Том 36, номер 05, статья № 11

Аннотация:

Представлена математическая модель процесса лазерно-индуцированной флуоресценции молекул оксида фосфора (PO), на основе которой получены зависимости интенсивности флуоресценции молекул PO от энергетических и временных параметров возбуждающего лазерного излучения. Установлено, что зависимость величины сигнала флуоресценции PO от плотности энергии возбуждающего излучения имеет вид кривой насыщения; зависимость от длительности импульсов в условиях реальной атмосферы имеет локальный максимум. Показано, что с уменьшением плотности энергии возбуждающего излучения происходит уменьшение оптимальной длительности импульсов.

Ключевые слова:

органофосфаты, лазерная фрагментация, оксид фосфора, PO-фрагменты, лазерно-индуцированная флуоресценция

Список литературы:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. Bisson S.E., Headrick J.M., Reichardt T.A., Farrow R.L., Kulp T.J. A two-pulse, pump-probe method for short-range, remote standoff detection of chemical warfare agents // Proc. SPIE. 2011. V. 8018. P. 80180Q-1–7.
12. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И., Сафьянов А.Д. Лазерно-индуцированная флуоресценция PO-фотофрагментов органофосфатов // Оптика атмосферы и океана. 2022. Т. 35, № 8. С. 613–618; 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. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И. Оценка предельной чувствительности метода лазерной фрагментации/лазерно-индуцированной флуоресценции при обнаружении паров нитросоединений в атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 11. С. 948–955.
14. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И., Панченко Ю.Н., Пучикин А.В. Экспериментальное исследование динамики процесса лазерной фрагментации паров нитробензола и пара-нитротолуола // Оптика атмосф. и океана. 2023. Т. 36, № 1. С. 73–77.
15. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И. Оценка эффективности лазерного возбуждения молекул оксида фосфора // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 4. С. 302–311; Bobrovnikov S.M., Gorlov E.V., Zharkov V.I. Estimation of the efficiency of laser excitation of phosphorus oxide molecules // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 4. P. 302–312.
16. 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; 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.
17. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И., Мурашко С.Н. Оценка эффективности лазерного возбуждения перехода B²Σ⁺ (v¢ = 0) - X²Π (v¢¢ = 0) оксида фосфора // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 5. С. 361–368.
18. 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, N 17. P. 3994–3998.
19. 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. 678–680.
20. 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.
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.
22. 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.
23. 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.
24. Measures R.M. Lidar equation analysis allowing for target lifetime, laser pulse duration, and detector integration period // Appl. Opt. 1977. V. 16, N 4. P. 1092–1103.
25. Panchenko Y., Puchikin A., Yampolskaya S., Bobrovnikov S., Gorlov E., Zharkov V. Narrowband KrF laser for lidar systems // IEEE J. Quantum Electron. 2021. V. 57, N 2. P. 1–5.
26. Перестраиваемые импульсные Ti:sapphire-лазеры с узкой линией генерации [Электронный ресурс]. URL: https: // solarlaser.com / devices / narrow-linewidth-ti-sapphire-laser-model-lx329/ (дата обращения: 28.02.2023).
27. Long S.R., Sausa R.C., Miziolek A.W. LIF studies of PO produced in excimer laser photolysis of dimethyl methyl phosphonate // Chem. Phys. Lett. 1985. V. 117, N 5. P. 505–510.
28. Wong K.N., Anderson W.R., Kotlar A.J., DeWilde M.A., Decker L.J. Lifetimes and quenching of B²Σ⁺ PO by atmospheric gases // J. Chem. Phys. 1986. V. 84, N 1. P. 81–90.
29. Long S.R., Christesen S.D., Force A.P. Rate constant for the reaction of PO radical with oxygen // Chem. Phys. Lett. 1985. V. 84, N 10. P. 5965–5966.