Nieuwe technologie maakt gebruik van lasers om hoorbare berichten naar specifieke mensen te verzenden
Nieuwe technologie maakt gebruik van lasers om hoorbare berichten naar specifieke mensen te verzenden
Met behulp van een fotoakoestische communicatie kunnen waarschuwingsberichten door de lucht worden verzonden zonder dat een ontvangend apparaat nodig is
WASHINGTON – Onderzoekers hebben aangetoond dat een laser een hoorbare boodschap kan verzenden naar een persoon zonder enig type ontvangtoestel. De mogelijkheid om zeer gerichte audiosignalen via de ether te verzenden, kan worden gebruikt om te communiceren in rumoerige ruimtes of om personen te waarschuwen voor een gevaarlijke situatie, zoals een actieve shooter.
In The Optical Society (OSA) tijdschrift Optics Letters rapporteren onderzoekers van het Lincoln Laboratory van het Massachusetts Institute of Technology met behulp van twee verschillende laser-gebaseerde methoden verschillende tonen, muziek en opgenomen spraak op een conversatievolume.
“Ons systeem kan op enige afstand worden gebruikt om informatie rechtstreeks naar iemands oor te bundelen,” zei teamleider Charles M. Wynn. “Het is het eerste systeem dat lasers gebruikt die volledig veilig zijn voor de ogen en de huid om een geluidssignaal te lokaliseren naar een bepaalde persoon in elke omgeving.”
Geluid creëren vanuit de lucht
De nieuwe benaderingen zijn gebaseerd op het fotoakoestisch effect, dat optreedt wanneer een materiaal geluidsgolven vormt na het absorberen van licht. In dit geval gebruikten de onderzoekers waterdamp in de lucht om licht te absorberen en geluid te creëren.
“Dit kan zelfs werken in relatief droge omstandigheden, omdat er bijna altijd een beetje water in de lucht is, vooral rond mensen”, zei Wynn. “We ontdekten dat we niet veel water nodig hebben als we een lasergolflengte gebruiken die zeer sterk door water wordt geabsorbeerd. Dit was essentieel omdat de sterkere absorptie leidt tot meer geluid. ”
Een van de nieuwe methoden voor geluidsoverdracht groeide uit een techniek genaamd dynamische fotoakoestische spectroscopie (DPAS), die de onderzoekers eerder ontwikkelden voor chemische detectie. In het eerdere werk ontdekten ze dat het scannen of vegen van een laserstraal met de snelheid van het geluid de chemische detectie zou kunnen verbeteren.
“De snelheid van het geluid is een heel speciale snelheid om te werken,” zei Ryan M. Sullenberger, eerste auteur van de krant. “In dit nieuwe artikel laten we zien dat het vegen van een laserstraal met de snelheid van geluid op een golflengte die wordt geabsorbeerd door water, kan worden gebruikt als een efficiënte manier om geluid te creëren.”
Bijschrift: De onderzoekers gebruiken waterdamp in de lucht om licht te absorberen en geluid te creëren. Door de laser te vegen, kunnen ze een audiosignaal creëren dat alleen op een bepaalde afstand van de zender te horen is, waardoor het aan één persoon gelokaliseerd kan worden.
Image Credit: het Lincoln Laboratory van het Massachusetts Institute of Technology
Voor de DPAS-gerelateerde benadering veranderen de onderzoekers de lengte van de laserbewegingen om verschillende frequenties, of hoorbare toonhoogten, in het licht te coderen. Een uniek aspect van deze laserveegtechniek is dat het signaal alleen op een bepaalde afstand van de zender te horen is. Dit betekent dat een bericht kan worden verzonden naar een persoon in plaats van iedereen die de lichtstraal overschrijdt. Het opent ook de mogelijkheid om een bericht te richten op meerdere personen.
Laboratorium testen
In het laboratorium toonden de onderzoekers aan dat commercieel verkrijgbare apparatuur geluid zou kunnen overbrengen naar een persoon op meer dan 2,5 meter afstand bij 60 decibel met behulp van de laserveegtechniek. Ze geloven dat het systeem gemakkelijk kan worden opgeschaald naar langere afstanden. Ze hebben ook een traditionele fotoakoestische methode getest waarbij de laser niet hoeft te worden geveegd en de audio-boodschap wordt gecodeerd door de kracht van de laserstraal te moduleren.
“Er zijn afwegingen tussen de twee technieken,” zei Sullenberger. “De traditionele methode voor fotoakoestiek zorgt voor geluid met een hogere natuurgetrouwheid, terwijl het laserzwaaien geluid met luidere audio biedt.”
Vervolgens zijn de onderzoekers van plan om de methoden buiten op langere afstanden aan te tonen. “We hopen dat dit uiteindelijk een commerciële technologie zal worden,” zei Sullenberger. “Er zijn veel opwindende mogelijkheden en we willen de communicatietechnologie op een bruikbare manier ontwikkelen.”
Over Optics Letters
Optics Letters bieden snelle verspreiding van nieuwe resultaten op alle gebieden van de optica met korte, originele, peer-reviewed communicatie. Optiekbrieven behandelen het nieuwste onderzoek in optische wetenschap, inclusief optische metingen, optische componenten en apparaten, atmosferische optica, biomedische optica, Fourier-optica, geïntegreerde optica, optische verwerking, opto-elektronica, lasers, niet-lineaire optica, optische opslag en holografie, optische coherentie, polarisatie , kwantumelektronica, ultrasnelle optische fenomenen, fotonische kristallen en glasvezel.
Over The Optical Society
The Optical Society (OSA) werd opgericht in 1916 en is de toonaangevende professionele organisatie voor wetenschappers, ingenieurs, studenten en bedrijfsleiders die ontdekkingen aanwakkeren, toepassingen in de praktijk vormgeven en prestaties in de wetenschap van het licht versnellen. Via wereldberoemde publicaties, vergaderingen en lidmaatschapsinitiatieven levert OSA hoogwaardig onderzoek, geïnspireerde interacties en speciale bronnen voor zijn uitgebreide wereldwijde netwerk van deskundigen op het gebied van optica en fotonica. Ga voor meer informatie naar osa.org .
Media contact:
https://www.osa.org/en-us/about_osa/newsroom/news_releases/2019/new_technology_uses_lasers_to_transmit_audible_mes/
