Эффект повышения чувствительности метода ЛФ/ЛИФ при обнаружении азотсодержащих высокоэнергетических материалов

В ИОА СО РАН впервые обнаружено и исследовано явление повышения эффективности процесса лазерной фрагментации/лазерно-индуцированной флуоресценции (ЛФ/ЛИФ) при синхронизированном двухимпульсном возбуждении молекул азотсодержащих высокоэнергетических материалов. Построена девятиуровневая математическая модель многоступенчатого процесса ЛФ/ЛИФ. Результаты моделирования позволили определить оптимальные задержки между импульсом фрагментации и импульсом возбуждения флуоресценции для различных длин волн фрагментирующего излучения. Создана экспериментальная установка для исследования процесса ЛФ/ЛИФ при двухимпульсном одно- и двухчастотном лазерном воздействии. Данные экспериментов соответствуют результатам численного моделирования и подтверждают, что выигрыш в эффективности процесса ЛФ/ЛИФ при оптимальных условиях воздействия для простых молекул нитросоединений, таких как нитротолуол, нитробензол и т.д., может составлять 7-10 раз (Рис. 1), тогда как для более сложных молекул типа тринитротолуола, гексогена, октогена, тетрила выигрыш может достигать 2 порядка (Рис. 2). Применение двухимпульсного метода возбуждения позволит существенно повысить чувствительность и селективность лидарного метода обнаружения взрывчатых веществ.

Научный руководитель: д.ф.-м.н. С.М. Бобровников. Соавторы: к.ф.-м.н. Е.В. Горлов, к.ф.-м.н. В.И. Жарков, д.ф.-м.н. Ю.Н. Панченко (ИСЭ СО РАН).

Основные публикации:

  1. Bobrovnikov S.M., Gorlov E.V., Zharkov V.I., Panchenko Y.N., and Puchikin A.V. Two-pulse laser fragmentation/laser-induced fluorescence of nitrobenzene and nitrotoluene vapors. Appl. Opt. 2019. V.58. N.27. P.7497–7502. https://doi.org/10.1364/AO.58.007497,
  2. Bobrovnikov S.M., Gorlov E.V., Zharkov V.I. Evaluation of Limiting Sensitivity of the One-Color Laser Fragmentation/Laser-Induced Fluorescence Method in Detection of Nitrobenzene and Nitrotoluene Vapors in the Atmosphere. Atmosphere. 2019. V.10. Paper P.1–11. https://doi.org/10.3390/atmos10110692, Q3.
  3. Премия Президента Российской Федерации в области науки и инноваций для молодых ученых за 2018 год «За разработку метода обнаружения сверхнизких концентраций взрывчатых веществ» http://www.kremlin.ru/events/president/news/59768