Un lidar quantistico è stato sviluppato per la ricerca sott'acqua

I ricercatori dell'Università Heriot-Watt e dell'Università di Edimburgo dimostrano un prototipo

sistema lidar che utilizza la tecnologiarilevamento quantistico per ottenere immagini 3D durante le immersioni subacquee. L'elevata sensibilità del sistema consente di scattare foto di alta qualità anche in condizioni di scarsa illuminazione.

Gli ingegneri hanno sviluppato un sistema lidar cheutilizza una sorgente laser pulsata verde per illuminare l'area di tiro. L'illuminazione pulsata riflessa viene rilevata da una serie di rilevatori a singolo fotone, fornendo un rilevamento ultrarapido in condizioni di scarsa illuminazione e riducendo notevolmente i tempi di misurazione in ambienti con scarsa illuminazione.

Il principio del dispositivo e il prototipo del sistema lidar per la fotografia subacquea. Immagine: Aurora Maccarone et al., Optics Express

Questo approccio richiede migliaia di fotoni singolirivelatori, ognuno dei quali genera centinaia di eventi al secondo. Ciò rende estremamente difficile acquisire ed elaborare i dati necessari per ripristinare rapidamente un'immagine 3D, soprattutto per le applicazioni in tempo reale. Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno sviluppato algoritmi per l'imaging in condizioni di forte dispersione. Possono essere eseguiti su normali unità di elaborazione grafica (GPU).

Acquisizione di immagini 3D attraverso l'acqua dell'oceano -compito difficile. I dispositivi utilizzano la luce riflessa e qualsiasi particella nell'acqua disperderà la luce e distorcerà l'immagine. Ma il rilevamento di singoli fotoni, basato sulla tecnologia quantistica, fornisce una penetrazione molto elevata e funziona anche in condizioni di scarsa illuminazione.

Un'immagine 3D ottenuta durante il test di un dispositivo prototipo. Animazione: Aurora Maccarone, Università Heriot-Watt

I ricercatori hanno testato il sistema inun serbatoio a cui è stato aggiunto un agente disperdente per rendere l'acqua più torbida. Esperimenti con tre diversi livelli di torbidità hanno dimostrato il successo dell'imaging lidar a distanze fino a 3 M. Gli ingegneri stanno lavorando per ridurre le dimensioni del sistema in modo che possa essere integrato in un sommergibile.

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