美國國家科學(xué)技術(shù)研究院(NIST)的科學(xué)家們已經(jīng)證明,使用處于里德堡態(tài)(Rydberg state)的銣原子作為接收器,可以接收實(shí)時視頻,甚至可以玩視頻游戲。據(jù)悉,NIST與DARPA一起資助了這種基于激光的顯示系統(tǒng)的開發(fā)。
在研究過程中,他們將一個穩(wěn)定的無線電信號應(yīng)用到充滿了處于里德堡態(tài)原子的玻璃容器中,然后將調(diào)制輸出饋送到電視上,模數(shù)轉(zhuǎn)換器會將信號轉(zhuǎn)換為視頻圖形陣列格式以達(dá)到清晰顯示的效果。
研究人員使用了兩種不同波長的激光器在玻璃容器中制備氣態(tài)里德堡態(tài)銣原子。為了能夠順利流暢地接收視頻,他們在裝滿原子的玻璃容器上施加了穩(wěn)定的無線電信號。該團(tuán)隊(duì)可以探測到里德堡原子中調(diào)制這種載波信號的能量轉(zhuǎn)移,然后他們就將調(diào)制后的輸出饋送到電視機(jī)上,模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器則會將信號轉(zhuǎn)換為視頻圖形陣列格式用于顯示。
為了顯示實(shí)時視頻信號或視頻游戲,他們需要利用攝像機(jī)發(fā)送的輸入信號對原始載波信號進(jìn)行調(diào)制,然后將其送入喇叭天線,引導(dǎo)其傳輸?shù)皆。研究人員使用原始載波信號作為參考,并將其與通過原子檢測到的最終視頻輸出進(jìn)行比較,以評估該系統(tǒng)。
在這個過程中,研究人員研究了激光束的大小、功率和原子接收標(biāo)準(zhǔn)清晰度格式視頻所需的檢測方法。他們發(fā)現(xiàn),光束的大小會影響原子在激光相互作用區(qū)內(nèi)停留的平均時間。這個時間與接收器的帶寬成反比——也就是說,更短的時間和更窄的波束能夠產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)。這是因?yàn)樵釉谙嗷プ饔脜^(qū)進(jìn)進(jìn)出出,所以更小的區(qū)域會產(chǎn)生更高的信號“刷新率”和更好的分辨率。
NIST的研究人員發(fā)現(xiàn),兩種激光器的光束直徑都很小(小于100微米),而響應(yīng)速度和顏色接收速度都明顯更快。實(shí)驗(yàn)證明,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了每秒100兆比特的數(shù)據(jù)速率,能夠很好地用于視頻游戲和家庭互聯(lián)網(wǎng)場景。接下來,他們準(zhǔn)備研究如何提高系統(tǒng)帶寬和數(shù)據(jù)速率。
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