En febrero de 2019, tres científicos del Massachussets Institute of Technology (MIT), divulgaron en la revista Optical Society un “enfoque de comunicación fotoacústica láser para enviar mensajes de advertencia audibles a una personas a través del aire sin requerir un dispositivo receptor.”
En la revista Optics Letters de The Optical Society (OSA), los investigadores del Lincoln Laboratory del Massachusetts Institute of Technology informan que utilizan dos métodos diferentes basados en láser para transmitir varios tonos, música y voz grabada en un volumen conversacional.
“Nuestro sistema se puede usar a cierta distancia para transmitir información directamente al oído de alguien”, dijo el líder del equipo de investigación Charles M. Wynn. “Es el primer sistema que utiliza láseres que son completamente seguros para los ojos y la piel para localizar una señal audible para una persona en particular en cualquier entorno.”
Crear sonido a partir de aire
Los nuevos enfoques se basan en el efecto fotoacústico, que se produce cuando un material forma ondas de sonido después de absorber la luz. En este caso, los investigadores utilizaron vapor de agua en el aire para absorber la luz y crear sonido.
“Esto puede funcionar incluso en condiciones relativamente secas porque casi siempre hay un poco de agua en el aire, especialmente alrededor de la gente”, dijo Wynn. “Descubrimos que no necesitamos mucha agua si usamos una longitud de onda de láser que es muy fuertemente absorbida por el agua. Esto fue clave porque la absorción más fuerte lleva a más sonido.”
Uno de los nuevos métodos de transmisión de sonido surgió de una técnica llamada espectroscopía fotoacústica dinámica (DPAS), que los investigadores desarrollaron previamente para la detección química. En el trabajo anterior, descubrieron que escanear, o barrer, un rayo láser a la velocidad del sonido podría mejorar la detección química.
“La velocidad del sonido es una velocidad muy especial para trabajar”, dijo Ryan M. Sullenberger, primer autor del artículo. “En este nuevo documento, mostramos que barrer un rayo láser a la velocidad del sonido a una longitud de onda absorbida por el agua se puede utilizar como una forma eficiente de crear sonido.”
Para el enfoque relacionado con DPAS, los investigadores cambian la longitud de los barridos láser para codificar diferentes frecuencias, o tonos audibles, en la luz. Un aspecto único de esta técnica de barrido con láser es que la señal solo puede escucharse a cierta distancia del transmisor. Esto significa que se podría enviar un mensaje a un individuo, en lugar de a todos los que cruzan el haz de luz. También abre la posibilidad de dirigir un mensaje a múltiples personas.
Pruebas de laboratorio
En el laboratorio, los investigadores demostraron que el equipo disponible comercialmente podía transmitir el sonido a una persona a más de 2,5 metros de distancia a 60 decibeles utilizando la técnica de barrido láser. Creen que el sistema podría escalarse fácilmente hasta distancias más largas. También probaron un método fotoacústico tradicional que no requiere barrer el láser y codifica el mensaje de audio mediante la modulación de la potencia del rayo láser.
“Hay compensaciones entre las dos técnicas”, dijo Sullenberger. “El método tradicional de fotoacústica proporciona sonido con mayor fidelidad, mientras que el barrido con láser proporciona sonido con un sonido más alto.”
A continuación, los investigadores planean demostrar los métodos al aire libre en rangos más largos. “Esperamos que esto se convierta en una tecnología comercial”, dijo Sullenberger. “Hay muchas posibilidades interesantes, y queremos desarrollar la tecnología de la comunicación de manera que sea útil.”
Fuentes:
The Optical Society — New Technology Uses Lasers to Transmit Audible Messages to Specific People.
OSA Publishing — Photoacoustic communications: delivering audible signals via absorption of light by atmospheric H2O.
