研究目的
基于标准低成本电信组件研究为超低功耗设备供电的光学供电系统效率。
研究成果
研究表明,基于电信技术、低成本且广泛可用的元件构建的失效物理(PoF)系统能有效为超低功耗设备供电。在1310纳米波长下,铟镓砷光电二极管实现了26.2%的最高转换效率,整个系统效率最高可达13%。研究结果表明,进一步优化光电二极管材料和系统组件有望提升性能。
研究不足
该研究的局限性在于所测试的半导体材料范围有限以及所用激光源的特定波长。整个系统的效率不超过13%,这表明光电二极管材料和系统设计都存在潜在的优化空间。
1:实验设计与方法选择:
本研究测量了不同半导体材料(InGaAs、Si、Ge)作为光电探测器在光纤供电系统中的效率。方法包括确定每个换能器的最大功率点(MPP),并计算输出功率随输入功率和电压的变化关系。
2:样本选择与数据来源:
测试了Thorlabs公司的四种光电探测器(InGaAs FGA01、InGaAs FD80、Si FDS02、Ge FDG03)。光学输入功率由发射850 nm、1310 nm和1550 nm波长的激光源提供。
3:InGaAs FDSi FDSGe FDG03)。光学输入功率由发射850 nm、1310 nm和1550 nm波长的激光源提供。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括激光源(Appointech的85VCSEL2,Thorlabs的LPSC1310FC和LPSC1550FC)、光功率计(Thorlabs的PMD100D配S122C传感器)以及源测量单元(Keysight U2722A)。
4:实验步骤与操作流程:
使用Keysight设备通过直接法在不同输入功率下测量光功率。根据光电探测器的短路电流和输出电压计算输出功率。
5:数据分析方法:
将每个光电探测器的效率计算为输出电功率与输入光功率之比。确定了每个换能器的最大功率点(MPP)。
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