Лазер, который видит и форму, и состав экспресс
Обычный лидар похож на художника, который рисует пейзаж, но видит только серые тени. Он точно измеряет расстояние до каждой точки, но не может сказать, что это: камень, дерево или пластик. Чтобы узнать состав, нужен спектрометр — отдельный прибор, который работает медленно и не поспевает за быстрым сканером.
Новая система решает эту проблему иначе. Вместо одного лазера с одной длиной волны она использует широкополосный источник — как белый свет, в котором смешаны сразу все цвета. Лазер посылает случайные вспышки, и каждая вспышка несёт свой набор цветов. Отражённый свет ловит всего один детектор — не камера с миллионами пикселей, а простая точка. Кажется, что этого мало, но здесь вступает в игру кодирование: каждой вспышке присваивают свой узор, и по отклику детектора восстанавливают и форму, и цвет.
Скорость получается огромной: 60,5 миллиона линий в секунду — это как если бы художник успевал нарисовать целый небоскрёб за мгновение. Точность до 0,02 миллиметра позволяет разглядеть царапину на монете. А спектр с разрешением 1,4 нанометра в диапазоне 1100–1250 нанометров показывает, какие молекулы находятся в точке. Один и тот же прибор строит 3D-карту и определяет, что перед ним — лист растения, кусок металла или капля масла.
Практические применения уже близко. В точном земледелии прибор поможет вносить удобрения только туда, где они нужны. На заводе — мгновенно проверять качество деталей. А в мониторинге окружающей среды — следить за составом выбросов или состоянием лесов. Всё это без громоздких спектрометров и долгих замеров.
Художник из первой аналогии наконец-то получил краски: теперь он не просто очерчивает контуры, а пишет полноцветную картину мира — быстро и с невиданной ранее детализацией.
Спектр в диапазоне 1100–1250 нанометров попадает в ближний инфракрасный свет, который не видит человеческий глаз, но именно там многие материалы имеют характерные «отпечатки пальцев» — по ним можно отличить, например, сухую почву от влажной.