東京工業大學等正在研究利用雷射供電的「光無線供電」。通過朝對象物照射雷射，將光能轉換成電能，從而實現光無線供電。除了可以無線使用通信設備及家電産品外，還有利於實現不充電也可以行駛的純電動汽車（EV）。借助相關技術2050年也許有望實現無需時處在意充電的生活。

     

如果使用雷射，還能夠穿透水進行供電（宮本準教授提供）

         

      使用雷射的無線供電機制本身很簡單。就是將電能轉換成雷射然後進行照射。被雷射照射的一方利用光伏電池板將光轉換成電能加以利用。東工大準教授宮本智之表示：「如果能解決效率和安全的課題，或許可以儘早實現實用化」。

   

      宮本準教授等人已確認通過光無線供電可以輸送10瓦左右的電力。成功使無線操縱設備運作及通過從地上照射雷射成功使無人機滯空。另外，能穿透水利用雷射供電也是一大特點。因此，還可以對在水下移動的無人機使用無線供電。

  

      目前，在無線供電中已經普及的是電磁感應方式。通過利用對線圈通電産生的磁力輸送電力。這一方式已經應用於智慧手機充電等。雖然能夠以90％左右的效率輸送電力，但只能離開幾釐米左右距離。

  

      在長距離傳輸中被視為有力候選的是基於微波的無線供電。這種方式使用特定波長的電波送電。雖然可以大範圍長距離送電，但距離一旦延長，效率就會下滑數個百分點，難以輸送很大的電力。另外，由於使用電波，接收電波的機器會産生干擾，還有可能造成故障等。

  

      雷射則具有可以長距離供電的優點。另外，轉換效率被認為也可以維持在50％左右。作為長距離輸送大電流的無線供電機製備受期待。

    

   

      不過，也存在課題。尤其是安全方面的問題。高功率雷射如果照射到人將非常危險，需要在無人環境下使用，還有必要嚴密控制照射場所。

  

      宮本準教授説：「最初可能會率先應用於無人倉庫內的感測器和自動導引車（AGV）」。由安裝在房間上部等位置的雷射器為在倉庫內自由移動或設置在各處的感測器持續供電。據稱，這將於2030年前後得到引進。

  

      在有人的房間裏也能為家電或通信設備供電的技術也在研究中。使用攝像頭等感測器來感知人的存在，通過停止雷射照射來確保安全性。如果是可進行高功率供電的雷射，還可以通過為純電動汽車持續送電來使其行駛。

  

      在日本以外，從事這方面研發的初創企業已經逐漸被設立。

  

      美國初創企業PowerLight Technologies與瑞典大型通信設備企業愛立信（Ericsson）聯合實施了為高速通信標準「5G」基地台供電的光無線供電實證試驗。以色列初創企業Wi-Charge也在推進面向物聯網（IoT）設備的無線充電技術。

  

      日本雖然幾乎沒有相關方面的具體動向，但宮本準教授稱「感興趣的企業越來越多」。他本人等將通過光無線供電研討會這一産學合作組織，推進資訊共用等工作。

   

     雷射還廣泛應用於核融合及農業等多種領域

     

      除了光纖等通信設備外，雷射等使用光的技術還廣泛應用於CD及DVD等存儲裝置。另外，將雷射集中於局部使其産生熱來切割金屬的雷射加工也是工業領域中不可或缺的技術。

  

      雷射在認證及自動駕駛技術領域的應用也在不斷擴大。比如，智慧手機的人臉認證是通過對著人臉照射紅外線雷射，以立體方式來捕捉特徵，由此來識別是否為本人。汽車自動駕駛領域正在開發向周圍照射雷射來檢測障礙物形狀和位置的技術。

  

       應用雷射的領域未來可能會越來越多。借助其處理高能量的優點、應用於核融合發電的研究正在推進之中。這是通過將高功率雷射集中到一點，進行高密度壓縮和加熱來進行核融合反應的技術。這方面的初創企業不斷在各國出現。

  

      在農業領域，雷射用於監測植物的生長和土壤的狀態。還出現了用雷射清除雜草和害蟲的技術。可以減少化學農藥的用量，或者為無人植物工廠提供幫助。今後可能會誕生各種各樣有關雷射的用途。

      

      日本經濟新聞（中文版：日經中文網）福井健人

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