1月7日,物理科學(xué)與工程學(xué)院陳鴻教授課題組在遠(yuǎn)程無(wú)線電能傳輸(Wireless power transfer,WPT)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。該研究提出二聚化拓?fù)滏溨械耐負(fù)溥吔鐟B(tài)可用于實(shí)現(xiàn)魯棒性的遠(yuǎn)程WPT。相關(guān)研究成果以“Wireless Power Transfer via Topological Modes in Dimer Chains”為題,發(fā)表在國(guó)際物理學(xué)期刊Physical Review Applied上。
近年來(lái),近場(chǎng)調(diào)控的一個(gè)研究熱點(diǎn)是WPT技術(shù),其在包括機(jī)器人、移動(dòng)電話、植入式醫(yī)療設(shè)備以及電動(dòng)汽車等諸多方面都具有重要應(yīng)用價(jià)值。然而現(xiàn)有的WPT設(shè)備通常對(duì)傳輸距離和結(jié)構(gòu)擾動(dòng)具有固有的敏感性,這一限制對(duì)于諸多應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)都是一個(gè)重要的挑戰(zhàn)。針對(duì)這一科學(xué)問(wèn)題,2018年陳鴻教授課題組就在國(guó)際上首次提出可以利用光學(xué)拓?fù)浣^緣體中的拓?fù)淠J綄?shí)現(xiàn)魯棒性的WPT[Opt. Express 26, 12891 (2018); Opt. Lett. 43, 5142 (2018)]。在本項(xiàng)研究工作中,陳鴻教授課題組基于前期的基礎(chǔ)研究工作,在實(shí)際的WPT系統(tǒng)中構(gòu)造了具有宇稱-時(shí)間(PT)對(duì)稱的非厄米二聚化拓?fù)湎到y(tǒng),并將拓?fù)溥吔缒J綉?yīng)用于魯棒性的WPT。特別地,該研究還提出將拓?fù)溥吔鐟B(tài)和拓?fù)浣缑鎽B(tài)相結(jié)合,構(gòu)造具有高階PT對(duì)稱的非厄米系統(tǒng),并用于實(shí)現(xiàn)高效的WPT。該研究工作突破了傳統(tǒng)磁共振式WPT技術(shù)在傳輸距離、頻率追蹤、負(fù)載依賴、待機(jī)功率損耗、構(gòu)造誤差敏感、內(nèi)部損耗影響劇烈等多方面的局限,具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
我校物理科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生宋娟和楊逢青為共同第一作者,郭志偉博士后以及李云輝教授為共同通訊作者,陳鴻教授、孫勇教授、江海濤教授對(duì)文章做出了重要貢獻(xiàn)。
該工作受到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金、上海市超級(jí)博士后等項(xiàng)目資助。
文章鏈接:https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.15.014009
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