- Čínský lidar dokáže identifikovat objekty pod vodou v hloubce až jednoho kilometru
- Vyniká nízkoenergetickými pulzy, které mají spotřebu LED diody
- Je navíc velmi kompaktní – měří pouhých 40 centimetrů
Tým čínských vědců z univerzity v Xiamenu dosáhl mimořádného úspěchu, když získal prestižní cenu „Best paper prize“. Jejich práce představuje revoluční technologii založenou na jednofotonovém Ramanově lidarovém systému, který umožňuje detekci objektů v hloubkách až 1 000 metrů pod hladinou moře. Tento systém dosahuje takové úrovně citlivosti, že je schopen zjišťovat a přesně analyzovat tloušťku ropných skvrn na vodní hladině ze vzdálenosti až 12 metrů.
To vše zvládá díky použití nízkoenergetických laserových pulzů s energií pouhý 1 mikrojoule, což odpovídá energii nutné k rozsvícení miniaturní LED diody na zlomek sekundy. Tato jedinečná technologie umožňuje detailní mapování rozložení ropy ve vodě a zároveň minimalizuje spotřebu energie, čímž představuje zásadní průlom v oblasti podmořského monitorování a environmentální vědy.
Co je to vlastně lidar?
Lidar je zkratka pro light detection and ranging. Jedná se o technologii, která využívá laserové světlo k měření vzdáleností, určování tvarů objektů a mapování povrchů. Princip fungování lidarového systému je založen na vysílání laserových pulzů směrem k cílovému objektu nebo povrchu a měření času, který trvá, než se odražené světlo vrátí zpět k detektoru. Na základě rychlosti světla pak lze přesně vypočítat vzdálenost mezi senzorem a objektem.
Lidarové systémy se skládají z několika klíčových komponent, jedná se zejména o vysílač, který generuje krátké a intenzivní pulzy světla, nebo právě detektor, který zachycuje odražené světlo a měří dobu jeho letu (time of flight). Existuje několik modifikací lidaru, jako je podzemní lidar, letecký lidar či právě podmořský lidar, o kterém se dneska bavíme.
Technologie schopná hledat jehlu v kupce sena?
Nový Ramanův lidarový systém měří pouhých 40 cm na délku a má průměr 20 cm. Tento kompaktní design spolu s nízkou spotřebou energie umožňuje provoz v hloubkách až 1 000 metrů pod hladinou moře. Díky jednofotonovému detektoru dosahuje zařízení výjimečné citlivosti, což z něj činí ideální nástroj pro podmořské aplikace.
Jednofotonový detektor umožňuje detekovat jednotlivé fotony, což je zásadní pro měření velmi slabých signálů, které jsou typické pro Ramanův rozptyl ve vodě. Ramanův rozptyl je proces, při kterém světlo interaguje s molekulami vody a mění svou vlnovou délku. Tento rozptyl je mnohem slabší než elastický rozptyl, což znamená, že signály jsou často na úrovni jednotlivých fotonů.
Použití jednofotonového detektoru v kombinaci s Ramanovým lidarem umožňuje měřit profily koeficientu útlumu paprsku s vysokou přesností. Tento přístup je obzvláště užitečný pro studium fyzikálních a biogeochemických vlastností mořských ekosystémů, kde je důležité získat přesná data o koncentraci a složení částic ve vodě.
Nepřehlédněte
Vědci varují: připravte se na výrazný vzestup turbulencí v letecké dopravě, může za to globální oteplování
Hlavní přínos tohoto lidarového systému spočívá v jeho schopnosti analyzovat chemické složení vody a rozložení jednotlivých látek s vysokou přesností. Vedoucí týmu, Mingjia Shangguan, zdůraznil, že jejich technologie může hrát klíčovou roli v monitorování úniků z podmořských ropných potrubí nebo při průzkumu hlubinných zdrojů. Na rozdíl od tradičních lidarových systémů, které jsou omezeny hloubkou detekce a ztíženy podmínkami na mořské hladině, Ramanův lidar využívá inelasticitní signály generované interakcí zeleného laseru s látkami, jako je ropa.
