是另一个需要重视的方面。高功率激光束对人眼和皮肤具有潜在危害，在实际应用中需要建立完善的安全防护机制。此外，激光束的精确瞄准和跟踪技术也需要进一步完善，以确保在动态环境中的稳定传输。

DARPA正在积极寻求与创新实体的合作，通过即将举行的产业日活动促进技术合作和知识交流。这种开放合作的模式有助于加速技术发展，推动光学功率传输从实验室走向实际应用。

随着技术的不断成熟，光学功率传输有望成为未来能源系统的重要组成部分，为人类社会提供更加灵活、高效和可持续的能源解决方案。这一技术的成功发展将为全球能源格局带来深远影响，开启无线能源传输的新时代。

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