Laser können ohne Empfänger Audionachrichten an das Ohr einer Person senden

• Forscher verwenden Laser, um Schall mit 60 Dezibel an eine 2,5 m entfernte Zielperson zu übertragen.
• Sie entwickeln eine Methode, die auf dem photoakustischen Effekt beruht, der auftritt, wenn ein Material nach der Absorption von Licht Schallwellen erzeugt.

Der erste Laser wurde 1960 durch optische Verstärkung durch stimulierte Emission elektromagnetischer Strahlung entwickelt. Seitdem sind wir weit gekommen. Jetzt wird es in der Informationsverarbeitung (Blu-Ray), in der Chirurgie, in Strichcodelesern, in der holographischen Bildgebung und in der Materialbearbeitung wie Schneiden, Markieren, Bohren und Oberflächenmodifikation verwendet.

Kürzlich demonstrierte ein Forschungsteam des MIT ein sehr interessantes Phänomen:Sie verwendeten einen Laser, um eine Audiobotschaft ohne jegliche Art von Empfängergerät an das Ohr einer Person zu senden. Diese Technologie eröffnet zahlreiche faszinierende Möglichkeiten.

Es kann Informationen aus einiger Entfernung direkt an das Ohr einer Person liefern. Die Laser (in allen Einstellungen) sind absolut sicher für Haut und Augen. So kann hallenübergreifend kommuniziert oder gezielt vor einer Gefahrensituation gewarnt werden.

Wie es funktioniert?

Um Audionachrichten zu senden, stützt sich das System auf den photoakustischen Effekt, der auftritt, wenn ein Material nach der Absorption von Licht Schallwellen erzeugt. Die Lichtintensität muss variieren, um diesen Effekt zu erzielen.

In dieser Studie verwendeten die Autoren Wasserdampf in der Atmosphäre, um Licht zu absorbieren und Schall zu erzeugen. Die Technik funktioniert sogar in einer trockenen Umgebung, da immer etwas Wasser in der Atmosphäre vorhanden ist, insbesondere um den Menschen herum.

Wenn Sie eine Laserwellenlänge wählen, die leicht von Wasser absorbiert werden kann, müssen Sie nicht viel Wasser in der Luft haben. Je höher die Absorption, desto stärker der Schall.

Referenz:Die optische Gesellschaft | doi:10.1364/OL.44.000622 | MIT

Die Technik ähnelt der dynamischen photoakustischen Spektroskopie, die für die Abstandserkennung von Sprengstoffspuren verwendet wurde. Forscher haben gezeigt, dass das Schwenken eines Laserstrahls (mit einer von Wasser absorbierten Wellenlänge) mit Schallgeschwindigkeit eine effiziente Methode zur Schallerzeugung sein kann.

Bildnachweis:Lincoln Laboratory des MIT

Besonders beeindruckend bei diesem Laser-Sweep-Verfahren ist, dass die Audiobotschaft nur in einer bestimmten Entfernung vom Sender zu hören ist. Das Signal könnte an eine bestimmte Person gesendet werden, anstatt an jeden, der den Lichtstrahl überquert.

Experimente

In Experimenten konnten die Forscher mit handelsüblichen Geräten einen Schall mit 60 Dezibel an eine 2,5 Meter entfernte Zielperson übertragen. Das Team testete auch eine konventionelle photoakustische Technik, bei der der Laser nicht geschwenkt werden muss. Stattdessen moduliert es die Leistung des Laserstrahls, um das Audiosignal zu codieren.

Es gibt einen Kompromiss zwischen diesen beiden Methoden. Das Laser-Sweep liefert einen lauteren Ton, während die konventionelle Photoakustik-Technik einen Ton mit höherer Wiedergabetreue liefert.

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Das Team glaubt, dass ihre Methode weiter verbessert werden könnte, um im Freien auf größere Entfernungen zu arbeiten. Tatsächlich könnte es für gezielte Werbung und militärische oder Spionagezwecke verwendet werden.