斯坦福大學(xué)的工程師們開發(fā)了一種空中方法，通過將光和聲結(jié)合以突破似乎無法逾越的空氣和水界面的障礙，來對(duì)水下物體成像。研究人員設(shè)想他們的混合光學(xué)聲系統(tǒng)將有一天被用于從空中進(jìn)行基于無人機(jī)的生物海洋調(diào)查，對(duì)沉沒的船只和飛機(jī)進(jìn)行大規(guī)?？罩兴阉?，并以相似的速度和水平繪制海深圖。作為地球景觀的細(xì)節(jié)。他們的“光聲機(jī)載聲納系統(tǒng)”在IEEE Access雜志上發(fā)表的最新研究中有詳細(xì)介紹。

“機(jī)載和星載雷達(dá)以及基于激光的激光雷達(dá)系統(tǒng)(LIDAR)數(shù)十年來一直能夠繪制地球的地形圖。雷達(dá)信號(hào)甚至能夠穿透云層和樹冠層。但是，海水對(duì)于成像到水中的吸收性太強(qiáng)，斯坦福大學(xué)工程學(xué)院電氣工程學(xué)副教授Amin Arbabian說。“我們的目標(biāo)是開發(fā)一種即使在渾濁的水中也能成像的更堅(jiān)固的系統(tǒng)。”

小標(biāo)題：能量損失

海洋覆蓋了大約70%的地球表面，但僅對(duì)其深度的一小部分進(jìn)行了高分辨率的成像和制圖。

主要障礙與物理有關(guān)：例如，聲波不能通過反射與另一種介質(zhì)而損失大部分(超過99.9%)的能量，而不能從空氣傳播到水中，反之亦然。一個(gè)試圖使用聲波從空氣進(jìn)入水中然后再回到空氣中來查看水下系統(tǒng)的系統(tǒng)遭受了兩次這種能量損失，從而使能耗降低了99.9999%。

同樣，電磁輻射(包括光，微波和雷達(dá)信號(hào)的總稱)在從一種物理介質(zhì)傳遞到另一種物理介質(zhì)時(shí)也會(huì)損失能量，盡管其機(jī)理不同于聲音。研究的第一作者，斯坦福大學(xué)電氣工程專業(yè)的研究生艾丹·菲茨帕特里克(Aidan Fitzpatrick)解釋說：“光還通過反射損失了一些能量，但是大部分能量損失是由于被水吸收了。” 順便說一句，這種吸收也是為什么陽光無法穿透到海洋深處以及依賴于蜂窩信號(hào)(一種電磁輻射形式)的智能手機(jī)無法在水下接聽電話的原因。