Lidar kwantowy został opracowany do badań pod wodą

Naukowcy z Uniwersytetu Heriot-Watt i Uniwersytetu w Edynburgu demonstrują prototyp

system lidarowy wykorzystujący technologięDetekcja kwantowa do uzyskiwania obrazów 3D podczas nurkowania pod wodą. Wysoka czułość systemu pozwala na wykonywanie wysokiej jakości zdjęć nawet w warunkach słabego oświetlenia.

Inżynierowie opracowali system lidar, któryużywa zielonego lasera impulsowego do oświetlania obszaru strzelania. Odbite oświetlenie impulsowe jest wykrywane przez szereg detektorów pojedynczych fotonów, co zapewnia ultraszybką detekcję w słabym świetle i znacznie skraca czas pomiaru w słabo oświetlonych środowiskach.

Zasada działania urządzenia i prototyp systemu lidarowego do fotografii podwodnej. Zdjęcie: Aurora Maccarone i in., Optics Express

Takie podejście wymaga tysięcy pojedynczych fotonówdetektorów, z których każdy generuje setki zdarzeń na sekundę. To sprawia, że ​​niezwykle trudno jest pozyskać i przetworzyć dane potrzebne do szybkiego przywrócenia obrazu 3D, zwłaszcza w zastosowaniach czasu rzeczywistego. Aby rozwiązać ten problem, naukowcy opracowali algorytmy obrazowania w warunkach silnego rozpraszania. Mogą działać na zwykłych procesorach graficznych (GPU).

Pozyskiwanie obrazów 3D przez wodę oceaniczną -trudne zadanie. Urządzenia wykorzystują światło odbite, a wszelkie cząsteczki w wodzie rozpraszają światło i zniekształcają obraz. Ale detekcja pojedynczych fotonów, oparta na technologii kwantowej, zapewnia bardzo wysoką penetrację i działa nawet w warunkach słabego oświetlenia.

Obraz 3D uzyskany podczas testowania prototypowego urządzenia. Animacja: Aurora Maccarone, Uniwersytet Heriot-Watt

Naukowcy przetestowali system wzbiornik, do którego dodano środek dyspergujący w celu zmętnienia wody. Eksperymenty z trzema różnymi poziomami zmętnienia wykazały pomyślne obrazowanie lidarowe z odległości do 3 m. Inżynierowie pracują nad zmniejszeniem rozmiaru systemu, tak aby można go było zintegrować z łodzią podwodną.

Czytaj więcej:

Naukowcy po raz pierwszy zobaczyli, jak gwiazda pożera planetę: to w końcu czeka na Ziemię

Dwie superziemie znalezione na skraju strefy nadającej się do zamieszkania: jedna z nich ma komfortową temperaturę

Współcześni ludzie migrowali do Europy inaczej, niż wcześniej sądzono

Na okładce: Zdjęcie z wirestock na Freepik