據(jù)日本《日經(jīng)產(chǎn)業(yè)新聞》7月10日?qǐng)?bào)道，東京工業(yè)大學(xué)等機(jī)構(gòu)正在大力研發(fā)依靠激光實(shí)現(xiàn)的“光無(wú)線充電”技術(shù)。用激光照射物體，就可以將光能轉(zhuǎn)化為電能。這樣一來(lái)，不僅可以省去手機(jī)、家電配置充電線的麻煩，還可讓電動(dòng)汽車(chē)(EV)不必停下來(lái)就能充電。這種遠(yuǎn)離充電線的生活或許能在2050年實(shí)現(xiàn)。
激光充電的原理十分簡(jiǎn)單：利用電能發(fā)射激光，受到激光照射的物體再通過(guò)發(fā)電板將光能轉(zhuǎn)化為電能。東京工業(yè)大學(xué)副教授宮本智之表示，激光充電如果能解決效率和安全問(wèn)題，就能盡早投入實(shí)際使用。
宮本的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)可以利用激光輸送10瓦左右的電流。他們還能以此操縱無(wú)線電控制系統(tǒng)，在地面用激光使無(wú)人機(jī)處于滯空狀態(tài)。此外，他們的技術(shù)可以不受水的阻礙，因此也能給水下無(wú)人機(jī)充電。
目前較為普遍的無(wú)線充電技術(shù)大多采用電磁感應(yīng)原理，利用線圈通電后產(chǎn)生的磁場(chǎng)輸送電能。手機(jī)無(wú)線充電就是實(shí)際案例。雖然這種方式的充電效率高達(dá)90%左右，但手機(jī)與充電器的距離必須保持在幾厘米以?xún)?nèi)。
在距離較遠(yuǎn)的情況下，比較被看好的是微波無(wú)線充電。這種技術(shù)需要用到特定波長(zhǎng)的電磁波。但是，在遠(yuǎn)距離充電時(shí)，輸電效率會(huì)隨著距離增加而顯著下降，很難進(jìn)行大功率輸電。此外，電磁波也會(huì)導(dǎo)致接收方的機(jī)器產(chǎn)生噪聲，容易造成故障。
而激光在進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，其能量轉(zhuǎn)換率可維持在50%左右。激光作為可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大功率無(wú)線充電的技術(shù)手段被廣泛看好。
不過(guò)，這種充電方式并非完美無(wú)缺，安全問(wèn)題就很棘手。由于激光功率很高，一旦照到人體就十分危險(xiǎn)，必須確保在無(wú)人環(huán)境下使用，或是對(duì)相關(guān)場(chǎng)所的人員出入嚴(yán)加管理。
宮本表示，可以首先在無(wú)人倉(cāng)庫(kù)傳感器和自動(dòng)搬運(yùn)車(chē)(AGV)上試用激光充電技術(shù)。無(wú)人倉(cāng)庫(kù)傳感器被設(shè)置在倉(cāng)庫(kù)各個(gè)角落，有的也能在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)自由移動(dòng)，可以從倉(cāng)庫(kù)頂部發(fā)射激光持續(xù)為其充電。預(yù)計(jì)這項(xiàng)技術(shù)將在2030年前后投入實(shí)用。
研究人員還試圖在有人的情況下給家電和手機(jī)充電。他們通過(guò)攝像頭等部件確定人的位置，一旦有人靠近就停止發(fā)射激光，從而確保安全。擁有此種技術(shù)，就能用激光對(duì)電動(dòng)汽車(chē)持續(xù)進(jìn)行大功率充電，使其保持行駛。
在海外，該領(lǐng)域的初創(chuàng)公司相繼成立。
美國(guó)PowerLight Technologies公司與瑞典愛(ài)立信公司合作開(kāi)展了5G基站激光無(wú)線供電的實(shí)證實(shí)驗(yàn)。以色列Wi-Charge公司正在開(kāi)發(fā)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的無(wú)線充電技術(shù)。
宮本介紹說(shuō)，相比之下，日本幾乎沒(méi)有取得實(shí)際進(jìn)展，但對(duì)該領(lǐng)域感興趣的企業(yè)越來(lái)越多。宮本等人正在通過(guò)相關(guān)研討會(huì)努力推動(dòng)信息共享。
此前，激光除了被用于光纖等信息通信領(lǐng)域，還被用于制作CD、DVD等存儲(chǔ)器。人們還利用激光聚焦生熱的特點(diǎn)加工金屬，其對(duì)于工業(yè)而言不可或缺。
激光在人臉識(shí)別和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域也逐漸嶄露頭角。手機(jī)的人臉識(shí)別功能利用紅外線激光照射面部獲取立體特征，以此判斷使用者是否為機(jī)主本人。
汽車(chē)則可以在自動(dòng)駕駛模式下用激光照射周邊環(huán)境，從而判定障礙物的形狀和位置。
激光的適用場(chǎng)景還將繼續(xù)增加。有人利用其能量高的特點(diǎn)，嘗試將其用于核聚變發(fā)電。將高功率激光聚焦于一點(diǎn)，通過(guò)在高密度條件下壓縮和加熱促進(jìn)發(fā)生核聚變反應(yīng)。各國(guó)初創(chuàng)企業(yè)都在積極從事相關(guān)研發(fā)活動(dòng)。
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，可以利用激光監(jiān)測(cè)植物生長(zhǎng)情況和土壤狀況，也可用其除草除蟲(chóng)，從而減少農(nóng)藥使用量，實(shí)現(xiàn)無(wú)人植物工廠。
未來(lái)激光還將在多個(gè)領(lǐng)域大顯神通。
