Інженери сконструювали прототип гідролокатора, який можна встановити на повітряну платформу. На відміну від класичного сонару, якому для роботи необхідне занурення у воду, новий пристрій виявляє підводні об'єкти, перебуваючи при цьому над поверхнею. Це стало можливим завдяки використанню лазера для генерації звуку і високочутливих ємнісних ультразвукових перетворювачів для його зчитування. Стаття опублікована в.
Звук - найнадійніший спосіб дослідження водного середовища, оскільки вода екранує радіохвилі, а видимість у ньому не перевищує сотню метрів. Активні сонари (гідролокатори) випускають звуковий імпульс і виходячи із затримки еха з різних напрямків визначають відстань до об'єкта або дна. Звук погано проходить межу повітря і рідини, тому класичний сонар для роботи повинен перебувати у воді. З цієї причини для океану не існує акустичного аналога аерофотозйомки - простого і надійного способу дослідження великих площ за короткий термін. Як наслідок, докладні карти складені тільки для п'яти відсотків площі дна, в той час як карти суші з роздільною здатністю в кілька метрів є у відкритому доступі.
Дослідники зі Стенфордського університету на чолі з Айданом Фітцпатріком (Aidan Fitzpatrick) випробували технологію, яка дозволяє створити сонар повітряного базування. Як і у звичайного гідролокатора, у експериментального зразка є джерело звуку і мікрофон, але обидва з них адаптовані для подолання повітряного зазору. Для отримання ультразвуку прилад використовує фотоакустичний ефект: з повітряної платформи на поверхню води падає пульсуючий лазер. Під час імпульсу вода нагрівається, а між ними - остигає, перепади температур викликають стрибки тиску, а вони, свою чергу продукують звукові хвилі, чия частота залежить від частоти лазерних імпульсів.
Після цього звукові хвилі поширюються у воді, відображаються від навколишніх предметів, і частина з них, у підсумку, повертається у вихідну точку і доходить до сонара через повітря, але ослабленими. Для того, що б їх зчитувати, інженери встановили на сонар масив ємних мікромашинних ультразвукових перетворювачів. Більшість мікрофонів сприймають звук за рахунок того, що він коливає п'єзоелектрик і виробляє струм. Замість цього в основі мікромашинних перетворювачів лежить конденсатор, чия електрична ємність змінюється при деформації. Це забезпечує істотно більшу чутливість, ніж п'єзоелектричний ефект, на додачу конденсатори можна легко зробити мікроскопічними і зібрати в масив. Для експериментальної моделі сонару безліч одиничних мікрофонів об'єднали в один детектор з синтетичною апертурою 35 сантиметрів. Комп'ютер аналізує дані масиву, і визначає точний напрямок на джерело звуку виходячи з часової різниці в прийомі сигналу елементами.
Під час випробувань сонар зміг правильно виявити положення об'єктів сантиметрового розміру в басейні, перебуваючи на відстані десяти сантиметрів від поверхні. Між тим, щоб на основі прототипу створити придатний до використання прилад, який може будувати тривимірну карту дна, потрібно внести масу удосконалень. У першу чергу, інженери планують встановити мікрофони, що приймають звук в широкому діапазоні частот, що збільшить роздільну здатність сканування і зменшить число шумів.
Крім простого виявлення об'єктів, сонар може фіксувати положення конкретних маячків-транспондерів, які слухають його сигнал і дають умовлену відповідь. Однак для такої відповіді потрібно багато енергії, і, як наслідок, велика батарея для довгої роботи. Нещодавно інженери зробили підводний маячок-транспондер, якому зовсім не потрібно зовнішнє електроживлення: замість цього він виробляє електрику з акустичних сигналів.