中国のレーダーは「干し草の山から針を見つける」ことができる。

国際学術誌「Applied Optics」に掲載された論文の中で、中国の科学者たちは、驚くほど鮮明な画像で深海の物体を検出できるレーダー技術を紹介した。その精度は、「干し草の山から針を探す」ことに例えられるほどだ。

中国の科学者によって開発された光子ラマンライダーシステムは、石油流出の早期発見やその他の水中用途において大きな可能性を秘めている。（画像：厦門大学）

これに伴い、中国福建省厦門大学の尚官明佳准教授率いる研究チームは、海面下1,000メートルの深さで動作可能な世界初の単一光子ラマンライダーシステムを発表した。

Lidarとは「光を用いた距離検出および測定」の略で、レーザー光を用いて物体までの距離を測定する技術である。

単一光子検出器は、高感度かつ低ノイズであるため、海底ライダーシステムの大きなサイズと消費電力の課題を克服し、低照度環境にも適している。

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一方、ラマン散乱（レーザー光が物質と相互作用して振動変化を引き起こす現象）は、油や溶解した二酸化炭素などの物質を識別するのに役立つ。

このシステムは、油流出を早期に検知する能力に加え、複雑な水環境における物質の検知と識別においても大きな可能性を秘めており、海洋調査や深海資源探査への応用が期待される。

記事によると、研究チームの実験は、長さ40cm、直径20cmの円筒形レーダーを使用し、消費電力は100ワット未満で行われた。

研究者らによると、このレーダーはわずか1マイクロジュールのレーザーパルスと22.4mmの望遠鏡を用いて、12メートルの距離から水中油流出を検知することに成功したという。

米国の専門家団体であるOpticaによると、このシステムは水中物質の識別、サンゴの検出、マンガン団塊の探査において、大きな応用可能性を秘めているという。

さらに、この技術は水中の小型目標物の高解像度レーザー画像を撮影できるため、水中考古学、構造検査、偵察や潜水艦探知などの軍事分野に応用可能である。

論文の中で、科学者のシャングアン・ミンジア氏は、海洋植物のクロロフィル発光の影響を軽減するために、青色レーザーなどの短波長レーザーを用いた別の水中ライダーラマンシステムを開発することが、チームの次の計画であると述べている。

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