เลเซอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์
เลเซอร์ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นตัวกระตุ้น (หรือเลเซอร์ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์) คือเลเซอร์ที่มี คุณสมบัติ ทางแสงเหมือนกับเลเซอร์ทั่วไป เช่น การปล่อยลำแสงที่ประกอบด้วยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าแบบต่อเนื่อง ซึ่งสามารถมีกำลัง สูงได้ แต่ใช้รังสีจากแสงอาทิตย์เป็นตัวกระตุ้นตัวกลางเลเซอร์เลเซอร์ประเภทนี้แตกต่างจากเลเซอร์ประเภทอื่นตรงที่ไม่ต้องใช้แหล่งพลังงานเทียมใดๆ
สื่อเลเซอร์
สื่อเลเซอร์ที่ได้รับการศึกษามากที่สุดสองชนิดสำหรับเลเซอร์ที่ปั๊มด้วยพลังงานแสงอาทิตย์คือไอโอดีน [ 1 ] ซึ่งมีความยาวคลื่นเลเซอร์ 1.31 ไมโครเมตร และNdCrYAG ซึ่งปล่อยแสงเลเซอร์ที่ความยาวคลื่น 1.06 ไมโครเมตร นอกจากนี้ แลนดิส [ 2 ]และคนอื่น ๆ [ 3 ]ยังได้เสนอเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ปั๊มด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ อีกด้วย
แอปพลิเคชัน
เลเซอร์ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานยังไม่เป็นที่นิยมใช้ในเชิงพาณิชย์ เนื่องจากค่าไฟฟ้าในพื้นที่ส่วนใหญ่ค่อนข้างต่ำ ทำให้เลเซอร์ชนิดอื่นที่มีประสิทธิภาพมากกว่าและใช้พลังงานไฟฟ้าได้นั้นสามารถนำมาใช้ได้อย่างประหยัดกว่า อย่างไรก็ตาม เลเซอร์ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานอาจมีประโยชน์ในพื้นที่ที่ไม่มีไฟฟ้าใช้
ผงนาโน
สามารถผลิตผงละเอียดมากที่กระจายตัวได้โดยใช้เทคโนโลยีการสังเคราะห์ด้วยเลเซอร์[ 4 ]
การผลิตไฮโดรเจน
ผู้นำในสาขานี้คือ Shigeaki Uchida และทีมงานของเขาในญี่ปุ่น (โตเกียว/โอซาก้า) [ 5 ]การออกแบบของพวกเขาใช้เลนส์ Fresnel และเลเซอร์ NdCrYAGที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อขับเคลื่อนวงจรที่ใช้แมกนีเซียม ซึ่งผลิตก๊าซไฮโดรเจนเป็นผลิตภัณฑ์[ 6 ]
การประยุกต์ใช้ยานอวกาศที่เป็นไปได้
เนื่องจากไม่มีพลังงาน "กริด" ในอวกาศ ยานอวกาศส่วนใหญ่ในปัจจุบันจึงใช้แหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ โดยส่วนใหญ่เป็น เซลล์แสงอาทิตย์ แบบโฟโตโวลตาอิกการให้พลังงานแก่เลเซอร์ต้องใช้พลังงานในระดับสูง ดังนั้นประสิทธิภาพที่ต่ำของเซลล์แสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิก (โดยปกติมีประสิทธิภาพน้อยกว่า 27%) จึงกระตุ้นความสนใจในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการปั๊มเลเซอร์[ 7 ] ประโยชน์อื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากเลเซอร์ที่ปั๊มด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ได้แก่ มวลและจำนวนส่วนประกอบที่ลดลง ทำให้มีความน่าเชื่อถือสูงขึ้น (จำนวนโหมดความล้มเหลวลดลง) เมื่อเทียบกับเลเซอร์ที่ปั๊มด้วยไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการสื่อสารในอวกาศลึกเซ็นเซอร์สำหรับสภาพบนโลก การตรวจจับและติดตามวัตถุในอวกาศ รวมถึงการส่งพลังงานได้อีกด้วย
การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์
มีการเสนอให้ใช้เลเซอร์ที่ปั๊มด้วยพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ โดยใช้ประโยชน์จากการขยายสัญญาณเลเซอร์และการใช้ตัวแปลงประสิทธิภาพต่ำ เช่น เซลล์ PV ภายในโพรง[ 8 ]
งานวิจัยปัจจุบัน
ข้อเสนอในการใช้เตาพลังงานแสงอาทิตย์ของอุซเบกิสถาน เพื่อขับเคลื่อนเลเซอร์ Nd:YAG ที่ใช้พลังงาน แสงอาทิตย์จะเป็นระบบที่ใหญ่ที่สุดในโลกในประเภทเดียวกัน โดยมี กำลังไฟฟ้าขาเข้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ สูงถึง 1 เมกะวัตต์[ 9 ] อย่างไรก็ตาม ความพยายามในการวิจัยในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การรวมเอาผลผลิตจากตัวรวมแสงขนาดเล็กหลายตัวเข้าด้วยกัน[ 10 ]ซึ่งเป็นแนวทางที่ทำได้ง่ายกว่ามาก[ 11 ]