국제 학술지 '응용 광학(Applied Optics)'에 발표된 논문에서 중국 과학자들은 "건초 더미에서 바늘을 찾는 것"에 비유될 정도로 놀라운 선명도로 심해에 있는 물체를 탐지할 수 있는 레이더 기술을 소개했습니다.
중국 과학자들이 개발한 광자 라만 라이더 시스템은 기름 유출 조기 감지 및 기타 수중 응용 분야에서 상당한 잠재력을 가지고 있습니다. (이미지: 샤먼대학교)
이에 따라 중국 푸젠성 샤먼대학교의 상관밍자 부교수가 이끄는 연구팀은 해수면 아래 1,000미터 깊이에서도 작동 가능한 세계 최초의 단일 광자 라만 라이더 시스템을 발표했습니다.
라이다(Lidar)는 "빛 기반 거리 감지 및 측정"의 줄임말로, 레이저를 사용하여 물체까지의 거리를 측정하는 기술입니다.
단일 광자 검출기는 높은 감도와 낮은 잡음을 제공하여 해저 라이다 시스템의 상당한 크기 및 전력 소비 문제를 극복하며 저조도 환경에도 적합합니다.
한편, 라만 산란(레이저 빛이 물질과 상호 작용하여 진동 변화를 일으키는 현상)은 기름이나 용해된 이산화탄소와 같은 물질을 식별하는 데 도움이 됩니다.
이 시스템은 기름 유출을 조기에 감지하는 능력 외에도 복잡한 수중 환경에서 물질을 탐지하고 식별하는 데 엄청난 잠재력을 보여주며, 해양 조사 및 심해 자원 탐사에 적용될 수 있습니다.
기사에 따르면, 연구팀은 길이 40cm, 지름 20cm의 원통형 레이더를 사용하여 실험을 진행했으며, 이 레이더의 전력 소비량은 100와트 미만이었다.
연구진에 따르면 이 레이더는 1마이크로줄의 레이저 펄스와 22.4mm 망원경만을 사용하여 12미터 거리에서 수중 기름 유출을 성공적으로 감지할 수 있다고 합니다.
미국의 전문 협회인 옵티카(Optica)에 따르면, 이 시스템은 수중 물질 식별, 산호 탐지 및 망간 단괴 탐사에 상당한 잠재적 응용 가능성을 가지고 있습니다.
또한, 이 기술은 수중의 작은 목표물에 대한 고해상도 레이저 이미지를 획득할 수 있어 수중 고고학, 구조물 검사, 정찰 및 잠수함 탐지와 같은 군사 분야에 적용될 수 있습니다.
해당 논문에서 과학자 상관밍자(Shangguan Mingjia)는 연구팀의 다음 계획은 해양 식물의 엽록소 발광의 영향을 줄이기 위해 청색 레이저와 같은 더 짧은 파장의 레이저를 사용하는 또 다른 수중 라이다 라만 시스템을 개발하는 것이라고 밝혔습니다.
상관의 팀은 지난 3년간 수중 단일 광자 라이다 기술 개발에 집중하여 다양한 라이다 시스템을 개발하고 중국에서 50건, 미국에서 1건의 발명 특허를 등록했습니다.
샤먼대학교의 공식 보고서에 따르면, 해당 연구팀의 레이더 기술은 물의 광학적 특성, 물 입자 배열, 기포, 수심, 기름 유출 등을 감지할 수 있습니다.
"이러한 레이더 시스템은 샤먼대학교의 자겅 연구선, 자율 수중 로봇(AUV), 무인 항공기(UAV)에 통합되어 해양 조사, 심해 자원 탐사, 환경 모니터링, 수중 영상 촬영 및 목표물 식별에 중요한 역할을 하고 있습니다."라고 보고서는 밝혔다.
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출처: https://vtcnews.vn/radar-trung-quoc-co-the-mo-kim-day-bien-ar912718.html
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