Ένα κβαντικό lidar έχει αναπτυχθεί για έρευνα κάτω από το νερό

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Heriot-Watt και το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου παρουσιάζουν ένα πρωτότυπο

σύστημα lidar που χρησιμοποιεί τεχνολογίαΚβαντική ανίχνευση για λήψη τρισδιάστατων εικόνων κατά την κατάδυση υποβρύχια. Η υψηλή ευαισθησία του συστήματος σάς επιτρέπει να τραβάτε φωτογραφίες υψηλής ποιότητας ακόμα και σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού.

Οι μηχανικοί έχουν αναπτύξει ένα σύστημα lidar πουχρησιμοποιεί μια πράσινη πηγή παλμικού λέιζερ για να φωτίσει την περιοχή λήψης. Ο ανακλώμενος παλμικός φωτισμός ανιχνεύεται από μια σειρά ανιχνευτών μεμονωμένων φωτονίων, παρέχοντας εξαιρετικά γρήγορη ανίχνευση σε χαμηλό φωτισμό και μειώνοντας σημαντικά τον χρόνο μέτρησης σε περιβάλλοντα χαμηλού φωτισμού.

Η αρχή της συσκευής και το πρωτότυπο του συστήματος lidar για υποβρύχια φωτογραφία. Εικόνα: Aurora Maccarone et al., Optics Express

Αυτή η προσέγγιση απαιτεί χιλιάδες μονοφωτόνιαανιχνευτές, καθένας από τους οποίους δημιουργεί εκατοντάδες συμβάντα ανά δευτερόλεπτο. Αυτό καθιστά εξαιρετικά δύσκολη την απόκτηση και την επεξεργασία των δεδομένων που απαιτούνται για τη γρήγορη επαναφορά μιας τρισδιάστατης εικόνας, ειδικά για εφαρμογές σε πραγματικό χρόνο. Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές ανέπτυξαν αλγόριθμους για την απεικόνιση υπό ισχυρές συνθήκες σκέδασης. Μπορούν να λειτουργούν σε κανονικές μονάδες επεξεργασίας γραφικών (GPU).

Απόκτηση τρισδιάστατων εικόνων μέσα από το νερό των ωκεανών -δύσκολη εργασία. Οι συσκευές χρησιμοποιούν ανακλώμενο φως και τυχόν σωματίδια στο νερό θα διασκορπίσουν το φως και θα παραμορφώσουν την εικόνα. Όμως η ανίχνευση μεμονωμένων φωτονίων, με βάση την κβαντική τεχνολογία, παρέχει πολύ υψηλή διείσδυση και λειτουργεί ακόμη και σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού.

Μια τρισδιάστατη εικόνα που ελήφθη κατά τη διάρκεια δοκιμής μιας πρωτότυπης συσκευής. Κινούμενα σχέδια: Aurora Maccarone, Πανεπιστήμιο Heriot-Watt

Οι ερευνητές δοκίμασαν το σύστημα σεμια δεξαμενή στην οποία έχει προστεθεί ένας παράγοντας διασποράς για να κάνει το νερό πιο θολό. Πειράματα με τρία διαφορετικά επίπεδα θολότητας έδειξαν επιτυχημένη απεικόνιση lidar σε αποστάσεις έως και 3 μ. Οι μηχανικοί εργάζονται για να μειώσουν το μέγεθος του συστήματος έτσι ώστε να μπορεί να ενσωματωθεί σε ένα υποβρύχιο.

Διαβάστε περισσότερα:

Οι επιστήμονες είδαν για πρώτη φορά πώς ένα αστέρι καταβροχθίζει τον πλανήτη: αυτό, στο τέλος, περιμένει τη Γη

Δύο υπερ-Γαίες βρέθηκαν στην άκρη της κατοικήσιμης ζώνης: η μία από αυτές έχει μια άνετη θερμοκρασία

Οι σύγχρονοι άνθρωποι μετανάστευσαν στην Ευρώπη με διαφορετικό τρόπο από ό,τι πιστεύαμε

Στο εξώφυλλο: Εικόνα από το wirestock στο Freepik