Ny teknologi bruger lasere til at sende hørbare beskeder til bestemte personer

Forskere har påvist, at en laser kan sende en hørbar besked til en person uden nogen form for modtagerudstyr. Evnen til at sende meget målrettede lydsignaler i luften kan bruges til at kommunikere på tværs af støjende rum eller advare enkeltpersoner om en farlig situation, såsom en aktiv skytte.

I tidsskriftet The Optical Society (OSA). Optik bogstaver , forskere fra Massachusetts Institute of Technologys Lincoln Laboratory rapporterer, at de bruger to forskellige laserbaserede metoder til at transmittere forskellige toner, musik og optaget tale med en samtalevolumen.

"Vores system kan bruges på et stykke væk til at sende information direkte til nogens øre, " sagde lederen af ​​forskergruppen Charles M. Wynn. "Det er det første system, der bruger lasere, der er fuldt sikre for øjne og hud til at lokalisere et hørbart signal til en bestemt person i enhver indstilling."

Skaber lyd fra luft

De nye tilgange er baseret på den fotoakustiske effekt, som opstår, når et materiale danner lydbølger efter at have absorberet lys. I dette tilfælde, forskerne brugte vanddamp i luften til at absorbere lys og skabe lyd.

"Dette kan fungere selv under relativt tørre forhold, fordi der næsten altid er lidt vand i luften, især omkring mennesker, " sagde Wynn. "Vi fandt ud af, at vi ikke har brug for meget vand, hvis vi bruger en laserbølgelængde, der absorberes meget kraftigt af vand. Dette var nøglen, fordi den stærkere absorption fører til mere lyd."

En af de nye lydtransmissionsmetoder voksede fra en teknik kaldet dynamisk fotoakustisk spektroskopi (DPAS), som forskerne tidligere har udviklet til kemisk detektion. I det tidligere arbejde, de opdagede, at scanning, eller fejning, en laserstråle med lydens hastighed kunne forbedre kemisk detektion.

"Lydens hastighed er en meget speciel hastighed at arbejde med, " sagde Ryan M. Sullenberger, avisens første forfatter. "I dette nye blad, vi viser, at det at feje en laserstråle med lydens hastighed ved en bølgelængde absorberet af vand kan bruges som en effektiv måde at skabe lyd på."

For den DPAS-relaterede tilgang, forskerne ændrer længden af ​​lasersweepene til at kode forskellige frekvenser, eller hørbare tonehøjder, i lyset. Et unikt aspekt ved denne laserfejeteknik er, at signalet kun kan høres i en vis afstand fra senderen. Det betyder, at en besked kan sendes til en person, frem for alle, der krydser lysstrålen. Det åbner også muligheden for at målrette et budskab til flere personer.

Laboratorieundersøgelser

I laboratoriet, forskerne viste, at kommercielt tilgængeligt udstyr kunne overføre lyd til en person mere end 2,5 meter væk med 60 decibel ved hjælp af laserfejeteknikken. De mener, at systemet nemt kunne skaleres op til længere afstande. De testede også en traditionel fotoakustisk metode, der ikke kræver fejning af laseren og koder lydmeddelelsen ved at modulere laserstrålens effekt.

"Der er afvejninger mellem de to teknikker, " sagde Sullenberger. "Den traditionelle fotoakustikmetode giver lyd med højere troskab, hvorimod lasersweping giver lyd med højere lyd."

Næste, forskerne planlægger at demonstrere metoderne udendørs på længere afstande. "Vi håber, at dette i sidste ende vil blive en kommerciel teknologi, " sagde Sullenberger. "Der er mange spændende muligheder, og vi ønsker at udvikle kommunikationsteknologien på måder, der er nyttige."