研究人員已經(jīng)證明,激光可以在沒有任何類型接收設(shè)備的情況下,向人們發(fā)送聲音信息。這項(xiàng)在空氣中傳遞“有針對(duì)性的音頻信號(hào)”的能力,可用于嘈雜的室內(nèi)通訊環(huán)境、或向特定目標(biāo)告知危險(xiǎn)狀況。麻省理工學(xué)院(MIT)林肯實(shí)驗(yàn)室的研究人員,剛剛在《光學(xué)快報(bào)》上發(fā)表了他們的最新研究。
(研究配圖 - 1:光聲信息傳遞)
研究人員使用了兩種不同的基于激光的方法,以會(huì)話的方式,傳輸各種音調(diào)、音樂、或錄制的語音。
其原理基于“光聲效應(yīng)”:材料吸光后,會(huì)形成聲波。本例中,研究人員利用了空氣中的水蒸氣來吸收光線、并產(chǎn)生聲音。
(研究配圖 - 3:動(dòng)態(tài)光聲結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn))
其中一種新穎的聲音傳播方法,是從一種被稱作“動(dòng)態(tài)光聲光譜”(DPAS)的技術(shù)演變而來。
此前,研究人員之前開發(fā)了相關(guān)的化學(xué)檢測技術(shù)。在早期的工作中,他們發(fā)現(xiàn),若以聲速掃描激光束,則有助于改善化學(xué)檢測。
論文一作 Ryan M. Sullenberger 指出:“聲音的速度很是特殊,在新研究中,我們發(fā)現(xiàn)通過水來吸收波長的話,可借助聲速掃描激光束來實(shí)現(xiàn)有效的聲音傳遞”。
基于此,研究人員嘗試改變激光掃描的波長,以便在光線中編碼不同的頻率、或可被聽到的音量等級(jí)。這項(xiàng)技術(shù)的一大特點(diǎn),是只能在距離發(fā)射器一定范圍處聽到信號(hào)。意味著我們不僅可以向多人傳遞聲音,也可以只向特定的目標(biāo)傳遞。
研究人員已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)了 2.5 米以上的 60 分貝音頻傳輸,隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,商用設(shè)備有望輕松覆蓋更遠(yuǎn)的距離。
(研究配圖 - 2:傳統(tǒng)光聲方案)
此外,研究人員測試了傳統(tǒng)的光聲方案,其不需要掃描激光、并通過調(diào)制激光束的功率來編碼音頻信息。
Sullenberger表示:“兩者的區(qū)別在于,傳統(tǒng)光聲方案可致力于更高的保真度,而激光掃描可以帶來更加響亮的聲音”。
(研究配圖 - 4:測量聲學(xué)信號(hào)的空間范圍)
接下來,研究人員計(jì)劃在戶外開展更遠(yuǎn)的演示。
來源:Optics Letters
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