ٹوکیو - ستمبر 17 ، 2025 -این ٹی ٹی ، انکارپوریٹڈ۔ وائرلیس طور پر 1 کلومیٹر دور توانائی منتقل کریں۔ 1 کلو واٹ کی آپٹیکل پاور کے ساتھ لیزر بیم کو ختم کرنے سے ، ہم 1 کلومیٹر دور 152 ڈبلیو الیکٹرک پاور حاصل کرنے میں کامیاب ہوگئے۔ اس سے ماحول میں مضبوط ماحولیاتی ہنگامہ آرائی والے ماحول میں سلیکن فوٹو الیکٹرک تبادلوں عنصر (نوٹ 2) کا استعمال کرتے ہوئے آپٹیکل وائرلیس پاور ٹرانسمیشن کی دنیا کی اعلی کارکردگی کا نشان ہے۔
یہ نتیجہ دور مقامات تک طاقت کی فراہمی کی فزیبلٹی کو ظاہر کرتا ہے۔ مستقبل میں ، توقع کی جاتی ہے کہ اس کا اطلاق - پر دور دراز کے جزیروں اور تباہی میں بجلی کی منتقلی کا مطالبہ کیا جائے گا - ان علاقوں میں جہاں بجلی کی کیبلز انسٹال نہیں کی جاسکتی ہیں۔
یہ کامیابی 5 اگست 2025 کو برٹش میگزین الیکٹرانکس لیٹرز میں شائع ہوئی۔
پس منظر
حالیہ برسوں میں ، اسمارٹ فونز ، پہننے کے قابل آلات ، ڈرونز اور الیکٹرک گاڑیاں جیسے آلات کے لئے وائرلیس پاور ٹرانسمیشن ٹیکنالوجیز ، جو کیبلز کے استعمال کیے بغیر بجلی کی فراہمی کرسکتی ہیں ، نے بڑھتی ہوئی توجہ حاصل کی ہے۔ وائرلیس پاور ٹرانسمیشن سسٹم کی دو اقسام ہیں: ایک مائکروویو استعمال کرتا ہے اور دوسرا لیزر بیم استعمال کرتا ہے۔ مائکروویو وائرلیس پاور ٹرانسمیشن پہلے ہی عملی استعمال میں ہے اور اس کا استعمال پھیل رہا ہے۔ دوسری طرف ، لیزر بیم کا استعمال کرتے ہوئے آپٹیکل وائرلیس پاور ٹرانسمیشن کو عملی استعمال میں نہیں ڈالا گیا ہے ، لیکن توقع کی جاتی ہے کہ لیزر بیم کی اعلی ہدایت سے فائدہ اٹھا کر کلومیٹر کے آرڈر پر کمپیکٹ لمبے - فاصلے پر وائرلیس پاور ٹرانسمیشن کا احساس ہوگا (شکل 1)۔
مستقبل کے امکانات اگلے - نسل کے انفراسٹرکچر کی ترقی کا تصور کرتے ہیں جو بجلی کی فراہمی اور ان حالات اور خطوں میں مواصلات کی کوریج کو بڑھانے کے قابل ہیں جہاں بجلی یا مواصلاتی نیٹ ورک دستیاب نہیں ہیں ، جیسے آفات کے دوران ، دور دراز کے جزیروں ، پہاڑی علاقوں ، یا سمندر میں۔ اس میں خاص طور پر مخصوص علاقوں میں بجلی کی فراہمی یا ڈرونز جیسے پلیٹ فارمز کو منتقل کرنا شامل ہے۔ اس طرح کے انتہائی درست اور لمبے - فاصلے کی بجلی کی فراہمی کے لئے لیزر - پر مبنی وائرلیس پاور ٹرانسمیشن کی ضرورت ہوتی ہے جو اس کی مضبوط سمت سے فائدہ اٹھاتا ہے۔
موجودہ ٹیکنالوجیز اور اس تجربے کی کامیابیوں کے چیلنجز
آپٹیکل وائرلیس پاور ٹرانسمیشن ٹکنالوجی کی کارکردگی عام طور پر کم ہے ، اور کارکردگی میں بہتری عملی استعمال کے لئے ایک مسئلہ ہے۔ اس کی ایک وجہ یہ ہے کہ جب لمبی - فاصلہ لیزر بیم پھیلتا ہے ، خاص طور پر ماحول میں ، شدت کی تقسیم ناہموار ہوجاتی ہے ، اور فوٹو الیکٹرک تبادلوں کے عنصر میں لیزر بیم کو برقی طاقت میں تبدیل کرنے کی کارکردگی کم ہوجاتی ہے۔
اس تجربے میں ، ہم نے لیزر وائرلیس پاور ٹرانسمیشن کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے ل N این ٹی ٹی کی بیم کی تشکیل ٹکنالوجی کو MHI کی روشنی وصول کرنے والی ٹکنالوجی کے ساتھ ملایا۔ ہم نے بیرونی ماحول میں ایک لمبا - فاصلہ آپٹیکل وائرلیس پاور ٹرانسمیشن کا تجربہ کیا جس کا استعمال لمبے - فاصلے پر فلیٹ بیم کی تشکیل ٹکنالوجی ہے جو 1 کلو میٹر کی تشہیر کے بعد یکساں شہتیر کی شدت کو حاصل کرنے کے لئے ٹرانسمیشن سائیڈ پر بیم کی تشکیل کرتی ہے ، اور آؤٹ پٹ کرنٹ لیولنگ ٹکنالوجی جو ایک ہوموگینائزر کے ساتھ ماحولیاتی اتار چڑھاو اور سطح کی سطح پر اثر انداز ہوتی ہے۔
جنوری سے فروری 2025 تک ، ہم نے رن وے پر آپٹیکل وائرلیس پاور ٹرانسمیشن کا تجربہ کیا ، نینکی - شیرہاما ٹاؤن ، ڈسٹرکٹ ، ضلع ، واکایاما کے صوبے (شکل 2) میں شیرہاما ہوائی اڈے پر۔ لیزر بیم خارج کرنے کے لئے آپٹیکل سسٹم سے لیس ٹرانسمیشن بوتھ رن وے کے ایک سرے پر نصب کیا گیا تھا ، اور ایک استقبالیہ بوتھ جس میں روشنی - وصول کرنے والا پینل 1 کلو میٹر دور تھا۔
ٹرانسمیشن کے دوران ، لیزر کا آپٹیکل محور زمین کے اوپر تقریبا 1 میٹر کی کم اونچائی پر سیٹ کیا گیا تھا اور افقی طور پر منسلک تھا۔ اس کے نتیجے میں ، بیم زمینی حرارت اور ہوا سے سخت متاثر ہوا ، اور یہ تجربہ سخت ماحولیاتی ہنگاموں کے ساتھ حالات میں کیا گیا۔
ٹرانسمیشن بوتھ کے اندر ، 1035 ڈبلیو کی آپٹیکل پاور کے ساتھ ایک لیزر بیم تیار کیا گیا تھا۔ ایک مختلف آپٹیکل عنصر (DOE) (نوٹ 3) کا استعمال کرتے ہوئے ، 1 کلومیٹر کے فاصلے پر یکساں شدت کی تقسیم پیدا کرنے کے لئے بیم کی شکل دی گئی تھی۔ اس کے علاوہ ، ایک بیم اسٹیئرنگ آئینے کا استعمال کنندہ پینل کی طرف شکل کے بیم کو عین مطابق ہدایت کرنے کے لئے استعمال کیا گیا تھا۔ بیم ٹرانسمیشن بوتھ کے یپرچر کے ذریعے باہر نکلا اور کھلی جگہ کے 1 کلو میٹر کے پار پھیل گیا ، بالآخر استقبالیہ بوتھ تک پہنچ گیا۔
تبلیغ کے دوران ، ماحول کی ہنگامہ آرائی بیم کی شدت میں اتار چڑھاؤ کا باعث بنی ، جس سے گرم مقامات پیدا ہوئے۔ استقبالیہ بوتھ میں ایک ہوموگنائزر کے ذریعہ ان کو پھیلا دیا گیا تھا ، جس کے نتیجے میں وصول کرنے والے پینل پر یکساں شہتیر کو ختم کردیا گیا تھا۔ اس کے بعد لیزر بیم کو موثر طریقے سے بجلی کی طاقت میں تبدیل کیا گیا (شکل 3)۔ وصول کنندگان کے لئے ایک سلیکن - پر مبنی فوٹو الیکٹرک تبادلوں کا عنصر اپنایا گیا تھا ، جس میں لاگت اور دستیابی دونوں کو مدنظر رکھتے ہوئے۔
اس تجربے میں ، وصول کرنے والے پینل سے نکالا جانے والی اوسط بجلی کی طاقت 152 ڈبلیو (شکل 4) تھی ، جو 15 فیصد کی وائرلیس پاور ٹرانسمیشن کارکردگی کے مطابق تھی ، جسے آپٹیکل پاور منتقل کرنے کے لئے موصولہ بجلی کے تناسب کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔ اس نتیجے میں دنیا کی اعلی آپٹیکل وائرلیس پاور ٹرانسمیشن کی کارکردگی کا نشان لگایا گیا ہے جو اب بھی سلیکن - پر مبنی فوٹو الیکٹرک تبادلوں کے عنصر کا استعمال کرتے ہوئے مضبوط ماحولیاتی ہنگاموں کی شرائط کے تحت دکھایا گیا ہے۔ مزید برآں ، اس ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے طویل - دورانیے کی منتقلی کی فزیبلٹی کی تصدیق کرتے ہوئے ، 30 منٹ تک مستقل بجلی کی فراہمی کو کامیابی کے ساتھ برقرار رکھا گیا۔
نوٹ: حفاظت کے نقطہ نظر سے ، آپٹیکل ٹرانسمیشن سسٹم اور وصول کرنے والے پینل میں سے ہر ایک بوتھ کے اندر نصب کیا گیا تھا تاکہ اعلی - پاور لیزر بیم اور عکاس روشنی کو بکھرنے سے حادثاتی نمائش کو روکا جاسکے۔
تکنیکی جھلکیاں
لمبی - فاصلہ فلیٹ بیم تشکیل دینے والی ٹکنالوجی
فوٹو الیکٹرک تبادلوں کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے ل photo ، فوٹو الیکٹرک تبادلوں کے عنصر کی وردی پر بیم کے واقعے کی شدت کی تقسیم کرنا ضروری ہے۔
اس مطالعے میں ، ہم نے بیم کی تشکیل کا ایک طریقہ تجویز کیا ہے جو طویل - فاصلے کی تشہیر کے بعد شدت کی یکسانیت کو قابل بناتا ہے۔ اس نقطہ نظر میں ، شہتیر کا بیرونی حصہ ایک محور لینس (نوٹ 4) کے اثر کا استعمال کرتے ہوئے رنگ میں - شکل کا نمونہ تبدیل ہوجاتا ہے۔ بیم کا مرکزی حصہ مرحلہ {{5} is ہے جس میں مقعر عینک کے اثر سے وسعت دینے کے لئے ماڈیول کیا گیا ہے۔ جیسے جیسے بیم پھیلتا ہے ، انگوٹھی - سائز کی بیم اور توسیع شدہ مرکزی بیم آہستہ آہستہ اوورلیپ ہوتی ہے ، جس کے نتیجے میں ہدف کے مقام پر یکساں شدت کی تقسیم ہوتی ہے ، جیسا کہ شکل 5 میں دکھایا گیا ہے۔
تجربے کے ل we ، ہم نے 1 کلومیٹر کے فاصلے پر مطلوبہ شدت کے پروفائل کو حاصل کرنے کے لئے بیم ڈیزائن کو بہتر بنایا۔ بیم کی تشکیل کو ایک مختلف آپٹیکل عنصر کا استعمال کرتے ہوئے نافذ کیا گیا تھا ، جس نے 1 کلو میٹر کے فاصلے پر واقع ہدف کی پوزیشن پر بیم کی شدت کی یکسانیت کو بہتر بنایا تھا۔
آؤٹ پٹ موجودہ لیولنگ ٹکنالوجی
چونکہ لیزر بیم ماحول کے ذریعے پھیلتا ہے ، یہ ماحولیاتی ہنگاموں سے متاثر ہوتا ہے ، جو شدت کی تقسیم کو پریشان کرتا ہے۔ اگرچہ اوپر بیان کردہ فلیٹ - بیم کی تشکیل کی تکنیک شدت کی تقسیم کو یکساں بنا سکتی ہے ، لیکن مضبوط ہنگامہ آرائی اب بھی اعلی - شدت کے مقامات کی تشکیل کا سبب بن سکتی ہے ، جیسا کہ شکل 6 میں دکھایا گیا ہے۔
اس مسئلے کو حل کرنے کے ل we ، ہم نے لائٹ - وصول کرنے والے پینل کے سامنے بیم ہوموگنائزر رکھا۔ ہوموگنائزر اعلی - شدت کے مقامات کو پھیلا دیتا ہے تاکہ پینل پر بیم یکساں طور پر شعاعی ہو۔ اس کے علاوہ ، لیولنگ سرکٹس وصول کرنے والے پینل پر ہر فوٹو الیکٹرک تبادلوں کے عنصر سے منسلک تھے۔ یہ سرکٹس ماحولیاتی ہنگاموں کی وجہ سے موجودہ پیداوار میں اتار چڑھاو کو دبانے میں مدد کرتے ہیں اور بجلی کی مجموعی پیداوار کو مستحکم کرنے میں معاون ہیں۔
یہ دونوں ٹیکنالوجیز کلومیٹر - آرڈر ٹرانسمیشن میں بیم یکسانیت کو حاصل کرنا ممکن بناتی ہیں ، جو روایتی بیم کی تشکیل کے طریقوں کے ساتھ مشکل تھی ، اور بیرونی ماحول میں آؤٹ پٹ کو مستحکم کرنا۔ اس کے نتیجے میں ، دور دراز مقامات جیسے الگ تھلگ جزیروں اور تباہی - سے متاثرہ علاقوں کو مستحکم بجلی کی فراہمی ممکن ہوگی۔
ہر کمپنی کا کردار
این ٹی ٹی: ٹرانسمیشن آپٹکس کا ڈیزائن اور اس پر عمل درآمد جیسے بیم کی تشکیل کی تکنیک
ایم ایچ آئی: فوٹو ڈیٹریکٹر آپٹکس جیسے فوٹوڈیٹیکٹر پینل ، ہوموگینیزر ، اور لیولنگ سرکٹس کا ڈیزائن اور ان پر عمل درآمد
مستقبل کی پیشرفت
یہ ٹیکنالوجی ماحولیاتی ہنگاموں کے تحت بھی طویل فاصلوں پر توانائی کی موثر اور مستحکم ٹرانسمیشن کو قابل بناتی ہے۔ اس تجربے میں ، سلیکن کو فوٹو وولٹک تبادلوں کے عنصر کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔ تاہم ، لیزر لائٹ کی طول موج سے ملنے کے لئے خاص طور پر ڈیزائن کردہ فوٹو وولٹک آلات کو ملازمت سے ، بجلی کی منتقلی کی اعلی کارکردگی سے بھی توقع کی جاسکتی ہے۔ اس کے علاوہ ، اعلی آؤٹ پٹ پاور والے لیزر لائٹ ذرائع کے استعمال سے بجلی کی بڑی مقدار کی فراہمی ممکن ہوگی۔
اس کے نتیجے میں ، دور دراز علاقوں میں لچکدار اور تیز رفتار بجلی کی فراہمی حاصل کی جاسکتی ہے جیسے تباہی - متاثرہ علاقوں اور دور دراز جزیرے ، جہاں بجلی کی کیبلز کی تنصیب روایتی طور پر مشکل ہے۔ پرتویی ایپلی کیشنز سے پرے ، استعمال کے مختلف معاملات کی ایک وسیع رینج کا بھی اس ٹکنالوجی کی بنیاد پر تصور کیا جاسکتا ہے (شکل 7)۔ خاص طور پر ، لیزر بیم کی اعلی ہدایت اور کم موڑ کمپیکٹ اور ہلکا پھلکا وصول کرنے والے آلات کے ڈیزائن کی اجازت دیتا ہے۔ یہ موبائل پلیٹ فارم کے لئے ایک بہت بڑا فائدہ ہے جس کو وزن اور پے لوڈ کی گنجائش میں سخت حدود کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔
مثال کے طور پر ، اس ٹکنالوجی کو بیم اسٹیئرنگ تکنیکوں کے ساتھ جوڑ کر ، پرواز میں ڈرون تک بغیر وائرلیس بجلی کی فراہمی ممکن ہو جاتی ہے۔ یہ آپریشنل رکاوٹوں سے گریز کرتا ہے جیسے بیٹری کی تبدیلی کے لئے لینڈنگ یا ٹیچرڈ پاور سپلائی کیبلز کے استعمال سے ، طویل - مدت اور لمبی - فاصلہ مستقل آپریشن کو قابل بناتا ہے۔ اس طرح کی صلاحیتوں سے تباہی - ایریا کی نگرانی کے ساتھ ساتھ پہاڑی یا سمندری علاقوں میں وسیع - ایریا مواصلات ریلے ، ان ایپلی کیشنز کو بڑھا سکتا ہے جن کا پہلے احساس کرنا مشکل تھا۔
اس کے علاوہ ، خلا میں ممکنہ ایپلی کیشنز کی توقع کی جاتی ہے ، بشمول موبائل پلیٹ فارم جیسے HAPs (اعلی اونچائی پلیٹ فارم اسٹیشن) (نوٹ 5) تک بجلی کی فراہمی ، جو NTT کے خلائی برانڈ ، NTT C89 (نوٹ 6) کے دائرہ کار میں آتی ہے۔ مزید آگے دیکھتے ہوئے ، اس ٹیکنالوجی کا اطلاق پاور اسپیس ڈیٹا سینٹرز اور قمری روورز کے ساتھ ساتھ خلائی شمسی توانائی کے نظاموں پر بھی کیا جاسکتا ہے جس میں بجلی کو جیوسٹریٹری سیٹلائٹ سے لیزر کے ذریعے زمین پر منتقل کیا جاتا ہے۔ یہ ایپلی کیشنز ان علاقوں کی نمائندگی کرتے ہیں جن کی مارکیٹ میں توسیع کی مضبوط صلاحیت ہے۔
این ٹی ٹی اور ایم ایچ آئی کے مابین باہمی تعاون کے ذریعہ ، ہم نے ماحولیاتی اتار چڑھاو سے سخت حالات کے تحت دنیا کی سب سے موثر لیزر وائرلیس پاور ٹرانسفر ٹکنالوجی کا احساس کیا ہے۔ یہ کامیابی ایک جدید تکنیکی فاؤنڈیشن کی تعمیر کی طرف ایک اہم اقدام کی نمائندگی کرتی ہے جو خلائی ترقی کے تباہی کے ردعمل سے لے کر معاشرتی ضروریات کی ایک وسیع رینج کو پورا کرسکتی ہے۔
