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    研究人員已經證明,鐳射可以在沒有任何型別接收裝置的情況下,向人們傳送聲音資訊。

    這項在空氣中傳遞“有針對性的音訊訊號”的能力,可用於嘈雜的室內通訊環境、或向特定目標告知危險狀況。麻省理工學院(MIT)林肯實驗室的研究人員,剛剛在《光學快報》上發表了他們的最新研究。

    【研究配圖 - 1:光聲資訊傳遞】

    研究人員使用了兩種不同的基於鐳射的方法,以會話的方式,傳輸各種音調、音樂、或錄製的語音。研究小組負責人 Charles M. Wynn 表示:

    系統可以在一定距離內使用,直接將資訊傳遞至某人耳中。此外,這是首個對面板和眼睛都很安全的鐳射系統,支援在任何環境中、將聲音訊號傳遞給特定的目標。

    其原理基於“光聲效應”:材料吸光後,會形成聲波。本例中,研究人員利用了空氣中的水蒸氣來吸收光線、併產生聲音。Wynn 稱:

    系統甚至能夠在相對乾燥的條件下工作,畢竟空氣中始終保有一點水分,特別是在人體的周圍。

    聲音的強度與之密切相關,如果我們使用了可被其強烈吸收的鐳射波長,那就不需要大量的水分。

    【研究配圖 - 3:動態光聲結構實驗】

    其中一種新穎的聲音傳播方法,是從一種被稱作“動態光聲光譜”(DPAS)的技術演變而來。

    此前,研究人員之前開發了相關的化學檢測技術。在早期的工作中,他們發現,若以聲速掃描鐳射束,則有助於改善化學檢測。

    【Ryan M. Sullenberger 與 Charles M. Wynn,圖自:MIT】

    論文一作 Ryan M. Sullenberger 指出:“聲音的速度很是特殊,在新研究中,我們發現透過水來吸收波長的話,可藉助聲速掃描鐳射束來實現有效的聲音傳遞”。

    基於此,研究人員嘗試改變鐳射掃描的波長,以便在光線中編碼不同的頻率、或可被聽到的音量等級。

    這項技術的一大特點,是隻能在距離發射器一定範圍處聽到訊號。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傳遞。

    研究人員已經在實驗室中實現了 2.5 米以上的 60 分貝音訊傳輸,隨著技術的進一步發展,商用裝置有望輕鬆覆蓋更遠的距離。

    【研究配圖 - 2:傳統光聲方案】

    此外,研究人員測試了傳統的光聲方案,其不需要掃描鐳射、並透過調製鐳射束的功率來編碼音訊資訊。

    Sullenberger表示:“兩者的區別在於,傳統光聲方案可致力於更高的保真度,而鐳射掃描可以帶來更加響亮的聲音”。

    【研究配圖 - 4:測量聲學訊號的空間範圍】

    接下來,研究人員計劃在戶外開展更遠的演示。

    原標題為《Photoacoustic communications: delivering audible signals via absorption of light by atmospheric H2O》

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