W artykule opublikowanym w międzynarodowym czasopiśmie Applied Optics chińscy naukowcy przedstawili technologię radarową, która pozwala na wykrywanie obiektów znajdujących się na dużych głębokościach z zadziwiającą dokładnością, do tego stopnia, że można ją porównać do „szukania igły w stogu siana”.
System lidaru fotonowego Ramana opracowany przez chińskich naukowców ma znaczny potencjał we wczesnym wykrywaniu wycieków ropy i innych zastosowaniach podwodnych. (Zdjęcie: Uniwersytet Xiamen)
W związku z tym zespół badawczy pod kierownictwem adiunkta Shangguana Mingjia z Uniwersytetu Xiamen (prowincja Fujian, Chiny) ogłosił powstanie pierwszego na świecie jednofotonowego systemu lidaru ramanowskiego, który może działać na głębokości 1000 metrów poniżej poziomu morza.
Lidar (ang. light-based distance detection and measurement) to technologia wykorzystująca lasery do pomiaru odległości do obiektów.
Detektory pojedynczych fotonów charakteryzują się wysoką czułością i niskim poziomem szumów, co pozwala im sprostać wyzwaniom związanym z dużymi rozmiarami i zużyciem energii, jakie niosą ze sobą podmorskie systemy lidarowe. Nadają się również do stosowania w warunkach słabego oświetlenia.
Tymczasem rozpraszanie Ramana — zjawisko, w którym światło lasera oddziałuje z materiałem powodując zmiany wibracyjne — pomaga w identyfikacji substancji takich jak ropa naftowa i rozpuszczony CO2.
Oprócz możliwości wczesnego wykrywania wycieków ropy, system ten ma również ogromny potencjał w zakresie wykrywania i identyfikowania materiałów w złożonych środowiskach wodnych, co może znaleźć zastosowanie w badaniach oceanograficznych i eksploracji głębinowych zasobów.
Jak wynika z artykułu, eksperymenty zespołu badawczego zostały przeprowadzone z wykorzystaniem cylindrycznego radaru o długości 40 cm i średnicy 20 cm, którego pobór mocy wynosił mniej niż 100 watów.
Naukowcy twierdzą, że radar ten skutecznie wykrywa podwodne wycieki ropy z odległości 12 metrów, wykorzystując jedynie impuls laserowy o energii 1 mikrodżula i teleskop o średnicy 22,4 mm.
Według Optica, amerykańskiego stowarzyszenia zawodowego, system ten może znaleźć zastosowanie w identyfikacji materiałów podwodnych, wykrywaniu koralowców i eksploracji konkrecji manganu.
Ponadto technologia ta umożliwia uzyskiwanie obrazów laserowych o wysokiej rozdzielczości małych obiektów podwodnych, dzięki czemu znajduje zastosowanie w archeologii podwodnej, inspekcjach budowlanych oraz w zastosowaniach wojskowych , takich jak rozpoznanie i wykrywanie okrętów podwodnych.
W artykule naukowiec Shangguan Mingjia stwierdził, że kolejnym planem zespołu jest opracowanie kolejnego podwodnego systemu lidarowo-ramanowskiego, wykorzystującego lasery o krótszej długości fali, np. lasery niebieskie, w celu ograniczenia wpływu luminescencji chlorofilu pochodzącego z roślin morskich.
Zespół Shangguana od trzech lat skupia się na rozwijaniu technologii podwodnego lidaru jednofotonowego, tworząc różne systemy lidarowe i rejestrując 50 patentów na wynalazki w Chinach i jeden patent w Stanach Zjednoczonych.
Według oficjalnego raportu Uniwersytetu Xiamen technologia radarowa opracowana przez grupę jest w stanie wykrywać właściwości optyczne wody, konfigurację cząsteczek wody, pęcherzyki, głębokość wody, wycieki ropy i wiele innych zjawisk.
„Tego typu systemy radarowe zintegrowano ze statkiem badawczym Jia Geng Uniwersytetu Xiamen, autonomicznymi statkami podwodnymi (AUV) i bezzałogowymi statkami powietrznymi (UAV), odgrywając kluczową rolę w badaniach morskich, eksploracji głębinowych zasobów, monitorowaniu środowiska, a także obrazowaniu podwodnym i identyfikacji celów” – czytamy w raporcie.
Źródło: https://vtcnews.vn/radar-trung-quoc-co-the-mo-kim-day-bien-ar912718.html
