日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)于3月18日宣布,其联合三菱电机、滨松光子等企业的研发团队,成功开发出适用于深海环境的绿光(532nm)与紫外光(355nm)激光扫描验证机。在深海实地测试中,该设备在测距距离与图像分辨率等关键指标上均大幅超越现有技术,标志着海底高精度“可视化”技术取得重大突破。
日本周边海域蕴藏着丰富的海底资源,近年来备受瞩目。JAMSTEC技术开发部主任研究员石桥正二郎指出,尽管可见光中蓝绿波段在海水中的衰减最小,但传统设备在测距与分辨率上仍存在瓶颈。此次研发不仅优化了激光光源、探测器及内部光学系统,更创新性地开发了距离衰减补偿功能。目标是将激光测距范围从以往试制机的水平提升至60米(往返120米),这意味着探测设备无需紧贴海底即可安全、高效地获取高清数据,极大提升了作业安全性与实用性。
本次试验的另一大亮点是首次尝试将紫外激光应用于深海扫描。虽然非可见光在海水中的衰减通常较大,但紫外光可能具备与绿光截然不同的海底反射特性。测试结果显示,绿光激光在约900米深的初岛东方海域(高浊度环境)实现了55米测距,在约200米深的大室海穴海域更是创下64米的纪录,达到世界最高水平;紫外激光则在特定区域实现了15米的测距,初步验证了其在深海环境中的实用潜力。
在图像分辨率方面,两台设备均成功突破了8000像素的水平分辨率目标(绿光实测8294像素,紫外光实测8457像素),超越了8K超高清摄像机的标准。这一突破使得以往难以捕捉的微小海底特征得以清晰呈现。值得注意的是,对比测试发现,部分区域绿光能清晰成像,而紫外光却无信号,经分析推测可能是海底生物吸收了紫外光,这为未来区分海底生物与地质特征提供了新线索。
未来,JAMSTEC计划推进设备的小型化、轻量化及量产化研究,并探索将长距离激光测距技术应用于海底SLAM(同步定位与地图构建)技术,以支持深海探测机器人的完全自动化作业。对于中国而言,随着深海资源开发需求的日益增长,此类高精度、长距离的激光探测技术将成为提升我国深海装备核心竞争力的关键方向,值得在海洋工程与智能探测领域重点关注与布局。
