瑞士公司利用人造鑽石與雷射,成功打造無人機空中充電裝置

無人機雷射空中充電(圖:洛桑聯邦理工學院)

瑞士洛桑聯邦理工學院(École Polytechnique Fédérale de Lausanne)的衍生公司—— LakeDiamond,成功打造出一種協助無人機在空中充電的系統。這種系統使用人造鑽石作為雷射光學元件,使雷射能夠傳遞更遠的距離,同時不會因高功率對人體產生傷害。

空中充電

無人機在民用及軍用上皆有相當廣泛的用途,但至今其電池續航力問題仍是致命缺陷。以用於資料收集的無人機為例,其電池僅能提供馬達運轉 15 分鐘便耗盡電力。因此,許多公司皆希望能使用傳遞距離長且對人體無害的雷射,打向運作中無人機上的光伏電池進行半空充電,以提升其續航力。

人造鑽石

LakeDiamond 所打造的雷射充電系統與其他公司不同之處,便是其使用了人造鑽石作為光學元件。該公司利用化學氣相沈積法(chemical vapor deposition)長出鑽石的晶粒後,以特殊的蝕刻方式處理鑽石表面。此成品具有高度透明性及良好的導熱能力,可有效將雷射共振腔中的熱去除,同時使光子以特定的方式反射光子來產生雷射。

此雷射裝置能夠產生不會對人體造成傷害的波長 1.5 微米雷射,能傳送數百公尺遠且功率達到 30 瓦特。

未來發展

這種雷射裝置除了能應用於民用和軍用無人機上,也能夠傳送資料至衛星上。然而目前此裝置僅在實驗室進行測試,若要將其應用於現實生活中仍有許多問題須解決,例如當雷射源遭遮蔽時無人機該如何反應等狀況。因此 LakeDiamond 仍進一步完善其裝置,並在未來兩年得到瑞士太空機構(Swiss Space Office)的資助。

 

參考資料:

  1. Margaritoff, M. (2018, November 08). Researchers are Developing Midair, Laser-Based Drone Charging Using a Lab-Grown Diamond. TheDrive
  2. Using diamonds to recharge civilian drones in flight. (n.d.). Phys
Kyle
編輯,臺灣科技大學材料科學與工程系學生,平日喜歡閱讀、騎車,衝浪。

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