激光输电突破8.6公里!美军创纪录实验背后,无线能源时代将至
一道红外激光穿越大气层,30秒内将800瓦电力送达8.6公里外的接收器,科学家们用这些能量现场制作了爆米花——这不再是科幻场景,而是美国军方实验室的最新突破。
美国新墨西哥州的白沙导弹靶场,一道看不见的红外激光束悄然穿越8.6公里的大气空间。30秒内,800瓦电力被精确传输到地面接收站,创下激光无线输电的最远距离纪录。
这是美国国防高级研究计划局(DARPA)在2025年6月15日完成的突破性实验,直到7月21日才由科技媒体披露。整个系统从设计到建成仅用了不到三个月:cite[1]:cite[2]:cite[3]。
"试验中传输的总能量超过1兆焦耳,足够运行一台微波炉或小型冰箱,"IEEE Spectrum在报道中透露,"研究人员甚至用部分能量制作了爆米花,致敬电影《天才反击》中的经典场景。"
01 技术突破:激光输电的里程碑时刻
这项成就属于DARPA的"持续光学无线能量中继"(POWER)项目的第一阶段成果。该项目由美国海军研究实验室(NRL)主导实施,旨在突破无线能源传输的技术瓶颈:cite[1]:cite[4]。
DARPA POWER项目激光输电系统示意图(图片来源:网络)
实验系统核心由两部分组成:发射端使用精确聚焦的红外激光束,接收端则采用特制的抛物面镜将激光聚焦到高效光伏电池阵列上。大气湍流曾经是长距离激光传输的噩梦,会使光束发散失效:cite[3]:cite[9]。
DARPA工程师团队通过两项关键技术攻克了这一难题:自适应光学系统实时调整镜面形状,补偿大气扰动;光束引导机制则确保激光束持续精准锁定目标。这些技术让激光在8.6公里距离上保持了足够的相干性和功率密度:cite[1]:cite[5]。
DARPA激光无线输电技术进展对比
特别研发的光伏电池针对特定激光波长进行了优化,实现了约20%的能量转换效率——在长距离传输和激光安全限制条件下,这一效率堪称突破。该项目曾在2024年底实现1.7公里传输230瓦的成果,如今在不到一年内将距离提升五倍,功率增加三倍以上:cite[3]:cite[4]:cite[9]。
02 创新前沿:全球技术竞赛加速
DARPA的突破并非孤例,全球科研机构正竞相攻克激光无线输电技术瓶颈。

在商业领域,美国PowerLight公司已实现1公里距离传输400瓦电力,并持续运行12小时的成绩;新西兰Emrod公司则专注于微波无线输电技术,在更短距离上实现了更高效率 。
安全问题是激光输电商业化的关键门槛。2023年11月,WI-Charge公司申请了一项突破性专利——"用于在具有不同人类存在水平的区域中使用的无线电力系统"。
该技术能智能感知场所人流量,自动切换工作模式:当检测到无人状态时,系统进入 "下班后模式" ,安全执行设备充电、信息更新和维护任务:cite[7]。
03 未来蓝图:200公里输电的宏伟目标
POWER项目规划清晰的三个阶段,目前的第一阶段只是起点。DARPA设定的中期目标是到2027年实现10千瓦功率、200公里距离的激光输电能力。
未来激光输电可能的应用场景(概念图)
为实现这一跨越,研究人员正在探索空中中继平台——在高空部署能量中转站,形成接力传输链。这种架构将克服地球曲率限制,实现超视距能量传输:cite[10]。
未来应用场景明确而广阔:为高空无人机提供无限续航能力;为偏远军事前哨和灾区供应紧急电力;甚至为小型至中型数据中心提供清洁能源。
美国海军研究实验室在技术声明中展望:"这为太空太阳能电站构想铺平了道路——在太空收集太阳能,通过激光传回地面接收站,提供24小时不间断的清洁能源。"
04 市场脉动:国内外应用布局加速
全球激光无线输电技术正从实验室快速走向市场应用。
2025年7月,中国招标市场出现多个激光相关项目:阜阳皖润电力公司发布激光传感器招标公告,面向全国供应商采购;浙能乐清发电公司采购清单中则包含多种激光设备及配套产品,如激光笔、光电转换器等:cite[6]。
特别值得注意的是,7月21日公布的水下无线光通信项目(ZNBX1977)由瓴深海洋科技有限公司中标,表明该技术在海洋领域的应用正在推进。
美国军方对此技术的战略定位远超民用范畴。NRL在官方声明中强调:该技术在极端天气或道路中断情况下,可快速构建"无线基础设施",对军队部署、灾害救援具有颠覆性意义:cite[2]:cite[10]。
全球激光通信设备市场预测(2025-2030)
年复合增长率(CAGR): 25.1%
结语:无线能源的未来已来
白沙试验场外,新墨西哥州的荒漠延伸到天际。DARPA的工程师们已在规划下一阶段实验:10千瓦功率传输200公里,足以支撑一个小型社区的电力需求。
激光输电技术正跨越军事与民用的边界。WI-Charge公司刚获得的新专利解决了公共场所激光供电的安全难题,中国阜阳的电力公司也开始招标激光传感器。
能源传输的未来,可能不再需要穿越山川大地的电缆网络。美国海军研究实验室的专家们已在构想更远大的图景:将激光中继站部署到近地轨道,接收从3.6万公里高空同步轨道空间电站发射的能源光束。
本文由激光每日说整理发布 转载请注明出处 2025年7月22日



































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