研究人員已經證明，激光可以在沒有任何類型接收設備的情況下，向人們發送聲音信息。這項在空氣中傳遞“有針對性的音頻信號”的能力，可用於嘈雜的室內通訊環境、或向特定目標告知危險狀況。麻省理工學院（MIT）林肯實驗室的研究人員，剛剛在《光學快報》上發表了他們的最新研究。

（研究配圖- 1：光聲信息傳遞）

研究人員使用了兩種不同的基於激光的方法，以會話的方式，傳輸各種音調、音樂、或錄製的語音。研究小組負責人Charles M. Wynn 表示：

系統可以在一定距離內使用，直接將信息傳遞至某人耳中。此外，這是首個對皮膚和眼睛都很安全的激光系統，支持在任何環境中、將聲音信號傳遞給特定的目標。

其原理基於“光聲效應”：材料吸光後，會形成聲波。本例中，研究人員利用了空氣中的水蒸氣來吸收光線、並產生聲音。Wynn 稱：

系統甚至能夠在相對乾燥的條件下工作，畢竟空氣中始終保有一點水分，特別是在人體的周圍。

聲音的強度與之密切相關，如果我們使用了可被其強烈吸收的激光波長，那就不需要大量的水分。

（研究配圖- 3：動態光聲結構實驗）

其中一種新穎的聲音傳播方法，是從一種被稱作“動態光聲光譜”（DPAS）的技術演變而來。

此前，研究人員之前了相關的化學檢測技術。在早期的工作中，他們發現，若以聲速掃描激光束，則有助於改善化學檢測。

Ryan M. Sullenberger 與Charles M. Wynn（圖自：MIT）

論文一作Ryan M. Sullenberger 指出：“聲音的速度很是特殊，在新研究中，我們發現通過水來吸收波長的話，可藉助聲速掃描激光束來實現有效的聲音傳遞”。

基於此，研究人員嘗試改變激光掃描的波長，以便在光線中編碼不同的頻率、或可被聽到的音量等級。

這項技術的一大特點，是只能在距離發射器一定範圍處聽到信號。意味著我們不僅可以向多人傳遞聲音，也可以只向特定的目標傳遞。

研究人員已經在實驗室中實現了2.5 米以上的60 分貝音頻傳輸，隨著技術的進一步發展，商用設備有望輕鬆覆蓋更遠的距離。

（研究配圖- 2：傳統光聲方案）

此外，研究人員測試了傳統的光聲方案，其不需要掃描激光、並通過調製激光束的功率來編碼音頻信息。

Sullenberger表示：“兩者的區別在於，傳統光聲方案可致力於更高的保真度，而激光掃描可以帶來更加響亮的聲音”。

（研究配圖- 4：測量聲學信號的空間範圍）

接下來，研究人員計劃在戶外開展更遠的演示。

原標題為《Photoacoustic communications: delivering audible signals via absorption of light by atmospheric H2O》

[編譯自：OSA  ,來源：Optics Letters ]