Attività 2.5 Un sistema innovativo per la metrologia subacquea: diagnostica sulla morfologia di piccola e mmedia scala mediante radar ottico

Obiettivo principale è lo sviluppo di un sistema di radar topologico subacqueo. La tematica tecnico scientifica della propagazione di un fascio laser in ambiente sottomarino è stata studiata con una profondità di dettaglio tale da permettere una progettazione ottico meccanica attualmente in stato intermedio del prototipo di radar topologico subacqueo, in grado di realizzare compiti di reverse engineering in acqua. Il mezzo di propagazione considerato è quello di acqua di mare a diversi regimi di torbidità nel quale l’assorbimento della luce è previsto avvenire mediante interazione fotone-molecola con cessione di fononi e riequilibrio termico senza transizioni ottiche. La radiazione del fascio che raggiunge il bersaglio viene in parte assorbita ed in parte retrodiffusa nel semispazio sorgente. Il progetto del prototipo prevede la realizzazione di un cilindro contenitore dell’intero apparato le cui dimensioni lineari non superano le decine di centimetri e il cui si aggirerà intorno a 40-50 kg. Il modulo di visione comunicherà con la superficie mediante un cavo speciale da realizzarsi custom. E' stata prevista una coppia di speciali telecamere stereo subacquee che affiancheranno la visione laser. L’insieme delle due tecniche permetterà una elevata flessibilità nell’individuazione dei tempi di scansione di una scena in un contesto real 3D. Il cavo di trasmissione sarà dotato di canali di potenza, ottici e di segnale a basso rumore che permetteranno al prototipo sommerso, comunque dotato di avanzata autonomia per quanto concerne l’acquisizione e memorizzazione sia dei dati da telecamera che di quelli laser, di inviare la parte di dati da elaborare ad un computer opportunamente preparato e situato in un sistema elettronico di superficie. Il codice di calcolo Montecarlo ha lo scopo di studiare l’interazione tra la luce laser e la materia sommersa ed è stato ulteriormente potenziato e migliorato ed è stato impiegato più volte fornendo utili informazioni su alcuni parametri geometrici del prototipo, specialmente riguardanti gli angoli di vista e gli angoli solidi di accettazione delle lenti di raccolta del segnale, nonché della filtratura spaziale della straylight causata dalle schermature ottiche. La scelta operativa del codice di calcolo Montecarlo è stata quella della realizzazione di un framework per lo studio della propagazione di fasci laser nella materia, vale a dire uno strato applicativo attraverso il quale diviene possibile lo sviluppo rapido di nuove applicazioni sfruttando la logica di base, che implementa le interazioni fondamentali luce-materia, e l’estensibilità e personalizzazione offerta dai paradigmi di progettazione orientati agli oggetti. Sfruttando il business core presente nel framework, è possibile simulare la propagazione di un fascio laser semplicemente definendo la geometria della scena, le proprietà fisiche dei materiali che la compongono e le grandezze (dirette o indirette) a cui si è interessati.