Том 38, номер 05, статья № 7
Бобровников С. М., Горлов Е. В., Жарков В. И., Мурашко С. Н. Антистоксова лазерно-индуцированная флуоресценция PO-фотофрагментов органофосфатов. // Оптика атмосферы и океана. 2025. Т. 38. № 05. С. 376–382. DOI: 10.15372/AOO20250507.Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:
Впервые показана возможность возбуждения антистоксовой флуоресценции PO-фрагментов органофосфатов. На примере капельно-жидких следов триэтилфосфата на бумажной поверхности определено, что относительная населенность колебательных уровней v´´ = 1 и v´´ = 2 соответствует колебательной температуре фрагментов около 780 К. Выявлены признаки, указывающие на значительное нарушение равновесного распределения фрагментов по вращательным состояниям. Определено, что способ возбуждения антистоксовой флуоресценции PO-фрагментов триэтилфосфата с первого колебательного уровня основного состояния X2Π (v´´ = 1) на нулевой колебательный уровень электронно-возбужденного состояния A2Σ+ (v´ = 0) обеспечивает наибольшую помехозащищенность ЛФ/ЛИФ-метода обнаружения органофосфатов. Полученные результаты могут быть использованы при выборе оптимального способа возбуждения флуоресценции PO-фрагментов при реализации ЛФ/ЛИФ-метода дистанционного обнаружения следов органофосфатов.
Ключевые слова:
органофосфаты, следы, лазерная фрагментация, оксид фосфора, PO-фрагменты, лазерно-индуцированная флуоресценция
Иллюстрации:
Список литературы:
1. Rodgers M.O., Asai K., Davis D.D. Photofragmentation-laser induced fluorescence: A new method for detecting atmospheric trace gases // Appl. Opt. 1980. V. 19, N 21. P. 3597–3605. DOI: 10.1364/AO.19.003597.
2. Bradshaw J., Davis D.D. Sequential two-photon-laser-induced fluorescence: A new method for detecting atmospheric trace levels of NO // Opt. Lett. 1982. V. 7, N 5. P. 224–226. DOI: 10.1364/OL.7.000224.
3. Bradshaw J., Rodgers M., Davis D. Single photon laser-induced fluorescence detection of NO and SO2 for atmospheric conditions of composition and pressure // Appl. Opt. 1982. V. 21, N 14. P. 2493–2500. DOI: 10.1364/AO.21.002493.
4. Bradshaw J.D., Rodgers M.O., Sandholm S.T., Kesheng S., Davis D.D. A two-photon laser-induced fluorescence field instrument for ground-based and airborne measurements of atmospheric NO // J. Geophys. Res. 1985. V. 90, N D7. P. 12861–12873.
5. Arusi-Parpar T., Heflinger D., Lavi R. Photodissociation followed by laser-induced fluorescence at atmospheric pressure and 24 °C: A unique scheme for remote detection of explosives // J. Appl. Opt. 2001. V. 40, N 36. P. 6677–6681. DOI: 10.1364/AO.40.006677.
6. Bessler W., Schulz C., Lee T., Jeffries J., Hanson R. Strategies for laser-induced fluorescence detection of nitric oxide in high-pressure flames. I. A–X(0, 0) excitation // Appl. Opt. 2002. V. 41, N 18. P. 3547–3557. DOI: 10.1364/AO.41.003547.
7. Bessler W., Schulz C., Lee T., Jeffries J., Hanson R. Strategies for laser-induced fluorescence detection of nitric oxide in high-pressure flames. II. A–X(0, 1) excitation // Appl. Opt. 2003. V. 42, N 12. P. 2031–2042. DOI: 10.1364/AO.42.002031.
8. Arusi-Parpar T., Fastig S., Shapira J., Shwartzman B., Rubin D., Ben-Hamo Y., Englander A. Standoff detection of explosives in open environment using enhanced photodissociation fluorescence // Proc. SPIE. 2010. V. 7684. P. 76840L–7. DOI: 10.1117/12.850911.
9. Wynn C.M., Palmacci S., Kunz R.R., Rothschild M. Noncontact detection of homemade explosive constituents via photodissociation followed by laser-induced fluorescence // Opt. Express. 2010. V. 18, N 6. P. 5399–5406. DOI: 10.1364/OE.18.005399.
10. Wynn C.M., Palmacci S., Kunz R.R., Aernecke M. Noncontact optical detection of explosive particles via photodissociation followed by laser-induced fluorescence // Opt. Express. 2011. V. 19, N 19. P. 18671–18677. DOI: 10.1364/OE.19.018671.
11. Schulz C., Sick V., Heinze J., Stricker W. Laser-induced-fluorescence detection of nitric oxide in high-pressure flames with A–X(0, 2) excitation // Appl. Opt. 1997. V. 36, N 15. P. 3227–3232. DOI: 10.1364/AO.36.003227.
12. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И., Сафьянов А.Д. Лазерно-индуцированная флуоресценция PO-фотофрагментов органофосфатов // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 8. С. 613–618. DOI: 10.15372/AOO20220803; Bobrovnikov S.M., Gorlov E.V., Zharkov V.I., Safyanov A.D. Laser-induced fluorescence of PO photofragments of organophosphates // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, N 6. P. 639–644.
13. Daugey N., Shu J., Bar I., Rosenwaks S. Nitrobenzene detection by one-color laser photolysis/laser induced fluorescence of NO (v = 0–3) // Appl. Spectrosc. 1999. V. 53, N 1. P. 57–64. DOI: 10.1366/0003702991945227.
14. Shu J., Bar I., Rosenwaks S. Dinitrobenzene detection by use of one-color laser photolysis and laser-induced fluorescence of vibrationally excited NO // Appl. Opt. 1999. V. 38, N 21. P. 4705–4710. DOI: 10.1364/AO.38.004705.
15. Shu J., Bar I., Rosenwaks S. The use of rovibrationally excited NO photofragments as trace nitrocompounds indicators // Appl. Phys. B. 2000. V. 70, N 4. P. 621–625. DOI: 10.1007/s003400050870.
16. Castle K.J., Abbott J.E., Peng X., Kong W. Photodissociation of o-nitrotoluene between 220 and 250 nm in a uniform electric field // J. Phys. Chem. A. 2000. V. 104, N 45. P. 10419–10425. DOI: 10.1021/jp0009150.
17. Sausa R.C., Miziolek A.W., Long S.R. State distributions, quenching, and reaction of the phosphorus monoxide radical generated in excimer laser photofragmentation of dimethyl methylphosphonate // J. Phys. Chem. 1986. V. 90. P. 3994–3998. DOI: 10.1021/j100408a033.
18. Sankaranarayanan S. g-Centroids and Franck–Condon factors for the bands of A2Σ - X2Π system of PO molecule // Indian J. Phys. 1966. V. 40. P. 678.
19. Wong K.N., Anderson W.R., Kotlar A.J. Radiative processes following laser excitation of the A2Σ+ state of PO // J. Chem. Phys. 1986. V. 85, N 5. P. 2406–2413. DOI: 10.1063/1.451096.
20. Yin Y., Shi D., Sun J., Zhu Z. Transition probabilities of emissions and rotationless radiative lifetimes of vibrational levels for the PO radical // Astrophys. J. Suppl. Ser. 2018. V. 236, N 34. P. 1–15. DOI: 10.3847/1538-4365/aac16a.
21. Smyth K.C., Mallard W.G. Two-photon ionization processes of PO in a C2H2/air flame // J. Chem. Phys. 1982. V. 77, N 4. P. 1779–1787. DOI: 10.1063/1.444074.
22. Verma R.D., Dixit M.N., Jois S.S., Nagaraj S., Singhal S.R. Emission spectrum of the PO molecule. Part II. 2Σ - 2Σ transitions // Can. J. Phys. 1971. V. 49, N 24. P. 3180–3200. DOI: 10.1139/p71-379.
23. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И. Эффективность лазерного возбуждения PO-фотофрагментов органофосфатов // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 3. С. 175–185. DOI: 10.15372/AOO20220301; Bobrovnikov S.M., Gorlov E.V., Zharkov V.I. Efficiency of laser excitation of PO photofragments of organophosphates // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, N 4. P. 329–340.
24. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И., Мурашко С.Н. Оценка эффективности лазерного возбуждения перехода B2Σ+ (vʹ = 0) - X2Π (v¢¢ = 0) оксида фосфора // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 5. С. 361–368. DOI: 10.15372/AOO20220503.
25. Sun Y., Shu Y., Xu T. Review of the photodecomposition of some important energetic materials // Cent. Eur. J. Energ. Mater. 2012. V. 9. P. 411–423.
26. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И., Мурашко С.Н. Двухимпульсная лазерная фрагментация/лазерно-индуцированная флуоресценция следов органофосфатов // Опт. журн. 2025. Т. 92, № 2. С. 106–115. DOI: 10.17586/1023-5086-2025-92-02-106-115.
27. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И., Зайцев Н.Г. Система синхронизации лазеров для двухимпульсной лазерной диагностики // Оптика атмосф. и океана. 2025. Т. 38, № 4. С. 302–307.