Розроблено квантовий лідер для проведення досліджень під водою

Дослідники з Університету Херіот-Уатт та Единбурзького університету продемонстрували прототип

лідарної системи, яка використовує технологіюквантового виявлення для отримання тривимірних зображень під час занурення під воду. Висока чутливість системи дозволяє робити якісні знімки навіть за умов низького освітлення.

Інженери розробили лідарну систему, якавикористовує зелене імпульсне лазерне джерело для освітлення області зйомки. Відбите імпульсне освітлення виявляється масивом однофотонних детекторів, що забезпечує надшвидке виявлення при слабкому освітленні і значно скорочує час вимірювання в середовищах зі слабким освітленням.

Принцип пристрою та прототип лідарної системи для підводної зйомки. Зображення: Aurora Maccarone et al., Optics Express

Для цього підходу потрібні тисячі однофотоннихдетекторів, кожен із яких генерує сотні подій за секунду. Це надзвичайно ускладнює отримання та обробку даних, необхідних для швидкого відновлення тривимірного зображення, особливо для програм, що працюють у реальному часі. Щоб вирішити цю проблему, дослідники розробили алгоритми візуалізації в умовах сильного розсіювання. Вони можуть працювати на стандартних графічних процесорах (GPU).

Отримання 3D-зображень через океанську воду.складна задача. Пристрої використовують відбите світлове випромінювання, а будь-які частинки у воді будуть розсіювати світло та спотворювати знімок. Але виявлення одиночних фотонів, що базується на квантовій техніці, забезпечує дуже високе проникнення і працює навіть в умовах низького освітлення.

Тривимірне зображення, отримане під час тестування прототипу пристрою. Анімація, розваги Aurora Maccarone, Heriot-Watt University

Дослідники протестували роботу системи врезервуарі, в який додали розсіюючий агент, щоб зробити воду каламутнішою. Експерименти з трьома різними рівнями каламутності продемонстрували успішне отримання зображень лідером на відстані до 3 м. Інженери працюють над зменшенням розміру системи, щоб її можна було інтегрувати у підводний апарат.

Читати далі:

Вчені вперше побачили, як зірка пожирає планету: це, зрештою, чекає і на Землю.

Дві суперземлі знайшли на краю населеної зони: на одній із них комфортна температура

Сучасні люди мігрували до Європи не так, як вважалося раніше

На обкладинці: Зображення від wirestock на Freepik