论文摘要：基于光纤传能的远程光供电方法研究

随着激光技术和光纤技术的不断发展进步，利用光纤传能实现光供电，成为了能量光电子领域的新课题。在光供电系统中，激光器把电能转换为激光，然后经过光纤把激光传输到远端设备，在远端由光电转换器件实现光到电的转变，这样可以通过光纤实现供应电能的目的。光供电系统采用光纤进行传输，可以避免高频噪声(RF)、电磁干扰(EMI)、磁场或高电压的影响，光纤断裂不会产生任何火花，因此光供电技术特别适合于一些常规供电方式不能正常使用的环境中。目前光供电系统中多采用传能光纤进行能量传输，传输距离通常很短，传能光纤成本很高且其非标准芯径不便于续接。因此研究低成本、长距离的传输方法具有重要的意义。

对此，本文提出了利用通信中常用的62.5/125阶跃型多模光纤作为能量传输光纤，并对基于此种光纤的光供电方法进行了研究论证，主要研究内容如下：

1、从体积小、易驱动、功率高、性能稳定几个角度出发，完成了光源的选型，对损伤激光器的浪涌产生的主要原因进行了分析，并设计了防止浪涌影响的慢启动电路，最终实现激光输出功率相对稳定度小于1.5%，保证了光源的稳定性。

2、通过理论研究和仿真分析对影响耦合效率的主要因素进行了讨论，得到了特定耦合损耗要求下，各因素的容差范围。此外，能量光的波长不同于通信光的波长，在光纤中的损耗也不同。针对传能时的传输损耗，测试得到法兰的连接损耗为0.38dB，光纤的衰减系数为3.81dB/km，对分析能量传输损耗具有指导和借鉴意义。

3、对搭建的光供电系统进行了测试，传输光纤长度为219m，分析了不同出纤光功率下光电池的输出特性。在最大出纤功率500mW激光照射下，得到最大电功率为145.2mW，光电转换效率为29%，另外，还通过测试得到了最佳负载和光功率之间的关系。最后根据传输损耗对光供电的传输距离进行了估算。

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