美國(guó)NIST采用基于原子的無(wú)線電接收器來(lái)打造激光彩顯電視

　　美國(guó)國(guó)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(shí)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(kāi)發(fā)。

　　在研究過(guò)程中，他們將一個(gè)穩(wěn)定的無(wú)線電信號(hào)應(yīng)用到充滿(mǎn)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(huì)將信號(hào)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(zhǎng)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?cè)谘b滿(mǎn)原子的玻璃容器上施加了穩(wěn)定的無(wú)線電信號(hào)。該團(tuán)隊(duì)可以探測(cè)到里德堡原子中調(diào)制這種載波信號(hào)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(huì)將信號(hào)轉(zhuǎn)換為視頻圖形陣列格式用于顯示。

　　為了顯示實(shí)時(shí)視頻信號(hào)或視頻游戲，他們需要利用攝像機(jī)發(fā)送的輸入信號(hào)對(duì)原始載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，然后將其送入喇叭天線，引導(dǎo)其傳輸?shù)皆�子。研究人員使用原始載波信號(hào)作為參考，并將其與通過(guò)原子檢測(cè)到的最終視頻輸出進(jìn)行比較，以評(píng)估該系統(tǒng)。

　　在這個(gè)過(guò)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(cè)方法。他們發(fā)現(xiàn)，光束的大小會(huì)影響原子在激光相互作用區(qū)內(nèi)停留的平均時(shí)間。這個(gè)時(shí)間與接收器的帶寬成反比——也就是說(shuō)，更短的時(shí)間和更窄的波束能夠產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)。這是因?yàn)樵�子在相互作用區(qū)進(jìn)進(jìn)出出，所以更小的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生更高的信號(hào)“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(chǎng)景。接下來(lái)，他們準(zhǔn)備研究如何提高系統(tǒng)帶寬和數(shù)據(jù)速率。