无线传感器网络是由分布在监测区域内的多个传感器节点通过无线通信组成的一种网络系统，实现人们对监测区域的信息获取，广泛的应用于工业、农业和军事等众多领域。然而无线传感器网络传统的供能方式—电池的能量有限，限制了传感器网络的性能和寿命，所以解决无线传感器网络的能量受限问题的研究有着重要的意义。科研人员提出各种环境能量采集技术，在一定程度上解决了无线传感器网络的能源问题。但是在一些缺乏环境能源的应用场所，不能采集到足够的能量为传感器节点供能，由此本文提出了单对多点激光主动供能方式为无线传感器网络供能，并为该方法的实现和优化进行了研究。该方式是将单束激光通过激励荧光片发光的方式转换为空间光场，为多个传感器节点供能。该方法弥补了因环境能量缺失而无法实现无线传感器节点自供能的缺陷，可应用于煤矿、地下油库等高危场所的监测。本文阐述了激光激励荧光片供能方式的原理，对其产生的光场特性进行了分析，建立荧光片的光学模型并优化其参数；为了提高激光—荧光转换效率，设计了两种荧光靶结构；分析光电转换器件，选取非晶硅太阳能电池作为换能器，估算了整个系统中能量的转换效率。总结和比较了典型的自供能传感器节点结构，分析了储能技术并选取超级电容作为储能元件，据此确定基于激光主动供能方式的自供能传感器节点的结构。设计了高效率低功耗的能量采集系统，在能量管理电路中选用电压回授法以实现太阳能电池的最大功率点追踪，使电路的充电效率提高了25%以上；能量管理电路由充电电路和放电电路两部分组成，电路工作功耗小于12μW。对激光激励荧光片供能方式所提供的空间光场进行测试，并验证得到荧光靶提高了能量的利用效率和光场的均匀性。在激光主动供能方式下测试能量管理电路，电路每隔约15分钟放电一次，放出约217.2mJ的能量，通过DC/DC转换器输出稳定的3V电压；结合了该电路的无线传感器节点在激光主动供能方式下能正常工作，测得了实验室环境的温湿度数据。