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標題: 研究人員使用巨型原子和微型雷射器創造了「原子電視」 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2022-9-1 12:46 AM 標題: 研究人員使用巨型原子和微型雷射器創造了「原子電視」

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　　科學家們開發了一種「原子電視」﹐它使用雷射和原子雲來傳輸符合傳統480i分辨率(480 條水平線)標準的電視訊號。但不要指望它會很快被安裝成為您的家庭娛樂的一部分。該技術的關鍵是一個玻璃容器﹐裡面裝著由兩種顏色的雷射光束激發的氣態超大銣原子﹐進入所謂的瑞德堡狀態(Rydberg state)﹐當原子具有高能量水平時﹐電子會在離原子核更遠的軌道上運行。
　　這反過來又使原子更大﹑更伸展﹐而且還使它們對電磁場敏感﹐因此它們可以用作電視訊號接收器。研究人員之前對無線電訊號做了類似的操作。美國國家標準與技術研究院(NIST)的電氣工程師表示﹕「我們想出了如何通過瑞德堡原子傳感器傳輸和接收影片。」「我們基本上將電玩遊戲編碼為訊號並用原子檢測它﹐輸出的訊號直接傳送到電視。」。
　　原子雲首先使用無線電訊號進行準備。測量其對瑞德堡原子能量轉移的影響並作為參考點﹐然後加入影片訊號來調製原始訊號﹐並通過喇叭天線傳輸。通過分析其中一束穿過原子的雷射光﹐科學家們提取影片訊號並將其轉換為適合螢幕大小的格式。該設置之前使用來自攝影機和電玩遊戲控制台的訊號進行了測試。為了使該系統成功﹐該團隊必須使雷射光的大小恰到好處。隨著光束尺寸的變化﹐雷射與原子相互作用的時間也會發生變化﹐從而影響影片的頻寬。
　　研究人員在他們發表的論文中寫道﹕「雷射大小會影響原子留在相互作用體積中的平均時間﹐這與接收器的頻寬成反比。」經過測試﹐該團隊發現﹐兩種雷射器的小光束直徑都小於100微米﹐在響應速度和能夠傳播顏色方面為最佳點。他們能夠獲得令人印象深刻的數據傳輸率﹐最高可達每秒100兆比特。
　　研究人員說﹐在未來﹐這些比率可能會進一步提高。以現代標準來看﹐480i的分辨率看起來相當模糊﹐但現在技術已經到位並且可以運作了﹐將能對其進行改善。目前﹐原子接收器大約有餐桌那麼大﹐但在未來﹐它應該可以按比例縮小。這些設備可能比現有的接收器更小﹑更通用﹐並且不易受嘈雜環境的影響。
　　更重要的是﹐相同的原理最終可以用於玻璃﹑市售原子和標準光纖電纜。通過重新校準雷射器﹐接收器將能夠快速調整自身以接收音頻和影片訊號。「你將可以不用再更換任何電子零件或使用不同的插座。」紐西蘭奧塔哥大學的物理學家Amita Deb(未參與這項研究)告訴New Scientist雜誌。

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