ارسال پیام صوتی با استفاده از لیزر به فردی خاص در میان جمعیت

ارسال پیام صوتی با استفاده از لیزر به فردی خاص در میان جمعیت
 

محققین آزمایشگاه لینکلن[1] موسسه فناوری ماساچوست نشان داده ­اند که با استفاده از لیزر می­ توان یک پیام صوتی را به فردی خاص بدون هیچ گونه تجهیزات گیرنده انتقال داد. توانایی ارسال سیگنال های صوتی هدفمند در هوا می ­تواند برای برقراری ارتباط با فردی خاص در محیطی پر سر و صدا و یا هشدار یک وضعیت خطرناک مانند تیراندازی استفاده شود.
محققین دو روش لیزری مختلف را برای انتقال پیام صوتی آزمایش کردند. آنها از یک لیزر تولیوم با طول موج 1.9 میکرومتر که منطبق با خط جذب بخار آب در اتمسفر است، برای ارسال صداهای مختلف، موسیقی و سخنرانی ضبط شده استفاده کردند.
این رویکردهای جدید بر پایه اثر فوتوآکوستیک است. اثر فوتوآکوستیک پدیده ای است که ماده پس از جذب نور، امواج صوتی ایجاد می کند. در این بررسی، محققین از بخار آب موجود در هوا برای جذب نور و ایجاد صوت استفاده کردند.
آقای چارلز وین، مدیر تیم تحقیقاتی اظهار می­ کند که این موضوع حتی در شرایط نسبتاً خشک نیز برقرار است زیرا همواره مقدار کمی آب در هوا، به ویژه پیرامون مردم وجود دارد. همچنین اگر از طول موج لیزری که به خوبی توسط آب جذب می شود استفاده شود، به مقدار آب زیادی نیاز نیست. استفاده از لیزر با طول موجی با جذب بالا توسط آب، یک نکته کلیدی است زیرا جذب قوی تر منجر به صدای بلندتر می ­شود.
یکی از روشهای جدید انتقال صدا، تکنیکی به نام طیف سنجی فوتوآکوستیک پویا[2]  (DPAS) است که قبلاً برای تشخیص مواد شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته است. این تیم تحقیقاتی در کار قبلی خود کشف کردند که اسکن یا جاروب پرتو لیزر با سرعت صوت می تواند تشخیص مواد شیمیایی را بهبود بخشد.
به گفته آقای رایان سلنبرگر یکی از پژوهشگران این تیم تحقیقاتی: "سرعت صوت یک سرعت بسیار ویژه است. در این مقاله جدید، نشان داده ایم که جاروب پرتو لیزر با سرعت صوت در طول موجی که توسط آب جذب می ­شود، می تواند به عنوان یک روش کارآمد برای ایجاد صدا استفاده شود."

هدف گذاری فاصله
در روش DPAS، محققین طول روبش لیزر را تغییر می ­دهند تا گام ­های مختلف قابل شنیدن را کدگذاری کنند. از جنبه های منحصر به فرد تکنیک جاروب لیزری این است که سیگنال فقط در فاصله معینی از فرستنده شنیده می شود، یعنی پیام فقط به یک فرد خاص فرستاده می ­شود. همچنین قابلیت ارسال پیام به چندین نفر وجود دارد.
در آزمایشگاه، محققین نشان دادند که به روش جاروب لیزری و با استفاده از تجهیزات تجاری موجود، می ­توان صدا را به فردی با فاصله بیش از 2.5 متر در 60 دسی بل انتقال داد. آنها معتقدند که این سیستم می ­تواند به راحتی به فاصله های طولانی ­تر ارتقاء یابد. محققین همچنین یک روش فوتوآکوستیکی قدیمی را آزمایش کردند که نیازی به جاروب لیزری ندارد و پیام های صوتی را با مدولاسیون توان پرتو لیزر رمزگذاری می ­کند.  
طبق نظر آقای رایان سلنبرگر، بین این دو روش موازنه ­ای وجود دارد. روش فوتوآکوستیکی قدیمی صدایی با وضوح بیشتر ایجاد می ­کند در حالیکه روش جاروب لیزری، صدای بلندتری ارائه می ­دهد. محققین در نظر دارند، این روش ­ها را در فضای باز و در فواصل طولانی اجرا کنند تا در نهایت به یک فناوری تجاری تبدیل شوند.
 
 

Reference:
1. R. M. Sullenberger et al., Optics Letters (2019); doi: https://doi.org/10.1364/OL.44.000622.
 
Source: https://www.laserfocusworld.com/articles/2019/01/laser-transmission-of-audible-messages-to-specific-people-in-a-crowd-demonstrated.html
 
 

[1] Lincoln Laboratory
[2] Dynamic Photoacoustic Spectroscopy
 
منبع : www.laserfocusworld.com      1398/4/31 16:35