Dynamiczna spektroskopia fotoakustyczna – przesyłanie dźwięku laserem i parą

Maciej Olanicki , 29.01.2019 r.
laser
Ostatni zamaszysty krok w kierunku upowszechnienia bezprzewodowej transmisji dźwięku w konsumenckiej elektronice użytkowej to porzucenie złącza minijack w smartfonach przez niektórych producentów. Rynek zareagował negatywnie na tę wymuszoną ewolucję, a czynnikiem decyzyjnym w wyborze smartfonu wciąż dla wielu jest stary dobry jack. Nie brakuje chętnych, by zmienić ten stan rzeczy.

Dynamiczna spektroskopia fotoakustyczna – jak działa?

Tym większe zainteresowanie mogą wzbudzać nowe metody bezprzewodowej transmisji dźwięku, także te, które nie korzystają z fal radiowych. Szczególną uwagę warto zwrócić na opracowany w Laboratorium Lincolna na MIT „nowy” (skąd cudzysłów – o tym za moment) sposób precyzyjnego bezprzewodowego przesyłania dźwięku – dynamiczną spektroskopię fotoakustyczną. Z podstawowymi informacjami na jej temat można zapoznać się na stronie Amerykańskiego Towarzystwa Optycznego. Trzeba przyznać, że pomysł jest nietuzinkowy – dość powiedzieć, że do transmisji wykorzystuje się wiązkę laserową i parę wodną.

Przesyłanie dźwięku z wykorzystaniem dynamicznej spektroskopii fotoakustycznej ma kilka wyjątkowych cech, które czynią ją szczególnie atrakcyjną. Po pierwsze, możliwe jest bardzo precyzyjne określania, gdzie dźwięk ma być słyszalny. Można skierować komunikat precyzyjnie do jednej osoby nawet, gdy znajduje się ona nawet w tłumie. Po drugie, dla pozostałych osób w tłumie komunikat nie będzie słyszalny. Po trzecie, odbiorca nie potrzebuje odbiornika innego niż ucho.

laser Na samej górze precyzyjnie wysłana wiadomość, niżej (2) wiadomość wysłana do wielu dzięki ruchowi lustra.

Jak to możliwe? Spektroskopia fotoakustyczna opiera się na absorpcji światła przez parę wodną. Nie jest to wcale pomysł nowy – nad efektem fotoakustycznym pracował już między innymi Wilhelm Röntgen. Wykorzystywał do badania ciał zamianę energii z wiązki światła na energię kinetyczną pod wypływem cząsteczek, na które padało światło. Zasadnicza różnica pomiędzy pracami Röntgen a Laboratorium Lincolna jest wykorzystanie przez naukowców z MIT lasera oraz mikrofonu. Ten ostatni umiejscowiony jest w ośrodku, który musi zawierać parę wodną. Całkowicie wystarczająca do uzyskania efektu fotoakustycznego była ilość pary wodnej dostępna w atmosferze, nie była potrzebna żadna dodatkowa emisja.

Dynamika spektroskopii fotoakustycznej odnosi się zaś do takiego modulowania wiązki za pomocą cząsteczek pary wodnej, by w rezultacie efektu fotoakustycznego emitowany był dźwięk. Celem Röntgena było badanie ciał za pomocą widma, naukowcy MIT za pomocą gazu absorbują światło i dzięki zmianie długości fali przenoszą na odległość dźwięk o głośności 60 decybeli. Co ważne, dźwięk ten jest słyszalny w miejscu, na które pada wiązka światła – może to być zatem ucho odbiorcy. Nic jednak nie stoi na przeszkodzie, by odbić ją od lustra i dzięki pozostającemu w ruchu lustru (vide schemat) przesłać wiadomość do wielu osób jednocześnie.

Ryzykowne konsekwencje

Nietrudno wyobrazić sobie mnogość zastosowań, zaś komunikacja odbywająca się wyłącznie między nadawcą i odbiorcą w sposób niesłyszalny dla otoczenia budzi wręcz skojarzenie z telepatią. Oczywiście wciąż mamy do czynienia z wykorzystaniem słuchu, ale w sposób trudny do wykrycia. Nie są wykorzystywane najmniejsza nawet urządzenia odbiorcze, więc ludzie w otoczeniu adresata komunikatu nie będą nawet wiedzieć, że jakakolwiek wiadomość jest przesyłana.

Z drugiej zaś strony dynamiczna spektroskopia fotoakustyczna budzi zastrzeżenia – wszak nadawać cokolwiek może każdy. Odbiorca musiałby nosić zatyczki, by chornić się przed niechcianym komunikatem. A to woda dla młyn dla wszelkiej maści reklamodawców, którzy w dodatku mogliby precyzyjnie kierować swoje treści do wybranych osób. W najczarniejszym scenariuszu przejście na przykład obok sklepu z butami mogłoby się dosłownie skończyć słyszeniem w swojej głowie głosów na temat konieczności kupna nowych butów. Przerażające? Cóż, teraz już możliwe.

Najnowsze oferty pracy:

Polecane wpisy na blogu IT: