Том 30, номер 08, статья № 9

Аннотация:

Представлены экспериментальные результаты дистанционного обнаружения следов некоторых высокоэнергетических материалов на поверхности объекта с помощью СКР-лидара, построенного на базе эксимерного лазера на среде KrF c узкой линией генерации и многоканального анализатора спектра на основе дифракционного спектрографа и стробируемой ПЗС-камеры с усилителем яркости. Проведена оценка чувствительности системы при дальности зондирования 10 м. Достигнут порог обнаружения следов азотосодержащих химических соединений с поверхностной плотностью порядка 0,5 мкг/см² при накоплении сигнала по 1000 лазерным импульсам.

Ключевые слова:

лидар, комбинационное рассеяние света, дистанционное обнаружение, высокоэнергетические материалы

Список литературы:

1. Bobrovnikov S.M., Vorozhtsov A.B., Gorlov E.V., Zharkov V.I., Maksimov E.M., Panchenko Y.N., Sakovich G.V. Lidar detection of explosive vapors in the atmosphere // Russ. Phys. J. 2016. V. 58, N 9. P. 1217–1225.
2. 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.
3. Arusi-Parpar T., Heflinger D., Lavi R. Photodissociation followed by laser-induced fluorescence at atmospheric pressure and 20° C: A unique scheme for remote detection of explosives // Appl. Opt. 2001. V. 40, N 36. P. 6677–6681.
4. Скворцов Л.А. Лазерные методы дистанционного обнаружения химических соединений на поверхности тел. Москва: Техносфера, 2014. 208 с.
5. Агеев Б.Г., Климкин А.В., Куряк А.Н., Осипов К.Ю., Пономарев Ю.Н. Дистанционный детектор опасных веществ на основе перестраиваемого ¹³С¹⁶О₂-лазера // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 3. С. 204–208.
6. Dionne B.C., Rounbehler D.P., Achter E.K., Hobbs J.R., Fine D.H. Vapor pressure of explosives // J. Energetic Mater. 1986. V. 4, N 1. P. 447–472.
7. Gresham G.L., Davies J.P., Goodrich L.D., Blackwood L.G., Liu B.Y.H., Thimsen D., Yoo S.H., Hallowell S.F. Development of particle standards for testing detection systems: Mass of RDX and particle size distribution of composition 4 residues // Proc. SPIE. 1994. V. 2276. P. 34–44.
8. Chirico R., Almaviva S., Colao F., Fiorani L., Nuvoli M., Murra D., Menicucci I., Angelini F., Palucci A. Proximal detection of traces of energetic materials with an eye-safe UV Raman prototype developed for civil applications // Sensors. 2016. V. 16, N 1. P. 1–18.
9. Bobrovnikov S., Gorlov E., Zharkov V. Simulation of the Raman lidar signal for localized source of atmospheric pollution // Proc. SPIE. 2014. V. 9292. P. 9292-48.
10. Ray M.D., Sedlacek A.J. Ultraviolet mini-Raman lidar for stand-off, in-situ identification of chemical surface contaminants // Rev. Sci. Inst. 2000. V. 71, N 9. P. 3485–3489.
11. Arthur J.S, Mark D.R., Higdon N.S., Richter D.A. Short-range, non-contact detection of surface contamination using Raman lidar // Proc. SPIE. 2001. V. 4577. P. 95–104.
12. ГОСТ 31581-2012. Лазерная безопасность. Общие требования безопасности при разработке и эксплуатации лазерных  изделий.  М.:  Стандартинформ,  2013.  20 с.
13. СанПиН 5804-91. Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров. М., 1992. 61 с.
14. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И. Экспериментальная оценка чувствительности СКР-лидара при использовании среднего УФ-диапазона длин волн // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 1. С. 70–74; Bobrovnikov S.M., Gorlov E.V., Zharkov V.I. Experimental estimation of the sensitivity of the UV Raman lidar // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26, N 4. P. 320–325.
15. Carter J.C., Angel S.M., Lawrence-Snyder M., Scaffidi J., Whipple R.E., Reynolds J.G. Standoff detection of high explosive materials at 50 meters in ambient light conditions using a small raman instrument // Appl. Spectrosc. 2005. V. 59, N 6. P. 769–775.
16. Jander P., Noll R. Automated detection of fingerprint traces of high explosives using ultraviolet Raman spectroscopy // Appl. Spectrosc. 2009. V. 63, N 5. P. 559–563.
17. Moros J., Lorenzo J.A., Novotný K., Laserna J.J. Fundamentals of stand-off Raman scattering spectroscopy for explosive fingerprinting // J. Raman Spectrosc. 2013. V. 44, N 1. P. 121–130.
18. Pettersson A., Johansson I., Wallin S., Nordberg M., Ostmark H. Near real time standoff detection of explosives in a realistic outdoor environment at 55 m distance // Propellants, Explos., Pyrotech. 2009. V. 34, N 4. P. 297–306.
19. Pettersson A., Wallin S., Östmark H., Ehlerding A., Johansson I., Nordberg M., Ellis H., Al-Khalili A. Explosives standoff detection using Raman spectroscopy: From bulk towards trace detection // Proc. SPIE. 2010. V. 7664. P. 76641K.
20. Forest R., Babin F., Gay D., Hô N., Pancrati O., Deblois S., Désilets S., Maheux J. Use of a spectroscopic lidar for standoff explosives detection through Raman spectra // Proc. SPIE. 2012. V. 8358. P. 83580M-1– 83580M-10.
21. Panchenko Y.N., Andreev M.V., Dudarev V.V., Iva-nov N.G., Pavlinskii A.V., Puchikin A.V., Bobrovni-kov S.M., Gorlov E.V., Zharkov V.I., Losev V.F. Narrow-band tunable laser for a lidar facility // Russ. Phys. J. 2012. V. 55, N 6. P. 609–615.
22. Seuthe T., Grehn M., Mermillod-Blondin A., Eichler H.J., Bonse J., Eberstein M. Structural modifications of binary lithium silicate glasses upon femtosecond laser pulse irradiation probed by micro-Raman spectroscopy // Opt. Mater. Express. 2013. V. 3, N 6. P. 755–764.
23. Gaft M., Nagli L. UV gated Raman spectroscopy for standoff detection of explosives // Opt. Mater. 2008. V. 30, N 11. P. 1739–1746.
24. Лазерный контроль атмосферы / Под ред. Э.Д. Хинкли. М.: Мир, 1979. 416 с.