據(jù)《每日科學(xué)》網(wǎng)站4月5日報道，美國普林斯頓大學(xué)的兩名工程師利用“隨機(jī)共振”技術(shù)，借助非線性材料、噪音和光線揭示出隱藏的物體圖像。其可輔助飛行員在濃霧中實(shí)現(xiàn)安全飛行，或使醫(yī)生無需進(jìn)行手術(shù)也可精確了解人體狀況。

　　科研人員表示，通常情況下，噪聲常被認(rèn)為有害，因?yàn)樵肼暤拇嬖诮档土诵旁氡?，影響了信號分析過程中對于有用信息的提取。然而，在某些特定的非線性系統(tǒng)中，噪聲的存在能夠增強(qiáng)微弱信號的檢測能力，使遠(yuǎn)程或模糊的圖像變得清晰可見，這就是所謂的隨機(jī)共振現(xiàn)象。

　　在此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，電氣工程學(xué)家杰森?弗萊舍和德米特里?迪洛夫令激光束穿過刻有數(shù)字和橫線圖樣的玻璃塊，使激光“攜帶”圖樣傳遞至與視頻監(jiān)控器相連的接收器，并將該圖樣展示出來。隨后，研究人員將與透明膠帶相似的塑料片放置在玻璃塊和接收器之間，利用半透明的塑料片在激光到達(dá)接收器前把光打散，使視覺信號仿若煙霧一般，呈現(xiàn)出“混亂”的效果，令人用肉眼難以辨認(rèn)出數(shù)字和橫線的混合圖樣。

　　實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于，科學(xué)家還在激光束的傳播路徑中放置了鈮酸鍶鋇（SBN）晶體，其具有優(yōu)良的非線性光學(xué)特性，能以非常規(guī)的方式改變光的行為。在這種情況下，非線性晶體可混合圖像中的不同部分，使信號和噪聲發(fā)生交互作用。而通過調(diào)整穿過鈮酸鍶鋇晶體的電壓，研究人員可使數(shù)字橫線組合圖樣清晰地顯示在監(jiān)視器上。這是由于鈮酸鍶鋇晶體能夠聚集被半透明塑料片打散的光線，并利用其使模糊的圖樣逐漸變得清晰。

　　這就好比在陰暗的環(huán)境下拍了一張人像，當(dāng)把畫面中的人物調(diào)亮而把背景弱化時，黑暗的背景就會襯得畫面中的人物變得清晰可見。經(jīng)由“隨機(jī)共振”技術(shù)，某種程度的噪聲確實(shí)能夠增強(qiáng)微弱信號的偵測與傳送，其已被廣泛應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)和能量收集等領(lǐng)域，但卻是首次被應(yīng)用于成像方面。同時，研究混合了統(tǒng)計(jì)物理學(xué)和光學(xué)等，創(chuàng)造了嘈雜信號穿越非線性材料途徑的新理論，為非線性溝通提供了常規(guī)的基礎(chǔ)。

　　弗萊舍表示，“隨機(jī)共振”可廣泛改進(jìn)與信號相關(guān)的技術(shù)，這其中包括可探測胎兒情況的聲波圖，以及飛行員在風(fēng)暴和渦流發(fā)生時所需的雷達(dá)系統(tǒng)等。下一步，研究人員計(jì)劃融入其他的信號處理技術(shù)，進(jìn)一步提升成像的清晰程度，并擬以聲音或超聲波替代光線，將其應(yīng)用于生物醫(yī)藥成像儀器、夜視鏡和水下偵測乃至涉及保密和安全目的的隱寫術(shù)等。