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中国激光雷达可实现海底捞针

来源:小编  |  发布时间: 2026-09-24  |   次浏览

  

中国激光雷达可实现海底捞针(图1)

  中国的新型激光雷达系统可在深达 1 公里的水下运行,并能探测到距离最远 12 米的浮油等物体。

  厦门大学的一组中国研究人员因其在单光子拉曼激光雷达系统方面的研发工作而荣获 2023 年科学奖。

  该论文介绍了一种雷达技术,它能够探测到很深处的物体,其清晰度堪比“找到一根针”。新技术灵敏度高,采用低噪声单光子探测器。

  事实证明,它对于海洋探索、漏油检测和深海资源探索等各种类型的水下传感非常有用。该设备的特点是体积相对较小、功耗极低,并且能够在深达 1,000 米的水下运行。

  2023 年,该团队报告称,该设备非常灵敏,只需一个激光脉冲就可以分析最远 12 米处的油膜厚度。

  “区分水中的物质,确定其在海洋中的分布特征,对监测和科学研究具有重要意义。”中国厦门大学研究小组负责人上官明嘉说。

  “例如,我们展示的水下石油遥感技术可以用于监测水下石油管道的泄漏,”他补充道。

  传统激光雷达系统通常用于船舶、飞机或卫星,能够进行大规模海洋剖面测量。然而,它们的探测深度有限,尤其是在恶劣的海况下。

  相比之下,拉曼激光雷达系统可以分析不同深度的水下环境,而不会受到这些条件的影响。拉曼激光雷达的工作原理是向水中发射绿色激光脉冲,然后激光与油等物质相互作用。

  这种相互作用会产生拉曼信号,可用于识别各种物质。通过测量特定波长下这些信号的强度,激光雷达可以提供有关水中油含量的信息。

  整个中国激光雷达系统长40厘米,直径20厘米,可以在深处有效运行。为了提高灵敏度,研究人员将单光子检测集成到他们的紧凑型水下激光雷达系统中。

  “在自主水下航行器或遥控水下航行器上安装水下拉曼激光雷达系统,将可以监测水下石油管道的泄漏情况。”上官解释道。 “它还可能用于探索海洋资源或探测海底沉积物类型,例如珊瑚礁。”

  由于该技术可以对水下的小型物体产生高分辨率的激光图像,因此在水下考古、结构检查以及侦察和潜艇探测等军事应用方面具有潜在的应用前景。

  上官在论文中表示,团队的下一步计划是开发使用更短波长激光(如蓝色激光)的水下拉曼激光雷达,以最大限度地减少海洋植物叶绿素荧光的影响。他说:“我们还将把该系统集成到自主水下航行器(AUV)中。”

  据《南华早报》援引厦门大学的官方声明,该雷达技术可以探测水的光学特性、水粒子轮廓、气泡、深度、浮油等。

  声明称:“此类雷达系统已经集成到厦门大学的嘉庚号科考船、自主水下机器人和无人机上,在海洋研究、深海资源勘探、环境监测以及水下目标成像和识别中发挥着关键作用。”

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