Бортовая сонаpная система для дистанционного зондирования и визуализации под водой

Высокоточная визуализация и картирование океана и его дна ограничены менее чем 5% мировых вод из‑за технологических барьеров. В то время как сонар является основным источником существующих подводных изображений, водные системы ограничены по пространственному покрытию из‑за низкой пропускной способности визуализации. С другой стороны, бортовые радары с синтетической апертурой обеспечивают высокое разрешение при съёмке земных ландшафтов, но не способны глубоко проникать в воду. В данной работе мы представляем демонстрационную систему, которая преодолевает разрыв между электромагнитной визуализацией в воздухе и сонарной визуализацией в воде с помощью лазерно-индуцированного фотоакустического эффекта и высокочувствительного бортового ультразвукового детектирования. В качестве приёмников мы используем воздушно-связанные емкостные микромашинные ультразвуковые преобразователи (CMUT), что является ключевым отличием от предыдущих работ и позволило получить подводное изображение с полностью бортовой акустической системы — задача, ранее не выполненная в литературе. Поскольку вся система визуализации размещена на воздушной платформе, предложенный подход перспективен для масштабирования до высокопропускной визуализации подводных пространств при крупномасштабном развертывании. Бесконтактные акустические методы визуализации также представляют интерес для медицины и контроля изделий без разрушения; включение воздушно-связанных преобразователей, например CMUT, или других резонансных датчиков в этих приложениях может быть поддержано приведённым в работе анализом.