Chinesisches Radar kann „eine Nadel im Heuhaufen finden“

In einem Artikel, der in der internationalen Fachzeitschrift Applied Optics veröffentlicht wurde, stellten chinesische Wissenschaftler eine Radartechnologie vor, die Objekte in großen Tiefen mit erstaunlicher Klarheit erkennen kann, sodass man damit „eine Nadel im Heuhaufen finden“ kann.

Das von chinesischen Wissenschaftlern entwickelte Raman-Photonen-Lidar-System birgt erhebliches Potenzial für die Früherkennung von Ölverschmutzungen und andere Unterwasseranwendungen. (Foto: Universität Xiamen)

Dementsprechend hat das Forschungsteam von Associate Professor Thuong Quan Minh Gia an der Xiamen-Universität (Provinz Fujian, China) das weltweit erste Einzelphotonen-Raman-Lidar-System vorgestellt, das in einer Tiefe von 1.000 m unter dem Meeresspiegel arbeiten kann.

Lidar, kurz für „Light Detection and Ranging“, ist eine Technologie, die Laser nutzt, um die Entfernung zu Objekten zu messen.

Der hochempfindliche, rauscharme Einzelphotonendetektor überwindet die erheblichen Herausforderungen hinsichtlich Größe und Energieverbrauch von Ozean-Lidar-Systemen und eignet sich auch für schwache Lichtverhältnisse.

Die Raman-Streuung – ein Phänomen, bei dem Laserlicht mit Materialien interagiert und Schwingungsänderungen hervorruft – hilft derweil bei der Identifizierung von Substanzen wie Öl und gelöstem CO2.

Neben seiner Fähigkeit, Ölverschmutzungen frühzeitig zu erkennen, birgt das System auch großes Potenzial für die Erkennung und Identifizierung von Materialien in komplexen aquatischen Umgebungen und findet Anwendung in der Meeresforschung und der Erforschung von Tiefseeressourcen.

Laut dem Artikel wurden die Experimente des Teams mit einem zylindrischen Radar durchgeführt, das 40 cm lang und 20 cm im Durchmesser war und weniger als 100 Watt Leistung verbrauchte.

Die Forscher gaben an, dass das Radar mithilfe eines Laserpulses von nur 1 Mikrojoule und eines 22,4 mm Teleskops erfolgreich Unterwasser-Ölverschmutzungen aus einer Entfernung von 12 Metern aufspürte.

Optica, ein Berufsverband in den USA, zufolge hat dieses System ein erhebliches Anwendungspotenzial bei der Unterwasser-Materialidentifizierung, der Korallenerkennung und der Erkundung von Manganknollen.

Darüber hinaus ist diese Technologie in der Lage, hochauflösende Laserbilder von kleinen Unterwasserzielen aufzunehmen, sodass sie in der Unterwasserarchäologie, bei der Bauwerksprüfung und in militärischen Bereichen wie Aufklärung und U-Boot-Ortung eingesetzt werden kann.

In der Veröffentlichung erklärte der Wissenschaftler Shangguan Mingjia, dass das Team als nächstes ein weiteres Unterwasser-Raman-Lidar-System entwickeln wolle, das Laser mit kürzerer Wellenlänge, wie zum Beispiel blaue Laser, verwende, um den Einfluss der Chlorophyllfluoreszenz von Meerespflanzen zu reduzieren.

Das Team von Herrn Shangguan konzentrierte sich in den letzten drei Jahren auf die Entwicklung der Unterwasser-Einzelphotonen-Lidar-Technologie, entwickelte verschiedene Lidar-Systeme und meldete 50 Erfindungspatente in China und ein Patent in den USA an.

Laut einem offiziellen Bericht der Universität Xiamen ist die Radartechnologie des Teams in der Lage, optische Eigenschaften von Wasser, die Konfiguration von Wasserpartikeln, Blasen, die Wassertiefe und Ölverschmutzungen zu erfassen...

„Solche Radarsysteme wurden in das Forschungsschiff Jia Geng der Universität Xiamen, in autonome Unterwasserfahrzeuge (AUVs) und in unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) integriert und spielen eine wichtige Rolle bei der Meeresvermessung, der Erforschung von Tiefseeressourcen, der Umweltüberwachung sowie der Abbildung und Identifizierung von Unterwasserzielen“, heißt es in dem Bericht.

Hua Yu (Quelle: SCMP)

Quelle: https://vtcnews.vn/radar-trung-quoc-co-the-mo-kim-day-bien-ar912718.html