近日，美國一家公司就研發出一種無線圣誕燈，它的燈泡借助放置在圣誕樹外圍的磁線圈所產生的電力發光，無須連接傳統電線，一旦把燈泡掛在樹上，燈泡就會發亮，這個產品應用的就是無線供電技術。
顧名思義，無線供電技術是指無需任何物理上的連接，電能可以近距離無接觸地傳輸給負載以驅動電器。與傳統的供電方式相比，這種無接觸式的供電技術具有易維護、體積小且適用于惡劣工作環境等特點。
實際上，無線供電的概念早在1894年就由物理學家特斯拉提出，這100多年來，該技術已經得到長足的發展，涉及的領域有手機、醫療器械、可穿戴設備、筆記本等，沿用“特斯拉”這個名字的電動汽車正是應用了該技術來給汽車充電。
目前，國內已有專家開始將無線供電技術應用到半導體照明領域，中科院半導體研究所半導體照明研發中心的工程師詹騰稱，實驗室已經利用這個理論成功制造出了無線驅動的紅光芯片，這種芯片無電極、無金線，可以通過無線能量傳輸將其點亮，進一步縮小了芯片的體積。詹騰表示，希望在進一步的研發過程當中，在通用照明領域，以及一些動植物等特殊的照明領域，無線供電的照明系統技術可以得到應用。
無線供電技術的原理研究可以追溯到19世紀30年代，科學家邁克爾•法拉第(Michael Faraday）首先發現了電磁感應原理，即周圍磁場的變化將使電線中產生電流。到了19世紀 90年代，科學家尼古拉•特斯拉(Nikola Tesla) 證實了無線傳輸電波的可能性，并申請了首個專利。
近2個世紀以來，科學家一直知道如何在不使用電線的情況下輸電，但是，由于沒有實際的需求，無線供電技術一直處于“英雄無用武之地”的尷尬境地，直到近年來，隨著個人電子產品的風行，無線供電技術才得以應用。
據了解，目前實現無線供電主要通過四種方式，分別為電磁感應技術、電磁共振技術、無線電波技術和電場耦合技術，而其中應用到照明領域的只有兩種。
磁場共振技術：由能量發送裝置和能量接收裝置組成，照明設備需要在電源和光源上分別裝上銅絲線圈，當兩端線圈調整到相同頻率，或者說在一個特定的頻率上共振，它們就可以實現彼此之間的能量交換，從而點亮燈泡。這種能量傳輸方式無需使線圈間的位置完全吻合，而且傳輸距離較長。
電場耦合技術：供電模塊是由2個非對稱偶極子按垂直方向排列而成的，這組偶極子各由供電部分和接收部分的活性炭電極和接地電極組成。無線供電模塊就是通過這2個非對稱偶極子的電場耦合而產生的感應電場來供電的。由于電場耦合方式有位置自由、電極薄且電極部的溫度不會上升等優勢，可以實現照明設備的自由擺放，在一定程度上還可以延長LED燈具的使用壽命。
在照明領域摸索著前行
目前，無線供電技術涉及的領域有手機、筆記本電腦、醫療器械還有近期廣受關注的可穿戴設備，實際上，不僅在這些“高大上”的設備有應用，在照明這個“接地氣”的領域，無線供電技術也有很大的發展前景，為此國內外物理學家做了不少努力與嘗試。
2007年6月7日，來自美國麻省理工學院的物理學教授馬林•索爾賈�？�(Marin Soljacic )帶領的研究團隊，成功地利用電磁共振器，使得2米之外的60瓦燈泡在沒有任何有線裝置的幫助下成功點亮。在演示過 程中，索爾賈�？私淌谧屗恼麄�設計團隊成員站在發送和接收天線之間，燈泡持續發光，并沒有受到障礙物的影響�？茖W家將這一技術稱為“Witricity”，運用的就是磁場共振技術。
然而，基于這種技術的照明設備有一個突出的問題，就是無法實現高效率的遠距離傳輸，空氣中能量損耗較大，對于供電來說還是非常不經濟的做法。
在索爾賈�？祟I導的臺燈實驗中，電磁能發射器的能量只有40%～50%被燈泡吸收，如果要想對化學電池進行無線充電，接收率必須提高到70%以上。
此外，電磁能發射器工作的有效距離最遠僅為2.74米。要想提高這一有效距離，照明設備還必須配置一個同樣帶有銅絲線圈的接收器，在實驗中，使用的線圈直徑達到50cm，如果要縮小線圈尺寸，接收功率自然也會下降，誰也不想看到以后每個燈泡都頂著一個碩大的線圈，在當時這種技術下的無線照明商業化空間還不是很大。
有望在LED照明領域取得成果
而隨著LED照明逐步取代傳統照明，無線照明的技術研究也正逐漸轉向LED領域，目前國內的中科院半導體研究所半導體照明研發中心正在進行這方面的研究。工程師詹騰表示，在LED芯片的發展過程中，芯片的種類越來越多，尺寸也越做越小，據了解，目前最小的LED芯片尺寸為06mil*08mil，當芯片尺寸做到更小時，打線和驅動就成了難題。
詹騰稱利用無線供電的電場耦合技術可以解決這一困境，“在我們實驗室中，我們想出一種根據無線能量傳輸電場耦合的方式，在芯片做到更小的情況下，可以不需要電極、不需要打線也能正常地驅動LED。我們利用這個理論制造出了紅光的芯片，藍光我們還在進一步嘗試當中。”
據了解，將無線供電技術應用到LED照明領域將有以下幾點優勢：第一，在無線供電的光源工作的過程當中，可以使光源系統使用起來更加的方便，特別是在便攜式的照明系統當中；第二，可以使我們的照明系統更加的安全、更加的可靠，因為使用非接觸式的驅動替代傳統的物理接觸以及電接觸，可以大大減少觸電風險；第三，利用這種技術可以做到防水防爆；第四，使LED照明系統更加可靠；第五點就是由于光源和驅動分開了，可以提高LED照明系統的使用壽命。
詹騰表示：“無線供電比較理想的發展狀態就是在我們的家居環境中或者辦公場景中，不需要任何電線，只需要一個電力發射器，我們所有的照明系統、電力設備都可以得到很好的供應。在進一步的研發過程當中，我們希望在通用照明領域，以及一些動植物等特殊的照明領域，無線供電的照明系統技術可以得到應用。”
