机载光声系统，以对水下物体成像

美国斯坦福大学的工程师已经开发出一种空中成像方法，通过将光和声结合的方式，以此来突破似乎无法逾越的空气和水界面障碍物，来探测水下物体最终成像。

最近，研究人人员详细介绍了他们的“光声机载声纳系统”。 他们设想，这种混合光学声系统将有一天被无人机用于从空中进行海洋生物调查，对沉没的船只和飞机进行大规模空中搜索，并以一定的速度来水平绘制海深图。甚至还作为地球景观的细节扫描。

斯坦福大学工程学院电气工程副教授阿敏·阿巴比安（Amin Arbabian）说：“数十年来，机载和星载雷达以及基于激光的激光雷达系统（LIDAR）一直能够绘制地球景观。雷达信号甚至能够穿透云层和树冠层。但我们的目标是开发一种即使在浑浊的水中也能成像的更强大的系统。”

能量损失

海洋覆盖了大约70％的地球表面，但仅对其深度的一小部分进行了高分辨率的成像和制图。

主要的障碍与物理有关：例如，声波不能通过反射在另一种介质上而损失大部分（超过99.9％）的能量，而不能从空气传播到水中，反之亦然。试图使用声波从空气进入水中然后再回到空气中来查看水下系统的系统，一来一回遭受这种能量损失-导致能耗降低了99.9999％。

同样，电磁辐射（包括光、微波和雷达信号的总称）在从一种物理介质传递到另一种物理介质时也会损失能量，尽管其机理不同于声音。研究的第一作者，斯坦福大学电气工程系研究生艾丹·菲茨帕特里克（Aidan Fitzpatrick）解释说：“光还通过反射损失了一些能量，但是大部分能量损失是由于被水吸收了。”顺便说一句，这种吸收也是为什么阳光无法穿透到海洋深处以及您的依靠蜂窝信号（一种电磁辐射形式）的智能手机无法在水下接听电话的原因。

所有这些的结果是，无法像陆地一样通过空中和太空对海洋进行制图。迄今为止，大多数水下测绘都是通过将声纳系统安装在拖曳给定兴趣区域的船舶上来实现的。但是这种技术缓慢且昂贵，并且覆盖大面积区域效率低下。