Optoakustik: US-Forscher flüstern per Laser ins Ohr

Wie kann man in einem überfüllten Raum einer Person eine Nachricht zukommen lassen, die nur sie und kein anderer hört? US-Forscher haben ein Verfahren entwickelt, um Schall per Laser direkt ins Ohr zu senden.

Artikel veröffentlicht am 29. Januar 2019, 11:12 Uhr, Werner Pluta

Schallübertragung per Laser: Geheimdienste werden sich freuen. (Bild: MIT Lincoln Laboratory)

Schall übertragen mit Licht? Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein Verfahren entwickelt, um Sprachnachrichten zielgerichtet ins Ohr des Empfängers zu übertragen. Dabei nutzen sie Licht als Übertragungsmedium. Der Hörer braucht keine Empfangseinrichtung.

Die Forscher um Charles Wynn machen sich dabei den photoakustischen oder optoakustischen Effekt zunutze: Wenn ein Material mit Licht bestrahlt wird, erzeugt es Schallwellen. Die MIT-Forscher nutzen Wasserdampf in der Luft: Der Dampf in der Nähe des Kopfes des Hörers absorbiert das Laserlicht und erzeugt Schall, der dann ins Ohr geht.

"Das geht auch bei relativ trockenen Bedingungen, da fast immer etwas Wasser in der Luft ist, besonders in der Nähe von Menschen", sagt Projektleiter Wynn. "Wir haben herausgefunden, dass wir nicht viel Wasser benötigen, wenn wir eine Laserwellenlänge verwenden, die vom Wasser sehr gut absorbiert wird." Das sei der Schlüssel gewesen: Je stärker die Absorption, desto mehr Schall werde erzeugt.

Der Laser wird moduliert

Erzeugt wird die Nachricht mit einem Laser. Dabei haben die Forscher zwei Methoden getestet: Bei der einen wird die Leistung des Laserstrahls moduliert. Die zweite Methode beruht auf der dynamischen photoakustischen Spektroskopie (DPAS), einer Technik, die Wynn und seine Kollegen vor einigen Jahren zur Untersuchung von Gasen entwickelt haben.

Dabei wird der Laserstrahl über Spiegel mit Schallgeschwindigkeit hin- und hergeschwenkt. Bei diesem Verfahren kann eine Nachricht gezielt an eine bestimmte Person gesendet werden, ohne dass eine andere, die gerade den Laserstrahl quert, davon etwas mitbekommt.

Im Labor konnten die Forscher mit handelsüblicher Ausrüstung mit der DPAS-basierten Technik Schall über eine Distanz von 2,5 Metern bei 60 Dezibel übertragen. Der Laser sei dabei harmlos und schädige weder Augen noch Haut, betont Wynn. Die Arbeit beschreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Optics Letters.

Das System könnte beispielsweise eingesetzt werden, um in lauten Räumen zu kommunizieren. Schwerhörige könnte das die Kommunikation in einer lauten Umgebung vereinfachen. Sicherheitsbehörden, das Militär und vor allem Geheimdienste werden für ein solches Kommunikationssystem viele Anwendungsmöglichkeiten finden.