В ФИАН создано устройство, позволяющее предсказывать взрывы в угольных шахтах

• 
• Создано устройство, позволяющее предсказывать взрывы в угольных шахтах

Ученые из Физического института имени Лебедева (ФИАН) создали прототип быстродействующего лазерного спектрометра, при помощи которого можно предсказывать взрывы, выбросы метана в шахтах и другие катастрофических явлений, при которых скорость и точность детектирования газов критически важна.

В таких областях как медицина, экология, химия, геологическая разведка и добыча природных ресурсов, предупреждение техногенных катастроф очень важно точное детектирование газовых примесей. Для этого обычно используются оптические (спектроскопические) методы, в которых примеси распознаются по поглощению ими лазерного излучения. Среди лазерных методов спектрального анализа газов активно развивается спектроскопия внутрирезонаторного затухания, которая основана на измерении времени затухания излучения. Этот принцип лег в основу оптических схем измерений поглощения, где спектр выявляют по амплитуде или фазе излучения в резонаторе. Наиболее популярной стала схема, в которой регистрируется не затухание света на каждой длине волны, а интегральный сигнал, поэтому метод получил название integrated cavity output spectroscopy (ICOS) — спектроскопия интегрального внутрирезонансного выхода.

Серьезным препятствием на пути развития таких систем становятся флуктуации проходящего через резонатор сигнала. Они появляются из-за рассогласования частот лазерного излучения и собственных частот резонансных ячеек (в некоторых случаях флуктуации могут доходить до 100 процентов). Существуют разные варианты решения этой проблемы, однако все они основаны нв усреднении сигнала по времени или частоте, что приводит к более медленному детектированию сигнала.

Ученые из ФИАН предложили новый подход к устранению этой трудности, который получил название «метод R-ICOS» (reflection integrated cavity output spectroscopy). Световой сигнал, полученный методом ICOS, комбинируется с сигналом излучения, отраженным от резонатора. При этом вместо одного лазерного луча, как принято в ICOS, здесь участвуют три пучка. Они проходят через внешний резонатор с поглощающей средой и отражаются от него. Как сообщает пресс-служба ФИАН, при помощи нового устройства спектры поглощения можно регистрировать за короткое время — до 320 микросекунд, а чувствительность детектирования является более высокой, чем ранее.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.