Інженери використовували квантову технологію для створення лідарної системи, яка робить тривимірні зображення під водою.
Дослідники з Університету Херіот-Уатт і Единбурзького університету продемонстрували прототип лідарної системи, що використовує технологію квантового виявлення для отримання тривимірних зображень при зануренні під воду. Висока чутливість системи дозволяє робити якісні знімки навіть в умовах низької освітленості.
Інженери розробили лідарну систему, яка використовує зелений імпульсний 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 і прототип лідарної системи для підводного зйомки. Зображення: Aurora Maccarone et al., Optics Express
Для цього підходу потрібні тисячі однофотонних детекторів, кожен з яких генерує сотні подій в секунду. Це надзвичайно ускладнює отримання і обробку даних, необхідних для швидкого відновлення тривимірного зображення, особливо для додатків, що працюють в реальному часі. Щоб вирішити цю проблему, дослідники розробили алгоритми для візуалізації в умовах сильного розсіювання. Вони можуть працювати на звичайних графічних процесорах (GPU).
Отримання 3D-зображень через океанську воду — складне завдання. Пристрої використовують відбите світлове випромінювання, а будь-які частинки у воді будуть розсіювати світло і спотворювати знімок. Але виявлення одиночних фотонів, засноване на квантовій техніці, забезпечує дуже високе проникнення і працює навіть в умовах низької освітленості.
Тривимірне зображення, отримане при тестуванні прототипу пристрою. Анімація: Aurora Maccarone, Heriot-Watt University
Дослідники протестували роботу системи в резервуарі, в який додали розсіюючий агент, щоб зробити воду більш каламутною. Експерименти з трьома різними рівнями каламутності продемонстрували успішне отримання зображень лідаром на відстані до 3 м. Інженери працюють над зменшенням розміру системи, щоб її можна було інтегрувати в підводний апарат.