麻省理工学院的一组研究人员介绍了一种使用激光传输定向声音的新方法。 在削减的基础上，我们讲述了这项技术的基础。
摄影/ PD声音激光
自1980年代以来，定向声音技术就能够在很小的空间区域产生可听的音频流。 但是，很难将此类系统（包括现代系统）发出的声音称为狭窄目标：平均而言，它会延伸到
直径为50厘米的区域。 较大的涂层面积限制了它们的使用。
如今，它们已被用来在博物馆中创建“音频点”-以便参观者可以通过电子指南聆听演讲，而不会打扰其他人-但它们不适合向远距离的特定人群广播音频流。
麻省理工学院的工程师解决了这个问题。 他们建议使用精确的激光束传输定向声音。 当大气中的水蒸气吸收光能时，它们的解决方案基于
光声效应 。 该过程导致气压的局部升高和声音振动的发生。 一个人无需额外的可穿戴设备就能感知这些波动。
如何运作
作为放射源，麻省理工学院的工程师使用了
laser激光 ，通常用于医学和美容领域。 该设备能够产生波长为1900至2000 nm的辐射-电磁光谱的近红外范围。 之所以选择使用laser激光器，是因为空气中的水蒸气最能吸收此特定长度的波。 另一个原因是波长为1900 nm的光对眼睛和人类皮肤的视网膜无害。
开发人员提出了两种传输声音的方法。 第一种方法涉及
声光调制器 -一种改变透射光强度的设备。 它由一块玻璃板组成，在玻璃板上使用压电换能器产生行进的超声波，从而改变光束强度。 这种方法的优点是传输的声音质量很高-研究人员
能够成功地复制语音甚至音乐的录音。
在传输音频信息的第二种方法中，使用旋转镜代替调制器。 它使激光点以声音的速度移动到听众附近的空间中，从而导致声信号的
干扰及其放大。
在这种情况下，声音质量比第一种方法差。 但是，声音本身要响亮得多-作者设法在2.5米的距离处达到60 dB的值（在第一种情况下，最大值为30 dB）。
到目前为止，开发人员还无法创建一个结合了两种方法的优点-音量和声音质量的系统。 但是他们将继续朝这个方向努力。 工程师计划开发一种基于旋转镜的方法。 做出该决定的原因是，在第一种情况下，只有通过使用更强大的激光才能使声音“更大声”，这已经对人类构成危险。
传输定向声音的其他方法
使用激光远距离传输声音的想法并不新鲜。 美国国防部提出了类似的技术。 他们使用了两种光学设备：飞秒激光在空气中产生等离子球，以及纳米激光，调谐到狭窄的波长范围并在该球中产生声音振动。
结果，类似于警笛声，在空气中听到令人不快的噪音。 该设备计划用于保护秘密对象免受陌生人的攻击。
图片D-Kuru / CC BY-SA微波还用于传输定向声音。 几年前，来自芝加哥伊利诺伊大学的一组研究人员
研究了使用MRI装置将人的颅骨作为声音振动的“载体”来传输音频信号
的可能性。 工程师设法传达出清晰可辨的声音声，但未能复制任何复杂的录音。 声波还不够强大。
在小空间区域播放音频的另一种方法是超声。 去年，Noveto推出了一种带有3D传感器的声学扬声器，该传感器可以跟踪听者头部的位置。 然后，她计算需要向哪个方向以哪个角度发送超声波，以在听众中
创建 “虚拟耳机”的感觉。
定向声音的前景
如今，定向声音主要
用于展览或广告中。 但是，预计将来它将成为更有效的营销工具。 例如，他们计划将Noveto扬声器与面部识别系统一起使用，将有针对性的广告发送给街上的路人。
随着新的声音传输方法的出现，它们的其他应用领域也会出现。 例如，由于激光能够在很长的距离上传输声音，因此有人
提议将 MIT的工程师的解决方案用于人身危险警告系统。
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