Разработка и исследование метода обнаружения паров взрывчатых веществ в атмосфере с помощью лазера тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат физико-математических наук Горлов, Евгений Владимирович

• Горлов, Евгений Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Горлов, Евгений Владимирович

Введение

Глава 1. Дистанционное обнаружение взрывчатых веществ

1.1. Общая характеристика взрывчатых веществ

1.1.1. Элементный состав взрывчатых веществ

1.1.2. Пары взрывчатых веществ

1.1.3. Летучесть взрывчатых веществ и концентрация паров в 21 атмосфере

1.2. Обнаружение паров взрывчатых веществ оптическими методами

1.2.1. ИК-спектроскопия

1.2.2. Спектроскопия комбинационного рассеяния

1.2.3. УФ-видимая спектроскопия

1.2.4. Фрагментация и обнаружение фрагментов

1.2.5. Нелинейные спектроскопические методы

1.3. Выбор оптического метода для дистанционного обнаружения паров 34 взрывчатых веществ

Глава 2. Лидарный метод обнаружения паров взрывчатых веществ на основе 38 одночастотного лазерного фотолиза и лазерно-индуцированной флуоресценции МО-фрагментов

2.1. Двухступенчатый процесс фотофрагментации молекул взрывчатых 38 веществ с последующим лазерным возбуждением флуоресценции N0-фрагментов

2.1.1. Лазерная фрагментация молекул взрывчатых веществ

2.1.1.1. Каналы фотофрагментации молекул взрывчатых веществ

2.1.1.2. Выбор характеристического фрагмента

2.1.2. Лазерно-индуцированная флуоресценция МО-фрагментов 45 2.1.2.1. Электронные спектры молекулы N

2.1.2.2. Анализ схем возбуждения флуоресценции МО-фрагментов 50 2.1.3. Модель двухступенчатого процесса фотофрагментации молекул 59 взрывчатых веществ с последующим лазерным возбуждением флуоресценции МО-фрагментов

2.2. Применение метода обнаружения паров взрывчатых веществ на 62 основе одночастотного лазерного фотолиза и лазерно-индуцированной флуоресценции МО-фрагментов в лидарной схеме

2.2.1. Лидарное уравнение для двухступенчатого процесса 63 «фотофрагментация — лазерно-индуцированная флуоресценция»

2.2.2. Эффективность процесса обнаружения паров взрывчатых 68 веществ

2.2.3. Влияние атмосферы на работу лидарного обнаружителя паров 69 взрывчатых веществ

2.2.3.1. Тушение флуоресценции МО-фрагментов

2.2.3.2. Помеха несмещенного рассеяния

2.2.3.3. Антистоксово комбинационное рассеяние на основных 81 компонентах атмосферы

2.2.3.4. Многофотонные процессы в атмосфере как причина 87 возникновения шума

2.2.3.5. Влияние атмосферной турбулентности на дальность 93 обнаружения

2.3. Оценка параметров лидарного обнаружителя паров взрывчатых 97 веществ

2.3.1. Расчет уровня сигнала и определение технических требований к 97 оптическим компонентам

2.3.2. Критерий обнаружения

2.3.3. Расчет времени обнаружения

2.4. Аппаратурная реализации лидарного обнаружителя паров взрывчатых веществ

2.4.1. Источник возбуждающего излучения

2.4.2. Расчет схемы лидарного обнаружителя

2.4.3. Конструкция лидарного обнаружителя

Глава 3. Экспериментальные исследования характеристик лидарного 120 обнаружителя паров взрывчатых веществ

3.1. Спектр возбуждения МО-фрагментов из второго колебательного 120 состояния

3.2. Экспериментальное обнаружение паров тротила и тротил-гексогена

3.3. Методика оценки чувствительности лидарного обнаружителя паров 127 взрывчатых веществ

3.4. Экспериментальная оценка предельной чувствительности лидарного 128 обнаружителя паров взрывчатых веществ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование метода обнаружения паров взрывчатых веществ в атмосфере с помощью лазера»

Применение террористами искусно замаскированных взрывных устройств приводит, как правило, к большому количеству жертв и наносит существенный материальный урон. Проблема оперативного обнаружения взрывчатых веществ (ВВ), взрывных устройств (ВУ) и других взрывоопасных предметов является достаточно актуальной. Именно поэтому во многих странах в последнее время интенсивно ведутся работы по созданию новейших методов и средств обнаружения ВВ.

Большинство из существующих методов обнаружения ВВ требуют отбора проб и пробоподготовки, тогда как при выполнении работ по поиску и обезвреживанию взрывных устройств не всегда имеется возможность контакта с ВУ. В этой связи, особый интерес вызывают методы дистанционного обнаружения ВВ по детектированию их паров и частиц, присутствующих в тех или иных количествах вблизи или на поверхности ВУ.

Сегодня большой исследовательский интерес вызывают оптические методы обнаружения паров и следов ВВ, поскольку именно они принципиально отличаются возможностью дистанционных измерений.

Использование оптических методов для обнаружения ВВ связано с огромными трудностями. В первую очередь, сложность задачи обнаружения обусловлена чрезвычайно низкими уровнями концентраций паров ВВ в атмосфере вследствие низкой летучести этого класса веществ. Именно поэтому для решения задачи обнаружения оптическими методами необходимо использовать наиболее эффективные процессы взаимодействия излучения с веществом.

Одним из самых чувствительных аналитических оптических методов является метод флуоресцентной спектроскопии, позволяющий обнаруживать следовые количества веществ и даже их отдельные молекулы. Применение лазера для возбуждения флуоресценции делает возможным проведение анализа дистанционно. Именно поэтому применение эффекта лазерно-индуцированной флуоресценции кажется наиболее верным способом решения задачи обнаружения сверхнизких концентраций.

Однако, как оказалось, эффективность процессов флуоресценции для сложных многоатомных молекул ВВ не велика, в силу высокой вероятности безызлучательной релаксации, характерной для систем с большим числом степеней свободы. Но если сложная молекула не активна в процессах переизлучения, то возможно, в этих процессах будут активны ее фрагменты — более простые молекулы. И действительно применение эффекта фрагментации позволяет существенно повысить чувствительность аналитических методов.

Эффект фотофрагментации (фотолиз) — разбиение сложной молекулы на фрагменты (осколки) квантами оптического излучения позволяет фрагментировать молекулы дистанционно. При этом возможна одновременная эффективная флуоресценция осколков [1-3].

Идея применение лазерной фрагментации состоит в том, чтобы свести задачу обнаружения ВВ к задаче обнаружения более простых молекул, спектроскопические свойства которых хорошо изучены и которые имеют четко выраженные резонансы.

Выбор молекулы N0 в качестве характеристического фрагмента имеет ряд преимуществ. Во-первых, именно нитрогруппа определяет детонационные свойства наиболее распространенных ВВ и является их характерным компонентом. Во-вторых, функциональная группа (С—Ы02, N—N02, О—Ж)2) имеет наименьшую энергию связи, и в процессе фотофрагментации вероятно появление МО-фрагментов. В-третьих, молекулы ВВ имеют широкий спектр и высокое сечение поглощения (фрагментации) в окрестности полосы спектра возбуждения Ж)-фрагментов, что позволяет использовать один и тот же источник излучения и для фрагментации и для возбуждения фрагментов.

Таким образом, целью диссертационной работы является исследование возможности дистанционного обнаружения паров ВВ в атмосфере на основе лидарного принципа с использованием одночастотного лазерного фотолиза и эффекта лазерно-индуцированной флуоресценции (ЛИФ) МО-фрагментов.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- построение математической модели двухступенчатого процесса фотофрагментации (фотолиза) молекул взрывчатых веществ с последующим лазерным возбуждением флуоресценции фрагментов оксида азота;

- получение лидарного уравнения, позволяющего рассчитать величину лидарного отклика, возникающего в результате двухступенчатого процесса фотофрагментации молекул взрывчатых веществ с последующим лазерным возбуждением флуоресценции МО-фрагментов из второго колебательного состояния;

- определение требований к компонентам лидарной системы обнаружения паров ВВ в атмосфере;

- создание макета лидарного обнаружителя;

- экспериментальное исследование возможности использования метода обнаружения паров ВВ в атмосфере на основе одночастотного лазерного фотолиза с последующим возбуждением ЫО-фрагментов из второго колебательного состояния на дистанциях более 10 метров.

Научная новизна работы заключается в следующем.

Впервые построена модель двухступенчатого процесса фотофрагментации (фотолиза) молекул взрывчатых веществ с последующим лазерным возбуждением флуоресценции фрагментов оксида азота и получено лидарное уравнение для этого процесса. Показано, что для рассматриваемого двухступенчатого процесса величина принимаемого лидарного сигнала зависит от плотности энергии лазерного импульса. При этом оказывается, что для достижения максимальной эффективности процесса обнаружения необходимо обеспечить оптимальную плотность энергии зондирующего излучения в контролируемом объеме;

Впервые обнаружено, что С^-ветви антистоксова колебательно-вращательного спектра комбинационного рассеяния (КР) на основных составляющих атмосферы (азота и кислорода), находящиеся вблизи полосы флуоресценции МО-фрагментов (236 нм), могут быть источником помехи, ограничивающей чувствительность лидарного обнаружителя ВВ. Было показано, что эта причина ограничения чувствительности, не являются принципиальной поскольку (^-ветви антистоксоваколебательно-вращательного спектра КР азота и кислорода не перекрываются с полосой флуоресценции N0. Оценки) показывают, что повышение спектрального разрешения прибора приведет к многократному снижению уровня шума.

Впервые была экспериментально доказана возможность использования метода обнаружения паров ВВ в атмосфере на основе одночастотного лазерного фотолиза с последующим . возбуждением Ж>фрагмеитов из второго колебательного состояния на дистанциях более 10 метров при чувствительности обнаружения — 70 рр1.

Впервые в задачах дистанционногообнаружения паров нитросоединений. в атмосфере в качестве источника излучения .был использован эксимерный лазер на среде КгР, генерирующий узкую линию (2 пм) на краю контура усиления.

Научная ценность результатов диссертационной работы. ,

Выводы и опыт, полученные в результате теоретической! проработки и экспериментальной апробации метода обнаружения паров ВВ, являются; уникальными и могут быть использованы при; разработке лидарных обнаружителей паров ВВ следующего поколения. .

В . ходе выполнения работы было получено лидарное уравнение, позволяющее, рассчитывать величину лидарного отклика, возникающего в результате двухступенчатого процесса фотофрагментации молекул взрывчатых веществ с последующим лазерным возбуждением флуоресценции фрагментов оксида азота из второго колебательного состояния.

Экспериментально подтверждена возможность обнаружения паров взрывчатых веществ лидарным методом на дальности 13 м при температуре 23°С.

Практическая значимость результатов диссертационной работы определяется возможностью использования результатов данной работы при создании лидарных систем для дистанционного обнаружения паров нитросоединений (в том числе взрывчатых) в атмосфере.

Полученное лидарное уравнение для двухступенчатого процесса фотофрагментации молекул взрывчатых веществ с последующим лазерным возбуждением флуоресценции фрагментов оксида азота позволяет, опираясь на спектроскопическую информацию и параметры аппаратуры, проводить оценку ожидаемого уровня сигнала для конкретного нитросоединения.

Полученная зависимость величины принимаемого лидарного сигнала от плотности энергии лазерного импульса позволяет оптимальным образом подобрать размер перетяжки сфокусированного лазерного излучения в контролируемой области и необходимую энергию лазерного импульса для достижения максимальной эффективности процесса обнаружения.

Использование разработанного макета лидарного обнаружителя паров ВВ позволяет дистанционно (на расстоянии более 10 м) обнаруживать пары тротила при температуре 23°С. Регистрация гексогена возможна, если концентрация его паров не менее 70 ppt.

Внедрение результатов работы.

Результаты диссертационной работы апробированы и внедрены в Институте химико-энергетических технологий СО РАН и могут быть использованы для разработки аппаратуры для Федеральной службы безопасности Российской Федерации и Института нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука СО РАН.

Апробация работы.

Материалы диссертации в полном объеме опубликованы в научной печати, в том числе 2 статьи опубликованы в научных журналах, включенных в перечень ВАК. Имеется один патент на полезную модель.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на VII школе-семинаре молодых ученых «Современные проблемы физики, технологии и инновационного развития» (Томск, 2005); V Международной школе молодых ученых и специалистов «Физика окружающей среды» (Томск, 2006); 39th International Annual Conference "Energetic materials -Characterisation, Modelling and Validation" (Германия, 2008); Fraunhofer Symposium Future Security, 3rd Security Research Conference (Германия, 2008); 40th International Annual Conference of ICT "Energetic materials - Characterisation, Modelling and Validation" (Германии, 2009); Молодежной научной конференции Томского государственного университета 2009 г. (Томск, 2009); III Всероссийской молодежной школе-семинаре с международным участием «Инновационные аспекты фундаментальных исследований по актуальным проблемам физики» (Москва 2009); Eighth International Symposium on Special Topics in Chemical Propulsion "Advancements in energetic materials & chemical propulsion" (ЮАР, 2009); 25th International Laser Radar Conference (Санкт-Петербург, 2010); V International Workshop HEMs-2010 "High Energy Materials: Demilitarization, Antiterrorism And Civil Applications" (Бийск, 2010); 3-я Международной научно-практической конференции Актуальные проблемы радиофизики «АПР-2010» (Томск, 2010). ,

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из ведения, трех глав, заключения, списка литературы, содержащего 100 наименований цитируемой литературы. Общий объем диссертации, включая иллюстрации и таблицы, составил 140 машинописных страниц.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, изложены новые научные результаты и положения, выносимые на защиту.

В первой главе дана краткая характеристика объекта обнаружения — взрывчатых веществ. Выполнен обзор существующих на сегодняшний день оптических методов обнаружения ВВ. Проведен сравнительный анализ свойственных им достоинств и недостатков, на основании которого выбран метод, наиболее перспективный в смысле построения на его основе системы, способной обеспечить проведение дистанционного обнаружения паров ВВ в атмосфере.

Во второй главе работы рассматривается лидарный метод обнаружения паров ВВ на основе одночастотного лазерного фотолиза и лазерно-индуцированной флуоресценции ИО-фрагментов. Дано краткое описание метода обнаружение на основе одночастотного лазерного фотолиза и ЛИФ N0-фрагментов, описан принцип применения метода в лидарной схеме. Дано математическое описание двухступенчатого процесса фотофрагментации молекул ВВ с последующим лазерным возбуждением флуоресценции МО-фрагментов и получено лидарное уравнение для этого процесса. Произведена оценка эффективности процесса обнаружения паров ВВ. Рассмотрен комплекс вопросов влияния атмосферных факторов на работу лидарного обнаружителя паров ВВ. Произведен расчет уровня сигнала и определены технические требования к оптическим компонентам. Определен критерий обнаружения. В соответствии с критерием обнаружения рассчитано время обнаружения паров ВВ в зависимости от дальности обнаружения. Рассмотрены вопросы, связанные с аппаратурной реализацией лидарного обнаружителя паров ВВ.

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию характеристик лидарного обнаружителя. Приводятся данные экспериментального определения рабочего положения линии возбуждающего излучения. Дано описание и приведены результаты апробации макета лидарного обнаружителя при обнаружении паров тротила и тротил-гексогена. Описана методика оценки чувствительности лидарного обнаружителя паров ВВ. Приведены результаты экспериментальной оценки предельной чувствительности лидарного обнаружителя.

В заключении приводятся основные результаты, полученные в диссертационной работе.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Для достижения максимальной эффективности процесса обнаружения необходимо обеспечить оптимальную плотность энергии зондирующего излучения в контролируемом объеме. Для паров тротила она составляет около 210 мДж/см2, для паров гексогена — 240 мДж/см2 и не зависит от их концентрации.

2. Повышение плотности мощности зондирующего лазерного пучка до 108 л

Вт/см приводит к возникновению шума за счет образования возбужденных молекул N0, N2 и Ог из основных компонентов воздуха (Ог, N2) в результате многофотонных процессов.

3. Антистоксово комбинационное рассеяние на основных компонентах атмосферы (Ог, N2) ограничивает чувствительность метода обнаружения нитросоединений на основе одночастотного лазерного фотолиза с последующим возбуждением М>фрагментов из второго колебательного состояния на уровне 5 ррЬ. Для достижения чувствительности близкой к теоретическому пределу необходимо осуществлять спектральное разделение СЬветвей азота и кислорода и полосы флуоресценции N0.

Достоверность и обоснованность результатов диссертационной работы обеспечивается строгостью используемых математических постановок задач, корректным использованием аналитических методов расчета, теоретическим обоснованием полученных результатов и выводов. Подтверждается согласованием с физическими представлениями о распространении оптического излучения в атмосфере, а также согласием с экспериментальными данными, представленными в работах других авторов.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю — кандидату физико-математических наук С.М. Бобровникову, а также доктору физико-математических наук И.В. Самохвалову за поддержку и помощь в работе. Особую благодарность автор выражает доктору физико-математических наук В.Ф. Лосеву, кандидату физико-математических наук Ю.Н. Панченко, кандидату физико-математических наук А.И. Надееву, сотрудникам Инновационного центра ИОА СО РАН O.A. Рынкову и К.А. Рынкову, младшему научному сотруднику ЛЛС ИОА СО РАН В.И. Жаркову за неоценимую помощь в создании лидарной системы, академику Г.В. Саковичу, доктору физико-математических наук А.Б. Ворожцову, доктору физико-математических наук A.A. Павленко за плодотворное сотрудничество при проведении экспериментальных исследований. Автор выражает благодарность сотрудникам ЛЛС ИОА СО РАН за поддержку и помощь в оформлении диссертации.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Горлов, Евгений Владимирович

Основные результаты, представленные в диссертации, опубликованы в работах [96], [97], [98], [99], [100].

Заключение

В соответствии с поставленной целью исследована возможность дистанционного обнаружения паров ВВ в атмосфере на основе лидарного принципа с использованием одночастотного лазерного фотолиза и эффекта лазерно-индуцированной флуоресценции МО-фрагментов. Ниже сформулированы основные результаты и выводы, полученные в ходе выполнения работы.

1. Получена модель, описывающая двухступенчатый процесс фотофрагментации молекул ВВ с последующим лазерным возбуждением флуоресценции МО-фрагментов. На основе модели получено лидарное уравнение для рассматриваемого процесса «фотофрагментация - ЛИФ», которое позволяет, опираясь на спектроскопическую информацию и параметры аппаратуры, проводить оценки ожидаемого уровня сигнала для конкретного нитросоединения.

2. Исследована зависимость эффективности обнаружения от плотности энергии лазерного импульса. Выяснено, что для достижения максимальной эффективности обнаружения необходимо обеспечить оптимальную плотность энергии зондирующего импульса в контролируемом объеме.

3. Установлено, что повышение плотности мощности зондирующего

8 2 лазерного пучка до 10 Вт/см приводит к возникновению шума за счет образования возбужденных молекул N0, N2 и О2 из основных компонентов воздуха (азота и кислорода) в результате многофотонных процессов.

4. Показано, что О-ветви антистоксова колебательно-вращательного спектра комбинационного рассеяния азота и кислорода являются непринципиальными ограничителями чувствительности лидарного обнаружителя паров ВВ, и если не принимать меры по их разделению с полосой флуоресценции МО-фрагментов (236 нм), то чувствительность окажется ограниченной на уровне 5 ррЬ.

5. Экспериментально доказана возможность использования метода обнаружения паров ВВ в атмосфере на основе одночастотного лазерного фотолиза и ЛИФ МО-фрагментов на дистанциях более 10 метров при чувствительности обнаружения около 70 рр1.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Горлов, Евгений Владимирович, 2010 год

1. Simeonsson J.B., SausaR.C. A critical review of laser photo fragmentation/fragmentdetection techniques for gas phase chemical analysis // Appl. Spectrosc. Rev. 1996. V. 31, N1. P. 1-72.

2. Lemire G.W., Simeonsson J.B., Sausa R.C. Monitoring of vapor-phase nitrocompounds using 226 nm radiation: fragmentation with subsequent NO resonance-enhanced multiphoton ionization // Anal. Chem. 1993. V. 65, N 5. P. 529-533.

3. Wu D., Singh J.P., Yueh F.Y., Monts D.L. 2,4,6-Trinitrotoluene detection by laserphotofragmentation-laser-induced fluorescence // Appl. Opt. 1996. V. 35, N21. P.3998-4003.

4. United Nations Economic Commission for Europe Электронный ресурс. URL: http://www.unece.org.

5. Existing and potential standoff explosives detection techniques. Committee of the

6. Review Existing and Potential Standoff Explosives Detection Techniques. Washington DC: The National Academies Press. 2004. 148 p.

7. United Nations Электронный ресурс. URL: http://www.un.org.

8. GlobalSecurity.org. Reliable Security Information Электронный ресурс. URL: http://www.globalsecurity.org.

9. Аксёнов B.A., Кихтенко A.B., Ковригина B.C., Химичев В.А. Обнаружениевзрывчатых веществ с использованием аппаратуры газового анализа: учебное пособие. Новосибирск: Сибирский филиал ГУ НПО «Специальная техника и связь» МВД России. 2001.

10. Thiesen L., Hannum D.W., Murray D.W., Parmeter J.E. Survey of Commercially

11. Available Explosives Detection Technologies and Equipment 2004. Washington: U.S. Department of Justice, 2005.

12. 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.

13. Хинкли Э.Д. Лазерный контроль атмосферы. М.: Мир, 1979. - 416 с. 12Pristera F., Halik М., Castelli A., Fredericks W. Analysis of Explosives Using Infrared Spectroscopy // Analyt. Chem. 1960. V. 32, N 4. P. 495-508.

14. Janni J., Gilbert B.D., Field R.W., Steinfeld J.I. Infrared absorption of explosive molecule vapors // Spectrochim. Acta. Part A. 1997. V. 53, N 9. P. 375-1381.

15. McNesby K.L., Pesce-Rodriguez R.A. Applications of Vibrational Spectroscopy in the Study of Explosives // In: Handbook of Vibrational Sprctroscopy. Eds. J.M. Chalmers, P.R. Griffiths. West Sussex, UK: John Wiley and Sons, 2002.

16. Hong T.Z., Tang C.P., Lin K., Yinon J. // Proc. Of the 4th Int. Symp. Anal. Detect. Explos. 1992. - London. - P. 145-152.

17. Tung Y.S., Mu R., Henderson D.O., Curby W.A. Diffusion Kinetics of TNT in Acrylonitrile-Butadiene Rubber via FT-IR/ATR Spectroscopy // Appl. Spectrosc. 1997. V. 51, N2. P. 171-177.

18. Henderson D.O., Silberman E., Chen N., Snyder F.W. Adsorption Kinetics of EGDN on ZnO by Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy // Appl. Spectrosc. 1993. V. 47, N 4. P. 528-32

19. Henderson D.O., Mu R., Tung Y.S., Huston G.C. Decomposition Kinetics of EGDN on ZnO by Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy. // Appl. Spectrosc. 1995. V. 49, N 4. P. 444-450.

20. Usachev A.D., Miller T.S., Singh J.P., Fang-Yu Yueh, Ping-Rey Jang, Monts D.L. Optical Properties of Gaseous 2,4,6-Trinitrotoluene in the Ultraviolet Region // Appl. Spectrosc. 2001. V. 55, N 2. P. 125-129.

21. Claspy P.C., Pao Y-H., Kwong S., Novov E. Laser optoacoustic detection of explosive vapors // Appl. Opt. 1976. V. 15, N 6. P. 1506-1509.

22. Crane R.A. Laser optoacoustic absorption spectra for various explosive vapors // Appl. Opt. 1978. V. 17, N 13. P. 2097-2102.

23. Fulghum S.F., Tilleman M.M. Interferometric calorimeter for the measurement of water-vapor absorption//J. Opt. Soc. Am. 1991. V. 8, N 12. P. 2401-2413.

24. Fulghum S.F. Detection of Explosives Vapor at the PPT Level with a Laser Interferometric Calorimeter, Rep. SRL-05-F-1993, Sci. Res. Lab., Inc., Somerville, MA. 1993.

25. Paldus B.A., Kachanov A.A. An historical overview of cavity-enhanced methods // Can. J. Phys. 2005. V. 83, N 10. P. 975-999.

26. Malicet J., Daumont D., Charbonnier J., Parisse C., Chakir A., Brion J. Ozone UV spectroscopy. II. Absorption cross-sections and temperature dependence // J. Atmos. Chem. 1995. V. 21, N 3. P. 263-273.

27. Steinfeld J.I., Wormhoudt J. Explosives detection: A challenge for physical chemistry // Ann. Rev. Phys. Chem. 1998. V. 49. P. 203-232.

28. Lacey R.J. Direct non-destructive detection and identification of contraband using Raman microscopy // IEE Conf. Publ. 1995. V. 1995, N CP408. P. 138-141.

29. Shardanand, Prasad Rao A.D. Collision-induced absorption of O2 in the Herzberg continuum //J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 1977. V. 17, N 3. P. 433^139.

30. McFarlane J., Polanyi J.C., Shapter J.G. Photodissociation Dynamics of NO2 at 248 nm // J. Photochem. & Photobiol. A. 1991. V. 58, N 2. P. 139-172.

31. 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.

32. 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.

33. Schulz C., Yip B., Sick V., Wolfram J. A laser-induced fluorescence scheme for imaging nitric oxide in engines // Chem. Phys. Lett. 1995. V. 242, N 3. P. 259-264.

34. Carter J.C., Scaffidi J., Burnett S., Vasser В., Sharma S.K., Angel S. M. Stand-off Raman Detection Using Dispersive and Tunable Filter Based Systems // Spectrochimica Acta Part A. 2005. V. 61, N 10. P. 2288-2298.

35. Buck A.L. New equations for computing vapor pressure and enhancement factor // J. Appl. Meteorol. 1981. V. 20, N 12. P. 1527-1532.

36. Nee J.B., Juan C.Y., Hsu J.Y., Yang J.C., Chen W.J. The electronic quenching rates of NO(A2Z+, v=0—2) // Chem. Phys. 2004. V. 300, N 1-3. P. 85-92.

37. Zhang R., Crosley D.R. Temperature dependent quenching of A2Z+ NO between 215 and 300 К // J. Chem. Phys. 1995. V. 102, N 19. P. 7418-7424.

38. Counterterrorist detection techniques of explosives // Ed. Jehuda Yinon. N.Y.: Elsevier, 2007. 454 p.

39. Munson C.A., Gottfried J.L., De Lucia F.C., Jr., McNesby K.L., Miziolek A.W. Laser-Based Detection Methods for Explosives // Army Reseach Lab Aberdeen Proving Ground MD Weapons and Materials Research Directorate. Rep. № ADA474060. 2007. 76 p.

40. Steinfeld J.I., Wormhoudt J. Explosives detection: A challenge for physical chemistry // Ann. Rev. Phys. Chem. 1998. V. 49. P. 203-232.

41. Nee J.B., Juan C.Y., Hsu J.Y., Yang J.C., Chen W.J. The electronic quenching rates of NO(A2£+, v=0—2) // Chem. Phys. 2004. V. 300, N 1-3. P. 85-92.

42. Емельянов В.И., Коротеев Н.И. Эффект гигантского комбинационного рассеяния света молекулами, адсорбированными на поверхности // Успехи физ. наук. 1981. Т. 135, № 2. С. 345-361.

43. Fleischmann М., Hendra P.J., McQuillan A.J. Raman spectra of pyridine adsorbed at a silver electrode // Chem. Phys. Lett. 1974. V. 26, N 2. P. 163-166.

44. Luque J., Crosley D.R. Transition probabilities and electronic transition moments of the А2Е+-Х2П and П2Е+-Х2П systems of nitric oxide // J. Chem. Phys. 1999. V. Ill, N 16. P. 7405-7415.

45. Smith E., Dent G. Modern Raman Spectroscopy: a Practical Approach. Hoboken, NJ: J. Wiley, 2005.210 р.

46. Raman spectroscopy of gases and liquids. Ed. by A.Weber. — Berlin Heidelberg, New York: Springer Verlag, 1979.

47. Kiefer W., Topp J.A. Method for Automatic Scanning of the Depolarization Ratio in Raman Spectroscopy // Appl. Spectrosc. 1974. V. 28, N 1. P. 26-34.

48. Blanco A., Pacheco-Londono L.C., Pena-Quevedo A.J., Hernandez-Rivera S.P. UV Raman detection of 2,4-DNT in contact with sand particles // Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. 2006. V. 6217. P. 621737.

49. Comanescu G., Manka C.K., Grun J., Nikitin S., Zabetakis D. Identification of Explosives with Two-Dimensional Ultraviolet Resonance Raman Spectroscopy // Appl. Spectrosc. 2008. V. 62, N 8. P. 833-839.

50. Lacey R.J., Hayward I.P., Sands H.S., Batchelder D.N. Characterisation and Identification of Contraband Using UV Resonant Raman Spectroscopy // Proc. SPIE. 1997. V. 2937. P. 100-105.

51. Sands H.S., Hayward I.P, Kirkbride Т.Е., Bennett R., Lacey R.J., Batchelder D.N. UV-Excited Resonance Raman Spectroscopy of Narcotics and Explosives // Journal of Forensic Sciences. 1998. V. 43, N3. P. 509-513.

52. Nagli L., Gaft M. Raman Scattering Spectroscopy for Explosives Identification // Proc. SPIE. 2007. V. 6552. P. 65520Z.

53. Christesen S.D., Lochner J.M., Hyre A.M., Emge D.K., Jones J.P. UV Raman Spectra and Cross Section of Chemical Agents // Proc. SPIE. 2006. V. 6218. P. 621809.

54. Правилов A. M. Фотопроцессы в молекулярных газах. М.: Энергоатомиздат, 1992.

55. Wu M., Ray M., Fung K.H., Ruckman M.W., Harder D., Sedlacek A.J. Stand-off Detection of Chemicals by UV Raman Spectroscopy // Appl. Spectrosc. 2000. V. 54, N 6. P. 800-806.

56. Phifer C.C., Schmitt R.L., Thorne L.R., Hargis P. Jr., Parmeter J.E. Studies of the laser-induced fluorescence of explosives and explosive compositions // Sandia National Lab. Albuquerque, NM (USA). ReP. SAND2006-6697. 2006. 70 p.

57. Акципетров О. А. Гигантские нелинейно-оптические явления на поверхности металлов // Соросовский образовательный журнал. 2001. Т. 7, № 7. С. 109-116.

58. EIC Laboratories Электронный ресурс. — URL: http://www.eiclabs.com.

59. Hasue К, Nakahara S, Morimoto J, Yamagami T, Okamoto Y, Miyakawa T. Photoacoustic spectroscopy of some energetic materials // Propellants Explos. Pyrotech. 1995. V. 20, N 4. P. 187-191.

60. Steinfeld J.I., Wormhoudt J. Explosives detection: A challenge for physical chemistry // Ann. Rev. Phys. Chem. 1998. V. 49. P. 203-232.

61. Phifer C.C., Schmitt R.L., Thorne L.R., Hargis P. Jr., Parmeter J.E. Studies of the laser-induced fluorescence of explosives and explosive compositions // Sandia National Lab. Albuquerque, NM (USA). ReP. SAND2006-6697. 2006. 70 p.

62. Cabalo, J.; Sausa, R. Detection of Hexahydro-l,3,5-trinitrol,3,5-triazine (RDX) by Laser Surface PhotofragmentationFragment Detection Spectroscopy // Appl. Spectrosc. 2003. V. 57, N 9. P. 1196-1199.

63. Lemire, G. W.; Simeonsson, J. В.; Sausa, R. C. Monitoring of vapor-phase nitro compounds using 226-nm radiation: fragmentation with subsequent NO resonance-enhanced multiphoton ionization detection // Anal. Chem. 1993. V. 65, N 5. P. 529533.

64. Sausa R. C., Swayambunathan V., Singh G. Detection of Energetic Materials by Laser Photofragmentation/Fragment Detection and Pyrolysis/Laser-Induced Fluorescence. ARL-TR-2387. U.S. Army Research Laboratory: Aberdeen Proving Ground, MD, 2001.

65. Arusi-Parpar Т., Heflinger D., Lavi R. Photodissociation Followed by Laser-Induced Fluorescence at Atmospheric Pressure and 24 °C: A unique Scheme for Remote Detection of Explosives // Appl. Opt. 2001. V. 40, N 36. P. 6677-6681.

66. Wu D., Singh J.P., Yueh F.Y., Monts D.L. 2,4,6-Trinitrotoluene detection by laser-photofragmentation-laserinduced fluorescence // Appl. Opt. 1996. V. 35, N 21. P. 3998-4003.

67. Heflinger D., Arusi-Parpar Т., 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.

68. Stand-off Detection of Suicide Bombers and Mobile Subjects. Ed. by H.Schubert, A.Rimski-Korsakov. Dordrecht, The Netherlands: Springer, 2006.

69. DeLucia Jr. F.C., Harmon R.S., McNesby K.L., Winkel Jr. R.J., Miziolek A.W. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy Analysis of Energetic Materials // Appl. Opt. 2003. V. 42, N 30. P. 6148-6152.

70. Gronlund, R., Lundqvist M., Svanberg S. Remote imaging laser-induced breakdown spectroscopy and remote cultural heritage ablative cleaning // Opt. Lett. 2005. V. 30, N21. P. 2882-2884.

71. Зуев B.E., Банах В.А., Покасов B.B. Оптика турбулентной атмосферы. JL: Гидрометеоиздат, 1988. 270 с.

72. Делоне Н.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. М.: Наука, 1989.

73. Portnov A, Rosenwaks S, Bar I. Detection of particles of explosives via backward coherent anti-Stokes Raman spectroscopy // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 93, N 4. P. 041115.

74. Katz O., Natan A., Silberberg Y., Rosenwaks S. Standoff detection of trace amounts of solids by nonlinear Raman spectroscopy using shaped femtosecond pulses // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92, N 17. P. 171116.

75. Li H., Harris D.A., Xu B., Wrzesinski P.J., Lozovoy V.V., Dantus M. Coherent mode-selective Raman excitation towards standoff detection // Opt. Express. 2008. V. 16, N8. P. 5499-5504.

76. Li H., Harris D.A., Xu B., Wrzesinski P.J., Lozovoy V.V., Dantus M. Standoff and arms-length detection of chemicals with single-beam coherent anti-Stokes Raman scattering // Appl. Opt. 2009. V. 48, N 4. P. B17-B22.

77. Steinfeld J.I., Wormhoudt J. Explosives detection: A challenge for physical chemistry // Ann. Rev. Phys. Chem. 1998. V. 49. P. 203-232.

78. Simeonsson J.B., SausaR.C. A critical review of laser photofragmentation/fragment detection techniques for gas phase chemical analysis // Appl. Spectrosc. Rev. 1996. V. 31, N l.P. 1-72.

79. Wu C. J., Fried L. E. Ab initio study of RDX decomposition mechanisms // J. Phys. Chem. A. 1997. V. 101, N 46. P. 8675-8679.

80. Kuklja M.M., Kunz A.B. Electronic structure of molecular crystals containing edge dislocations // J. Appl. Phys. 2001. V. 89, N 9. P. 4962-4970.

81. Chakraborty D., Muller R.P., Dasgupta S., Goddard W.A. III. Mechanism for unimolecular decomposition of HMX (l,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetrazocine), an ab initio study // J. Phys. Chem. A. 2001. V. 105, N 8. P. 1302-1314.

82. Cabalo J., Sausa R. Trace detection of explosives with low vapor emissions by laser surface photofragmentation-fragment detection spectroscopy with an improved ionization probe // Appl. Opt. 2005. V. 44, N 6. P. 1084-1091.

83. Handbook of bond dissociation energies in organic compounds / Luo Y.-R. Boca Raton: CRC Press, 2003. - 380 p.

84. Уэйн P. Основы и применения фотохимии. М.: Мир. 1981.

85. United States Patent № 5728584 G01N 33/00, 33/22, 21/63, Method for detecting nitrocompounds using excimer laser radiation / Sausa R.C., Simeonsson J.B., Lemire G.W., March 17, 1998.

86. SenGupta S., Upadhyaya H.P., Kumar A., Dhanya S., Naik P.D., Bajaj P. Photodissociation dynamics of nitrotoluene at 193 and 248 nm: Direct observation of OH formation // Chem. Phys. Lett. 2008. V. 452, N 4-6. P. 239-244.

87. Galloway D.B., Bartz J.A., Huey L.G., Crim F.F. Pathways and Kinetic Energy Disposal in the Photodissociation of Nitrobenzene // J. Chem. Phys. 1993. V. 98, N 3. P. 2107-2114.

88. Galloway D.B., Glenewinkel-Meyer Т., Bartz J.A., Huey L.G., Crim F.F. The Kinetic and Internal Energy of NO from the Photodissociation of Nitrobenzene // J. Chem. Phys. 1994. V. 100, N 3. P. 1946-1952.

89. Lin M.-F., Lee Y.T., Ni C.-K., Xu S., Lin M.C. Photodissociation dynamics of ■ nitrobenzene and o-nitrotoluene // J. Chem. Phys. 2007. V. 126, N 6. P. 064310.

90. Leu G.-H., Chen I.-C. Distributions of rovibrational states of secondary product NOо

91. I from photodissociation of nitric acid at 193 nm // J. Chem. Phys. 1997. V. 107, N18. P. 7223-7229.

92. Myers T.L., Forde N.R., Ни В., Kitchen D.C., Butler L.J. The influence of local electronic character and nonadiabaticity in the photodissociation of nitric acid at 193 nm// J. Chem. Phys. 1997. V. 107, N14. P. 5361-5373.

93. Kosmidis C., Ledingham K.W.D., Clark A., Marshall A., Jennings R., Sander J., Singhal R.P. On the dissociation pathways of nitrobenzene // Inter. J. Mass. Spectrom. Ion Processes. 1994. Y. 135, N 2-3. P. 229-242.

94. Лазерная система для дистанционного обнаружения взрывчатых веществ: свидетельство №75242 Рос. Федерация. №2008110562; заявл. 19.03.2008; опубл. 27.07.2008 Бюл. № 21.

95. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И. Дистанционное обнаружение паров взрывчатых веществ в атмосфере // Изв. вузов. Физика. 2010. № 9/3. С. 32-34.

96. Бобровников С.М., Горлов Е.В. Лидарный метод обнаружения паров взрывчатых веществ в атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 12. С.1055-1061.