@ 2019.01.28 , 10:00

MIT的科研人员利用激光实现「传音入密」

麻省理工学院林肯实验室正在研发的新技术,使用激光赋予某处空气中的水分子能量,从几米之外将声音直接“打入”目标的耳内。

MIT团队的负责人兼物理学家Charles M. Wynn说:“我们的系统可以在一定距离内,直接将信息传递给某人的耳中。”

您或许猜到了这种设备的潜在应用方向:从军事行动到定向广告。

只要存在背景噪音的问题——或者无法佩戴耳机的情况——都是激光“传音入密”术大展拳脚的地方。

如果你担心激光的安全性,开发商承诺它是无害的。

“这是第一个对眼睛和皮肤完全无害的激光发射系统,可以在任何环境中将声音信号定位到特定的人身上,”Wynn说。

将声音收束且定向传递的技术已经存在了数十年。

其中大多数都是使用扬声器来加强声波或在一个小区域内进行超声波转化。尽管它们确实能发挥作用,但传递距离受到了极大的限制。

基于激光器的光学技术具有潜在优势,可以使信道定向良好且足够“狭窄”;提高频率就能提升通信距离——这就是团队从扬声器转向激光器的原因。

MIT新技术的核心是1.9微米的铥激光器。根据所谓的光声效应原理,空气中的水蒸气吸收激光的辐射能量,会产生人耳可听见的频率振动。

“它甚至可以在相对干燥的条件下工作,因为空气中总是含有水分,特别是在人周围。”Wynn说,“如果使用易被水分子吸收的激光波长,我们发现不需要很多的水量。这是关键,因为吸收能力越强,声音就越大。”

团队测试了两种技术方案。第一种通过连续波中的调制器改变激光器的振幅,产生的振动可以被2.5米外的麦克风拾取。

第二个在过程中抛弃了调制器,让镜子以声速运动来回扫描激光光束,通过击中更多的水分子来产生更大的声波。

“我们在两种技术方案之间反复权衡,”光机械工程师Ryan M. Sullenberger说,“传统的光声方法可以提供更高保真度的声音,而激光扫描可以提供更响亮的声音。”

激光震荡技术的潜在缺点是,它只能在距发射器特定的距离处工作。近一点,收音就会太尖锐。远一点,频率就低于人耳的范围。

虽然研究人员只在几米的范围内测试了60分贝(正常会话水平)的音量,但他们认为可以提高距离和音量,现在他们已经有了理论上的证据。

“我们希望它最终能够成为一种商业技术,”Sullenberger说。

这意味着,将来站在很远处的人们可以不动声色地在你耳边呢喃……这既令人不安,又有些小激动的感觉是怎么回事?

该研究发表在OSA Publishing上。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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