雷达在我们生活中的应用很广泛，气象预报、资源探测、大气物理等活动都需要借助雷达。在海洋探测活动中，激光雷达被誉为海洋深处的眼睛，透过它，我们可以穿越深邃的海水，探知诸多海洋奥秘。

激光雷达最特别之处在于，它发射的是激光而不是无线电波。因此，激光雷达利用了激光光源单色性好、准直性强和功率高的种种优点。海洋激光雷达激光光源的工作波长一般位于海水的“蓝绿窗口”，在此波段激光雷达对海水有很强的穿透能力。

海洋更深处的“眼睛”

根据激光雷达探测机制的不同，可以分为多种不同的类型，主要用于测量海水的粒子散射、喇曼散射、布里渊散射、荧光、海水吸收等特性。海洋激光雷达通常采用飞机运载的方式工作，即把激光雷达搭载在飞机上，从高高的空中探测海洋。它的工作原理与医学领域广泛采用的“CT机”相似，工作时，先用激光雷达向海水发射一束激光，然后分别接收不同深度返回的信号，接着根据不同的探测机制，对返回的信号进行分析研究，从而获取不同海洋深度的相关信息。

目前海洋激光雷达已被广泛应用于海洋环境和水下目标探测等领域，如浅海水深、潜艇、海洋叶绿素浓度和海洋污染探测等。叶绿素浓度测量就是热点项目之一，这是因为浮游植物是其他海洋生物的直接或间接的食物来源，在所有的海洋生物中占有特殊而重要的地位，其数值与估计海洋初级生产力、全球通量和众多海洋现象研究紧密相关。

传统的测定方法有许多局限性，一来依靠人工逐点采样，范围小；二来分析速度很慢，效率不高。海洋激光雷达的出现恰好弥补了这种遗憾，可以对大面积，甚至全球范围内水域的叶绿素浓度进行实时、动态监测。

测量海水深度也需要激光雷达“大显身手”，激光器可以从空中向下发射一个激光脉冲，当该脉冲到达海洋表面时部分被反射回来，另一部分到达海底之后会再反射回来。激光雷达在空中接收到这两个反射信号，并测出它们的时间间隔，用这一时间间隔乘以激光在海水中的传播速度，就可以算出海水的深度。

探测深度可达卫星遥感的3倍

曾经，美国毕格罗海洋科学实验室与欧道明大学共同在《应用光学》发表的最新研究成果表明，他们用激光雷达来探测藻类和测量相关指标，能探测的海洋深度最高可达卫星遥感测量的3倍。据毕格罗海洋科学实验室高级研究员巴尼·巴尔克称，传统的卫星遥感测量可以收集海洋上层的各种信息，但是这种方式最深只能“看”到海下10米。而采用激光雷达，可以探测到海洋更深处的相关情况，就像“拥有了一双新的眼睛”。

激光雷达通过发射激光来获取海水中微粒的相关信息，如同蝙蝠和海豚利用回声来定位目标。通过发出激光脉冲，并计算光束触及微粒和弹回的时间，激光雷达可以感知海水中的微粒，比如藻类。

北美缅因湾正经历30年来最大规模的球石藻爆发，该团队通过激光雷达来探测球石藻的相关情况。球石藻表面被白色碳酸钙板包裹。该碳酸钙板以一种独特的方式反射光线，从根本上改变光波方向，使科学家能通过激光雷达将其识别出来。该团队还指出，激光雷达可能帮助研究人员远程估算球石藻的数量，从而无需停船进行海水采样。这不仅提高了团队收集数据的能力，还可以节省资金。

该团队在不同的海洋环境测试了激光雷达探测技术，包括马尾藻海的清水和纽约市海岸的浑水。结果证明，该项技术在这些情况各异的海水环境中都能有效发挥作用。

研究首席作者布莱恩·克里斯特说：“激光雷达探测有望填补我们太空探测海洋生物能力的一些重要缺失。这项技术将带来关于海洋上层生物分布的新解释，并使我们更好地理解这些生物在地球气候中所扮演的角色。”

水下探测技术迎来革命性突破

近期，英国科学家成功研发出一种新型激光雷达技术，为水下探测技术带来了革命性突破。这项技术可以在弱光条件下工作，同时还具有高分辨率和高精度的特点，可以在水下捕获高质量的3D图像，为海洋勘探、水下考古、海底资源开发等领域提供更多的数据支持。

传统的水下探测技术受到许多限制，例如水下光照条件差、水下环境复杂、水下物体形态多变等，这些因素都会影响探测效果。而新型激光雷达技术则可以克服这些限制，实现更高效、更准确的水下探测。这项新技术采用了一种新型的激光光源，可以在弱光条件下工作，同时还具有高分辨率和高精度的特点。在实际测试中，这种激光雷达技术可以在水下捕获到非常清晰的3D图像，可以帮助科学家们更好地了解水下环境和物体形态。

这项技术的成功研发将有望在海洋勘探、水下考古、海底资源开发等领域发挥重要作用。例如，在海洋勘探中，这种激光雷达技术可以帮助科学家们更好地了解海底地形和海洋生态系统，从而为海洋保护和海洋资源开发提供更多的数据支持。在水下考古中，这种激光雷达技术可以帮助考古学家们更好地了解水下文物的形态和分布情况，从而为文物保护和历史研究提供更多的数据支持。在海底资源开发中，这种激光雷达技术可以帮助工程师们更好地了解海底资源的分布情况和开采难度，从而为海底资源的开发和利用提供更多的数据支持。

总的来说，英国科学家研发出的这种新型激光雷达技术，可以在水下捕获高质量的3D图像，为水下探测技术带来了革命性突破。这项技术的成功研发将有望在海洋勘探、水下考古、海底资源开发等领域发挥重要作用。

文章来源： 科技日报，永登发布，央视新闻客户端