想象一下，足够多的地雷埋藏在地下，能循环绕地球两圈。识别和清除这些爆炸物不仅昂贵，而且耗时漫长。幸运的是，密西西比大学的新研究可能提供了一个解决方案。
国家物理声学中心的首席科学家维亚切斯拉夫·阿兰丘克在日本的Optica激光大会暨展览会上展示了他在激光多波束振动传感器技术方面的开创性研究。这项技术能够比传统方法更快地探测地雷。
“全球有数百万个地雷，而不幸的是，由于持续的冲突，每天都有更多地雷被添加，”阿兰丘克解释说，“这项技术在军事冲突中的应用和在战斗停止后的 гуманитарий effort 都有很大潜力。”
地雷的影响是毁灭性的。全球存在超过1.1亿个在役地雷，而仅在2022年，它们或其他未爆弹药就造成了4710人受伤或死亡。这些受害者中大多数是平民，儿童占平民伤亡的一半。有70个国家仍然面临着地雷的持续威胁，包括曾经和现在的战争地区。
虽然地雷的制作成本低廉，仅需3美元，但识别和清除它们的费用可高达每个地雷1000美元。当前的探测方法主要依赖手持金属探测器，这些探测器使用起来缓慢且危险，而且对塑料地雷无效。
阿兰丘克的团队在2019年开发了一种激光振动传感器，可以使用30个激光束从移动的车辆上探测埋藏物体。最新技术可以在不到一秒的时间内创建地面的振动图，使用一个34×23的激光束矩阵。
“许多现代地雷是由塑料制成的，使得用传统金属探测方法难以探测，”阿兰丘克说，“这就是国家物理声学中心开发这种创新探测方法的原因。”
与2019年的技术类似，阿兰丘克的激光多波束干涉传感器，或称LAMBDIS，可以在移动的车辆上使用，显著加快地雷探测速度。曾在NCPA担任博士后研究员的张博洋是该报告的共同作者。
“金属探测器常常通过探测任何金属物体产生误报，而地面穿透雷达可能会受到土壤条件或材料的干扰，”张解释说，“相比之下，激光声学探测结合了激光和声学传感，允许它在远距离以更高的准确性探测地雷。它减少了误报，并通过使操作人员远离探测区来提高安全性。”
为了查找埋藏物体，研究人员创建地面振动，然后将二维激光束阵列指向地面。振动会导致反射激光光频率的微小变化，这些变化被用来生成该地区的振动图像。埋藏的地雷与周围的土壤振动不同，在图像中呈现为红色斑块。
“这项技术的工作原理是分析光的干涉，”阿兰丘克说，“我们将激光束发射到地面，从地面不同点散射回来的光的干涉产生信号，经过处理，揭示地面表面每个点的振动幅度。”
虽然这项技术主要设计用于地雷探测，但其应用远不止于此。“LAMBDIS技术可以适应多种用途，例如评估桥梁和其他结构、振动测试、在汽车和航空航天等行业对材料进行无损检测，甚至生物医学应用。”阿兰丘克指出。
阿兰丘克下一步的研究重点是评估LAMBDIS在不同埋藏物体和多样土壤条件下的性能。
这项研究得到了美国海军部海军研究办公室的支持。
