用激光“千里传音”？科学家发明新型激光枪，可用音乐当“子弹”

（图源：Pixabay）

目前的激光通信技术包括大气激光通信和光纤通信，这两者都是将激光信号转化为电信号从而进行通信的。

遥隔几千万公里的宇宙空间，卫星就是使用激光通信技术将采集到的数据和图像传回地球的。

但用激光来跟人“说话”，传递声音信息，这还是一个新奇的想法。

近日，研究人员发明了一种新型激光枪，可以在房间的另一头将声音直接“射入”人的耳朵。

来自麻省理工学院林肯实验室的研究人员已经能够以会话音量传输各种音调、音乐和录制的讲话。

他们说，他们的突破可能会对一切都产生戏剧性的影响，从允许向军队发送信息，到在嘈杂的房间里被听到。

研究小组负责人韦恩(Charles M. Wynn)说：“我们的系统可以在一定距离外直接将信息传到某人的耳朵里。”

“这是第一个使用激光对眼睛和皮肤完全安全的系统，它可以在任何环境下将声音信号定位到特定的人。”

该系统使用一种被称为光声效应的技术，这种效应发生在材料吸收光后形成声波的时候。

用光照射某种媒质时，由于媒质对光的吸收会使其内部的温度改变从而引起媒质内某些区域结构和体积变化;当采用脉冲光源或调制光源时，媒质温度的升降会引起媒质的体积涨缩，因而可以向外辐射声波。这种现象称为光声效应(photoacoustic effect)。

在他们的项目中，研究人员使用空气中的水蒸气来吸收光线并产生声音。

韦恩说:“即使在相对干燥的环境下，这种方法也能奏效，因为空气中几乎总是有少量的水，尤其是在人的周围。”

“我们发现，如果我们使用被水强烈吸收的激光波长，就不需要很多水。”

“这是关键，因为更强的吸收会产生更多的声音。”

在一篇说明该项目的论文中，他们写道，它可以在从家庭到大型户外空间的任何地方使用。

激光传输的信息，编码在一个调制激光束上，并通过光声效应直接发送到接收者的耳朵。

“在嘈杂的房间里进行交流，向应用程序发出呼叫和警告，以及只针对目标接收方的本地化交流，这些都是几种可能性。”

其中一种新的声音传输方法是由一种叫做动态光声光谱(DPAS)的技术发展而来的，这种技术是研究人员之前为化学检测而开发的。

研究人员改变了激光扫描的长度，以编码不同的频率，或在光中可听到的音高。

这种激光扫描技术的一个独特之处在于，信号只能在距离发射器一定距离的地方被听到。

这意味着一个信息可以发送给个人，而不是每一个穿过光束的人。

它还提供了将消息定向到多个个人的可能性。

在实验室里，研究人员展示了商用设备可以用激光扫频技术将声音以60分贝的声音传输给2.5米以外的人。

他们相信这个系统可以很容易地扩大到更远的距离。

他们还测试了一种传统的光声方法，这种方法不需要扫描激光，而是通过调节激光束的功率来对音频信息进行编码。

接下来，研究人员计划在更大范围的户外展示这些方法。

萨伦伯格(Sullenberger)说：“我们希望这项技术最终能成为一项商业技术。”

他说：“有很多令人兴奋的可能性，我们希望以有用的方式开发通信技术。”