Том 39, номер 07, статья № 10

Аннотация:

Обеспечение безопасности от угроз, связанных с применением взрывных устройств, требует разработки эффективных методов дистанционного обнаружения следов взрывчатых веществ на различных поверхностях. Представлены результаты исследования, направленного на повышение эффективности метода лазерной фрагментации/лазерно-индуцированной флуоресценции (ЛФ/ЛИФ) при дистанционном обнаружении поверхностных следов нитросоединений. На примере следов тринитротолуола (ТНТ) экспериментально показано, что разнесение во времени фрагментирующего и зондирующего импульсов позволяет многократно увеличить эффективность процесса ЛФ/ЛИФ по сравнению с одноимпульсным и одновременным двухимпульсным воздействием. Представлены количественные данные об относительной интенсивности флуоресценции NO-фрагментов следов ТНТ в зависимости от плотности энергии излучения фрагментирующего Nd:YAG-лазера (266,038 нм) и зондирующего KrF-лазера (247,866 нм) при оптимальной задержке (200 нс) между их импульсами. Полученные результаты могут быть использованы для увеличения чувствительности и дальности обнаружения следов нитросоединений методом ЛФ/ЛИФ.

Ключевые слова:

нитросоединения, лазерная фрагментация, оксид азота, NO-фрагменты, лазерно-индуцированная флуоресценция

Список литературы:

1. The Landmines, ERW and IED Safety Handbook. URL: https://www.unmas.org/en/landmines-erw-and-ied-safetyhandbook (last access: 09.09.2025).
2. Counterterrorist Detection Techniques of Explosives. URL: https://www.sciencedirect.com/book/9780444522047/counterterrorist-detection-techniques-of-explosives?via=ihub=#book-info (last access: 09.09.2025).
3. 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.
4. Wu D.D., Singh J.P., Yueh F.Y., Monts D.L. 2,4,6-Trinitrotoluene detection by laser-photofragmentation–laser-induced fluorescence // Appl. Opt. 1996. V. 35, N 21. P. 3998–4003. DOI: 10.1364/AO.35.003998.
5. Simeonsson J.B., Sausa R.C. A critical review of laser photofragmentation/fragment detection techniques for gas phase chemical analysis // Appl. Spectrosc. Rev. 1996. V. 31, N 1. P. 1–72. DOI: 10.1080/05704929608000564.
6. Swayambunathan V., Singh G., Sausa R.C. Laser photofragmentation–fragment detection and pyrolysis–laser-induced fluorescence studies on energetic materials // Appl. Opt. 1999. V. 38, N 30. P. 6447–6454. DOI: 10.1364/ao.38.006447.
7. 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.
8. 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.
9. Shu J., Bar I., Rosenwaks S. NO and PO photofragments as trace analyte indicators of nitrocompounds and organophosphonates // Appl. Phys. B. 2000. V. 71, N 5. P. 665–672. DOI: 10.1007/s003400000382.
10. 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.
11. 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.
12. Heflinger D., Arusi-Parpar T., Ron Y., Lavi R. Application of a unique scheme for remote detection of explosives // Opt. Commun. 2002. V. 204, N 1–6. P. 327–331. DOI: 10.1016/S0030-4018(02)01250-6.
13. Wynn C.M., Palmacci S., Kunz R.R., Zayhowski J.J., Edwards B., Rothschild M. Experimental demonstration of remote optical detection of trace explosives // Proc.SPIE. 2008. V. 6954. P. 695407–8. DOI: 10.1117/12.782371.
14. 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.
15. 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.
16. Bobrovnikov S.M., Gorlov E.V., Zharkov V.I., Panchenko Y.N., Puchikin A.V. Dynamics of the laser fragmentation/laser-induced fluorescence process in nitrobenzene vapors // Appl. Opt. 2018. V. 57, N 31. P. 9381–9387. DOI: 10.1364/AO.57.009381.
17. Bobrovnikov S.M., Gorlov E.V., Zharkov V.I., Panchenko Y.N., 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. DOI: 10.1364/AO.58.007497.
18. Panchenko Y.; Puchikin A., Yampolskaya S., Bobrovnikov S.; Gorlov E.; Zharkov V. Narrowband KrF laser for lidar systems // IEEE J. Quant. Electron. 2021. V. 57, N 2. P. 1–5. DOI: 10.1109/JQE.2021.3049579.
19. Luque J., Crosley D.R. LIFBASE: Database and Spectral Simulation Program (Version 1.5). URL: https://www.sri.com/engage/products-solutions/lifbase (last access: 09.09.2025).