让无线能量传输更高效！哈工程教师取得系列新突破！

日前，哈工程宋明肇所在的无线电定位与智能对抗团队在零辐射源的构造和应用方面取得突破性进展，实现了一种消除远场辐射的电流源，利用该零辐射源可以实现更加高效的近场能量传输。这种基于零辐射源的无线能量传输系统不仅消除了对外的电磁辐射，同时具有显著的近电磁场增强的特征，对于近场保密通信、水下高效能量传输等方面具有潜在应用价值。

宋明肇及其团队长期从事电磁能量调控方面的基础应用研究，近日，宋明肇副教授在国际顶级学术期刊《自然·电子学》（Nature Electronics）上发表综述论文《基于新物理概念的无线能量传输》。这是该杂志首次刊登此研究领域的综述文章，2021年影响因子33.6。

宋明肇副教授是第一作者和共同通讯作者，共同作者为俄罗斯圣彼得堡光机大学帕维尔·彼洛夫教授、芬兰阿尔托大学康斯坦丁·斯莫夫斯基和希尔盖·特里加果夫教授等，美国佛罗里达国际大学亚历克斯·克拉斯诺克教授为共同通讯作者。

宋明肇及其国际合作团队回顾了传统的无线能量传输机理，例如磁感应耦合、磁共振耦合、电场耦合以及远场耦合。论文从新物理概念——相干完美吸收(coherent perfect absorption)、宇称时间对称(parity-time symmetry)、特殊点(exceptional points)、现场能量产生(on-site power generation)，新材料（超颖电磁材料和电磁表面）以及新范式（电-声-电转换系统）等方面系统回顾近年来产生的新的无线能量传输机理，展望了基于新物理原理设计无线能量传输系统进一步发展途径，例如零辐射的奇异模态、连续体中的束缚态等具有高品质因数的特殊散射态可以用来增强发射端和接收端的耦合；拓扑绝缘体中的拓扑保护模式有望用于高效率高鲁棒性的无线能量传输；利用莫尔超表面的设计思想可以令现有基于超表面的无线能量传输系统实现增强非线性的调谐功能。

宋明肇及其团队在电磁能量调控基础应用研究方面取得系列突破性成果。2016年，他提出了基于全介质谐振器的无线能量传输系统，在国际上首次实验验证了该系统的可行性和高效性；2019年提出无线充电智能桌概念并设计出国际第一台原型系统，该系统利用超构表面所具有的将倏逝场转换成传输波的特性，在无线能量系统中引入超构表面作为能量导引装置，从本质上提高了发射端和接收端的能量耦合程度，大幅提升能量传输效率和距离，该研究突破同尺寸近场无线充电的距离限制（传统10厘米尺寸的发射器和接收器传输距离为10cm，该系统传输距离可达1米），实现了在1米距离处高达80%的能量传输效率。

本篇核能！

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哈尔滨工程大学

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撰文 | 刘涛

排版 | 谭骁晏

编辑 、责编 | 霍萍

审核 | 吕冬诗 金声