بسماكة ذرة واحدة، تقنية ميكروفون جديدة بالليزر قد تدخل عالم الهواتف الذكية

⬤ ابتكر باحثون ميكروفوناً جديداً أصغر 200 مرة من الميكروفونات الحالية، مع قدرة هائلة لإلغاء الضجيج.

⬤ يعتمد الميكروفون على الليزر وغشاء من الجرافين بسماكة تقارب ذرة واحدة فقط لدقة أفضل.

⬤ يتميز الميكروفون الجديد بحجمه الصغير، ما يسمح بدمج ميكروفونات متعددة لتحديد اتجاه الصوت بدقة أكبر.

توصل مجموعة من الباحثين في جامعة دلفت للتكنولوجيا بهولندا لاختراع ميكروفون مصنوع من طبقة واحدة من الذرات أن يقلص حجم ذلك الموجود في هاتفك الذكي بأكثر من 200 مرة، مما يسمح بإلغاء ضوضاء أفضل دون الحاجة إلى امتلاك جهاز كبير.

بشكل عام، تتكون معظم الميكروفونات الحديثة من غشاء يهتز عند ارتطام الصوت به، ويحول هذا الاهتزاز بدوره إلى إشارة كهربائية. أما الميكروفون الثوري الجديد فيعمل بالليزر، مع غشاء مصنع من ورقة صغيرة من الجرافين؛ وهو عبارة عن طبقة واحدة من ذرات الكربون، ومشدود فوق أسطوانة سيليكون مملوءة بالهواء.

أعد المخترعون المايك الجديد لتحريك الغشاء وفق تردد الرنين عن طريق ضربه بالليزر. فعندما يدخل الصوت إلى الميكروفون، يتغير ضغط الهواء بالداخل، وهذا بدوره يغير تردد الرنين، ومن خلال قياس هذا التغيير باستخدام ليزر آخر، يمكن للفريق إعادة بناء الصوت الأصلي.

قام الباحثون باختبار الميكروفون بتسجيل مقطع من أغنية، ووجدوا أن بالإمكان تسجيل نطاق ترددات مشابه لما يمكن لميكروفون تقليدي تسجيله، على الرغم من أن التسجيل الجديد كان أقل وضوحاً.

وفقاً لفريق البحث، إن الميزة الرئيسية لنظام الجرافين ذاك هي أن بإمكانه أن يكون أصغر بكثير من الميكروفون التقليدي، إذ سيحتاج إلى غشاء يبلغ عرضه 10 ميكرومتر فقط، وهي مساحة أصغر بنحو 200 مرة من الميكروفون التقليدي الذي يعمل بأداء مماثل. ويعني ذلك إمكانية استغلال المساحة الكبيرة المتبقية في وضع ميكروفونات متعددة، بحيث يجري تحديد اتجاه الصوت بدقة أكبر، وهذا بدوره سيساعد في إلغاء الضوضاء وتسجيل الصوت بجودة ممتازة.

لكن، تبرز إحدى المشكلات في أن نظام الليزر الثانوي المطلوب لقراءة الإشارة الصوتية من الغشاء أكبر بكثير من ورقة الجرافين نفسها، وهذا أمر يتطلب عملية تصغير حتماً، ويتطلب الأمر مزيداً من العمل والتطوير في هذه الجزئية.