Chinesisches Radar kann „eine Nadel im Heuhaufen finden“

In einem in der internationalen Fachzeitschrift Applied Optics veröffentlichten Artikel stellten chinesische Wissenschaftler eine Radartechnologie vor, die Objekte in großen Tiefen mit erstaunlicher Klarheit erkennen kann, so dass man mit ihr „eine Nadel im Heuhaufen finden“ kann.

Das von chinesischen Wissenschaftlern entwickelte Raman-Photonen-Lidar-System bietet großes Potenzial für die Früherkennung von Ölverschmutzungen und andere Unterwasseranwendungen. (Foto: Xiamen University)

Dementsprechend kündigte das Forschungsteam von Associate Professor Thuong Quan Minh Gia an der Xiamen University (Provinz Fujian, China) das weltweit erste Einzelphotonen-Raman-Lidar-System an, das in einer Tiefe von 1.000 m unter dem Meeresspiegel betrieben werden kann.

Lidar, die Abkürzung für „Light Detection and Ranging“, ist eine Technologie, die mithilfe von Lasern die Entfernung zu Objekten misst.

Der hochempfindliche, rauscharme Einzelphotonendetektor überwindet die erheblichen Herausforderungen von Ozean-Lidar-Systemen hinsichtlich Größe und Stromverbrauch und ist auch für schlechte Lichtverhältnisse geeignet.

Unterdessen hilft die Raman-Streuung – ein Phänomen, bei dem Laserlicht mit Materialien interagiert und Schwingungsänderungen erzeugt – dabei, Substanzen wie Öl und gelöstes CO2 zu identifizieren.

Neben seiner Fähigkeit, Ölverschmutzungen frühzeitig zu erkennen, weist das System auch großes Potenzial bei der Erkennung und Identifizierung von Materialien in komplexen Wasserumgebungen auf und findet Anwendung in der Meeresforschung und der Erkundung von Tiefseeressourcen.

Dem Dokument zufolge wurden die Experimente des Teams mit einem zylindrischen Radar durchgeführt, das 40 cm lang und 20 cm im Durchmesser war und weniger als 100 Watt Strom verbrauchte.

Den Forschern zufolge konnte das Radar mit nur einem 1-Mikrojoule-Laserpuls und einem 22,4-mm-Teleskop erfolgreich Ölverschmutzungen unter Wasser aus einer Entfernung von 12 Metern erkennen.

Laut Optica, einem Berufsverband in den USA, verfügt dieses System über ein erhebliches Anwendungspotenzial bei der Identifizierung von Unterwassermaterialien, der Korallenerkennung und der Erkundung von Manganknollen.

Darüber hinaus ist diese Technologie in der Lage, hochauflösende Laserbilder von kleinen Unterwasserzielen aufzunehmen, sodass sie in der Unterwasserarchäologie, der Strukturinspektion und in militärischen Bereichen wie der Aufklärung und U-Boot-Ortung eingesetzt werden kann.

In dem Artikel erklärte der Wissenschaftler Shangguan Mingjia, der nächste Plan des Teams sei die Entwicklung eines weiteren Unterwasser-Raman-Lidar-Systems, das Laser mit kürzerer Wellenlänge, beispielsweise blaue Laser, verwendet, um den Einfluss der Chlorophyllfluoreszenz von Meerespflanzen zu reduzieren.

Das Team von Herrn Shangguan hat sich in den letzten drei Jahren auf die Entwicklung der Unterwasser-Einzelphotonen-Lidar-Technologie konzentriert, verschiedene Lidar-Systeme entwickelt und 50 Erfindungspatente in China und ein Patent in den USA angemeldet.

Einem offiziellen Bericht der Universität Xiamen zufolge ist die Radartechnologie des Teams in der Lage, die optischen Eigenschaften von Wasser, die Konfiguration der Wasserpartikel, Blasen, die Wassertiefe, Ölverschmutzungen usw. zu erkennen.

„Solche Radarsysteme wurden in das Forschungsschiff Jia Geng der Universität Xiamen, in autonome Unterwasserfahrzeuge (AUVs) und unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) integriert und spielen eine wichtige Rolle bei der Meeresvermessung, der Erkundung von Tiefseeressourcen, der Umweltüberwachung sowie der Abbildung und Identifizierung von Unterwasserzielen“, heißt es in dem Bericht.

Hua Yu (Quelle: SCMP)

Quelle: https://vtcnews.vn/radar-trung-quoc-co-the-mo-kim-day-bien-ar912718.html