Laser-gegenereerd geluid: direct audio-overdracht naar een luisteraar zonder traditionele luidsprekers

Onderzoekers gebruiken lasers om geluid van 60 decibel over te dragen naar een doelpersoon op 2,5 meter afstand. Ze ontwikkelden een methode die berust op het fotoakoestisch effect, wat optreedt wanneer een materiaal geluidsgolven creëert na het absorberen van licht.

Hoe het werkt

Om audioberichten te verzenden, vertrouwt het systeem op het fotoakoestische effect dat optreedt wanneer een materiaal geluidsgolven creëert na het absorberen van licht. De intensiteit van het licht moet varieren om dit effect te produceren.

In deze studie gebruikten de auteurs waterdamp in de atmosfeer om licht te absorberen en geluid te genereren. De techniek werkt zelfs in een droge omgeving omdat er altijd wat water in de atmosfeer aanwezig is, vooral rond mensen.

Als je een lasergolfengte selecteert die gemakkelijk door water geabsorbeerd kan worden, heb je geen grote hoeveelheid water in de lucht nodig. Hoe hoger de absorptie, des te louder het geluid.

Referentie: The Optical Society | doi:10.1364/OL.44.000622 | MIT

De techniek is vergelijkbaar met dynamische fotoakoestische spectroscopie die gebruikt wordt voor standoff-detectie van sporexplosieven. Onderzoekers hebben getoond dat het veegen van een laserstraal (op een door water geabsorbeerde golfengte) met de snelheid van geluid een efficiënte methode kan zijn om geluid te genereren.

Credit: MIT's Lincoln Laboratory

Wat echt indrukwekkend is in deze laser-veegmethode is dat het audiobericht alleen gehoord kan worden op een specifieke afstand van de afzender. Het signaal kan naar een specifieke persoon gestuurd worden, in plaats van naar iedereen die de lichtstraal kruist.

Experimenten

In experimenten konden onderzoekers geluid van 60 decibel overbrengen naar een doelpersoon op 2,5 meter afstand, met behulp van commercieel beschikbare apparatuur. Het team testte ook een conventionele fotoakoestische techniek die niet vereist de laser te veegen. In plaats daarvan moduleert het de kracht van de laserstraal om het audiosignaal te coderen.

Er is een trade-off tussen deze twee methoden. De laser-veegmethode levert luidere audio op, terwijl de conventionele fotoakoestische techniek geluid met hogere getrouwheid oplevert.

Het team gelooft dat hun methode verder verbeterd kan worden om buiten te werken op langere afstanden. Feitelijk kan het gebruikt worden voor super-gerichte advertenties, en militaire of spionagedoeleinden.