Hệ thống lidar (radar laser) của Đại học Hạ Môn có thể hoạt động ở độ sâu một kilomet và phát hiện dầu tràn từ khoảng cách 12m.
Một nhóm nhà nghiên cứu đến từ Đại học Hạ Môn phát triển hệ thống lidar Raman photon đơn. Công nghệ radar này có thể phát hiện vật thể ở độ sâu lớn rõ ràng tới mức giống như "mò kim dưới biển", Interesting Engineering hôm 10/12 đưa tin. Công nghệ mới có độ nhạy cao, sử dụng máy dò photon đơn độ nhiễu thấp và rất hữu dụng đối với các hoạt động cảm biến dưới nước như khảo sát đại dương, phát hiện dầu tràn và thăm dò tài nguyên dưới biển sâu.
Hệ thống lidar Raman photon đơn. (Ảnh: Đại học Hạ Môn).
Thiết bị do nhà nghiên cứu Mingjia Shangguan và cộng sự phát triển rất đáng chú ý với kích thước tương đối nhỏ, mức tiêu thụ điện thấp và khả năng vận hành ở độ sâu 1.000m dưới mực nước biển. Nó nhạy đến mức có thể phân tích độ dày của dầu tràn ở xa tới 12m, chỉ sử dụng xung laser một microjule. Theo Shangguan, việc phân biệt vật chất trong nước và phát hiện đặc điểm phân bố của chúng ở đại dương có tầm quan trọng lớn đối với theo dõi môi trường biển và nghiên cứu khoa học. Ví dụ, cảm biến dầu từ xa giúp theo dõi rò rỉ ở đường ống dầu dưới nước.
Hệ thống lidar truyền thống thường dùng trên tàu thủy, máy bay hoặc vệ tinh, có thể rà soát đại dương ở quy mô lớn. Tuy nhiên, khả năng phát hiện ở độ sâu lớn của chúng bị hạn chế, đặc biệt trong điều kiện biển động. Ngược lại, hệ thống lidar Raman có thể phân tích môi trường dưới nước ở nhiều độ sâu mà không bị ảnh hưởng bởi điều kiện biển. Lidar Raman hoạt động bằng cách phát xung ánh sáng laser màu xanh lá cây vào nước, nơi nó tương tác với vật chất như dầu. Tương tác này tạo ra tín hiệu Raman không đàn hồi có thể dùng để nhận biết vật chất khác nhau. Thông qua đo cường độ của tín hiệu Raman ở bước sóng cụ thể, lidar có thể cung cấp thông tin về thành phần dầu trong nước.
Hệ thống lidar mới của Trung Quốc dài 40 cm và có đường kính 20cm, cho phép vận hành hiệu quả ở độ sâu 1.000m. Nhằm tăng cường độ nhạy, nhóm nghiên cứu tích hợp khả năng phát hiện photon đơn vào hệ thống lidar Raman dưới nước. "Đặt hệ thống lidar Raman trên phương tiện tự động hoặc điều khiển từ xa sẽ giúp theo dõi rò rỉ hoặc sử dụng để khám phá tài nguyên, phát hiện rạn san hô", Shangguan cho biết.
Do công nghệ cho phép chụp ảnh laser độ phân giải cao của mục tiêu nhỏ dưới nước, nó có tiềm năng ứng dụng trong khảo cổ dưới nước, kiểm tra công trình, phục vụ hoạt động quân sự như trinh thám và phát hiện tàu ngầm. Kế hoạch tiếp theo của nhóm nghiên cứu là phát triển lidar Raman dưới nước sử dụng laser bước sóng ngắn hơn như laser màu xanh dương và tích hợp trên phương tiện tự động.