Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Известно, что достигнутый уровень чувствительности и селективности существующих единичных экспериментальных образцов лидарных систем для дистанционного обнаружения паров и следов высокоэнергетических материалов (ВЭМ) не достаточно высок для практического применения. При этом наиболее чувствительным методом дистанционного обнаружения ВЭМ является метод одночастотной моноимпульсной лазерной фрагментации/лазерно-индуцированной флуоресценции (ЛФ/ЛИФ). Как показал анализ литературных данных, и других источников информации сама идея ЛФ/ЛИФ позволяет, в принципе, добиться очень высокой чувствительности к обнаружению паров высокомолекулярных соединений при условии использования оптимального алгоритма оптического воздействия, как на саму молекулу, так и на продукты её фрагментации. В рамках выполнения проекта предлагается осуществить поиск оптимального алгоритма оптического воздействия за счёт использования многоимпульсного и многочастотного ступенчатого возбуждения процесса ЛФ/ЛИФ. При этом задача создания такого алгоритма сводится к правильному выбору оптимальной последовательности моментов времени воздействия и частот возбуждения. Как показывают оценки, применение двухчастотного ступенчатого механизма возбуждения ЛИФ NO-фрагментов ВЭМ, позволяет повысить селективность и чувствительность метода на несколько порядков. При этом для определения условий оптимального возбуждения фрагментов необходимо учесть особенности кинетики многоступенчатого процесса «фотофрагментация–флуоресценция», также как и принять во внимание отличие спектроскопических свойств NO-фрагментов ВЭМ от свойств молекул фонового оксида азота и свойств NO-фрагментов, продуктов побочного фотолиза молекул фонового диоксида азота. В результате проведённых экспериментов и теоретических оценок было установлено, что основными каналами фрагментации молекул азотсодержащих ВЭМ при использовании для фрагментации лазерного излучения среднего и дальнего УФ диапазонов (266 нм, 248 нм и 193 нм) являются каналы с образованием OH-, NO- и NO2-фрагментов. При этом доказано, что появление гидроксильного радикала происходит только при возбуждении орто-изомеров как результат внутримолекулярной миграции атома водорода от метиловой группы к атому кислорода нитрогруппы. При этом каналы фотофрагментации с образованием NO- и NO2-фрагментов являются доминирующими, а относительный выход фрагментов зависит от длины волны возбуждающего излучения. Например, отношение числа фотофрагментов NO/NO2 для орто-изомера нитротолуола составляет 0,42±0,12 и 0,3±0,12 для длин волн 193 нм и 248 нм соответственно. Определено, что время распада молекул ВЭМ для некоторых каналов фотофрагментации может превосходить наносекундную длительность зондирующего лазерного импульса на два-четыре порядка величины, что не позволяет вовлечь во взаимодействие максимально возможное число фотофрагментов и приводит к потере эффективности ЛИФ. По результатам исследований предложен способ повышения чувствительности метода ЛФ/ЛИФ за счёт раздельного возбуждения процессов ЛФ и ЛИФ. Разработана уточненная математическая модель двухступенчатого процесса лазерной фрагментации молекул ВЭМ и молекул фонового NO2 с последующим лазерным возбуждением флуоресценции характеристических NO-фрагментов. Механизм ЛФ/ЛИФ описан в рамках модели последовательных переходов в соответствии с диаграммой энергетических уровней молекулы ВЭМ и ее основных фрагментов. При этом кинетика населенности уровней описывается системой линейных неоднородных дифференциальных уравнений первого порядка. Численное решение системы уравнений позволило исследовать динамику переходных процессов ЛФ/ЛИФ азотсодержащих ВЭМ и определить значения постоянных времени процессов. На основе созданной математической модели получены значения квантового выхода, и других параметров лидарного уравнения для двухступенчатого процесса ЛФ/ЛИФ. Использование лидарного уравнения позволяет, опираясь на спектроскопическую информацию об объекте обнаружения, характеристики среды распространения излучения и параметры приемопередающей аппаратуры, рассчитать величину ожидаемого лидарного отклика для конкретных ВЭМ при заданных условиях. Анализ поведения лидарного уравнения показал, что при двухступенчатом процессе ЛФ/ЛИФ зависимость величина лидарного отклика от плотности энергии лазерного импульса имеет экстремум. При этом показано, что максимальная эффективность процесса ЛФ/ЛИФ достигается при определённом значении плотности энергии зондирующего импульса в контролируемом объеме. Например, для паров тротила оптимальная плотность энергии импульса составляет 210 мДж/см2, и 240 мДж/см2 для паров гексогена, и не зависит от их концентрации. Было показано, что для возбуждения процессов ЛФ/ЛИФ наиболее подходящими источниками излучения являются эксимерные лазеры. Однако область перестройки, ширина спектра излучения коммерчески доступных лазерных источников не удовлетворяют требованиям задач ЛФ/ЛИФ и требуют доработки или создания новых лазерных систем. С целью расширения области перестройки и создания оптимальных условий генерации излучения в эксимерной среде был подобран оптимальный состав газовой смеси - (2300/180/5/500 мбар Ne/Ar/F2/Нe) для ArF- и (3100/120/5 мбар Ne/Kr/F2/Нe) для KrF-лазеров, соответственно и увеличена мощность накачки. Для обеспечения устойчивости разряда при высокой плотности мощности накачки однополярный моноимпульс накачки с относительно длинным передним фронтом был заменён на один биполярный импульс с крутым передним фронтом нарастания тока ~ 4,5×1012 А/с. Была достигнута удельная плотность мощности накачки 3,7±0,2 МВт/см3 при плотности разрядного тока в максимуме 1,13 кA/cм2. При этом использовался оригинальный метод зажигания разряда, обеспечивающий однородность формирования активной среды. Предложенный способ осуществления высокоэффективной биполярной накачки позволил увеличить длительность существования возбуждённой эксимерной среды и создать идеальные условия для формирования и усиления оптического импульса излучения. Было установлено, что использование коротковолнового УФ излучения для непосредственного возбуждения D–X перехода молекулы NO, несмотря на большую эффективность взаимодействия, не позволяет повысить чувствительность метода, вследствие больших потерь при распространении и высокой способности неселективного возбуждения основных компонентов атмосферы. Проведенные экспериментальные исследования показали, что при обнаружении локального источника паров ВЭМ использование бистатической схемы зондирования позволяет на порядок повысить соотношение сигнал-шум по сравнению с общепринятой моностатической схемой. Анализ результатов работ, выполненных в текущем году, указывает на правильность выбранного направления исследований и позволяет рассчитывать на существенное повышение чувствительности и селективности метода ЛФ/ЛИФ при доведении результатов научного поиска до практической реализации.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
В ходе выполнения второго этапа проекта выполнены исследования возможности дистанционного обнаружения следов (частиц) азотосодержащих ВЭМ на поверхностях предметов с использованием методов одночастотной лазерной фрагментации/лазерно-индуцированной флуоресценции (ЛФ/ЛИФ) и спонтанного комбинационного рассеянии (СКР). Проведена экспериментальная оценка чувствительности рассматриваемых лидарных методов обнаружения на наличие следов ВЭМ с заданной поверхностной концентрацией на неподвижной мишени, расположенной на расстоянии 5–10 м от позиции макета лидара. Возбуждение проводилось излучением KrF-лазера; время измерения зависело от частоты следования лазерных импульсов и не превышало 10 секунд. Достигнутый уровень чувствительности составил 10 нг/см2 для ЛФ/ЛИФ-метода и 1-10 мкг/см2 для метода СКР. Как показали расчеты, метод ЛФ/ЛИФ принципиально позволяет добиться высокой чувствительности при обнаружении следов ВЭМ с поверхностной концентрацией порядка 1 нг/см2 при создании оптимальных условий взаимодействия лазерного излучения с веществом следа. Очевидно, что при взаимодействии излучения с веществом в парогазовой фазе реализуются условия взаимодействия близкие к идеальным. Именно поэтому идея применения метода лазерной десорбции вещества следа в приповерхностную область с целью получения наивысшей эффективности взаимодействия легла в основу ЛФ/ЛИФ-метода дистанционного обнаружения и визуализации следов ВЭМ. В ходе работы были проведены исследования по десорбции следов ВЭМ с поверхности различных материалов с использованием импульсного лазерного излучения УФ и ИК диапазона длин волн. Установлено, что в ИК-диапазоне наиболее целесообразным является использование длин волн лазерного излучения, попадающих в спектральную область расположения фундаментальных колебательно-вращательных полос поглощения молекул ВЭМ, что позволяет провести «селективный резонансный нагрев» вещества следа. Установлено, что воздействие УФ лазерного излучения на следы ВЭМ приводит к прямой десорбции молекул ВЭМ и их частичному разложению на характеристические фрагменты (молекулы NO и NO2). В результате в непосредственной близости от поверхности образца образуется парогазовое облако из молекул ВЭМ, NO и NO2. Преимущество использования УФ диапазона заключается в возможности применения одного лазерного источника для десорбции следов ВЭМ, их фотодиссоциации и возбуждения флуоресценции NO-фрагментов. С целью определения технических требований к лидарному обнаружителю следов ВЭМ проведено математическое моделирование процесса обнаружения. Разработаны фотофизическая и тепловая модели десорбции вещества следа, описывающие динамику образования продуктов десорбции при заданных параметрах возбуждающего излучения. Для описания процесса ЛФ/ЛИФ в парогазовом облаке продуктов десорбции использовалась система кинетических уравнений, сформулированных в ходе выполнения первого этапа проекта. Обобщенная модель одноимпульсного многоступенчатого процесса «десорбция–ЛФ/ЛИФ» была использована для формулировки лидарного уравнения, описывающего лидарные отклики с учетом кинетики рассматриваемого процесса. С использованием лидарного уравнения рассчитывался оптический отклик, определялось время обнаружения при заданной чувствительности и дальности действия лидарного метода для конкретных значений параметров лидарной системы. На основе расчетов были сформулированы предварительные технические требования к оптическим и оптико-электронным узлам лидара, источнику лазерного излучения. Выполнена проработка возможных вариантов схемного и конструктивного решений лидарной системы, обоснован выбор оптимального варианта. Проведены энергетические и точностные расчеты лидарного обнаружителя следов ВЭМ. С применением систем автоматизированного проектирования выполнена разработка компоновки лидара и его предполагаемого облика. Для реализации режима сканирования (обследования) поверхности объекта рассмотрено несколько вариантов лазерной подсветки в зависимости от энергетических возможностей источника излучения при заданной площади сечения сектора обследования. Обоснован выбор оптимального режима сканирования в условиях плотного пассажиропотока. Разработана оптико-механическая система формирования лазерного пучка в виде строки подсвета в области сканирования; разработана оптико-механическая системы наведения и сканирования. Для очистки спектра излучения KrF-лазера от паразитного излучения свечения разряда и вынужденного антистоксова рассеяния в материале оптических элементов резонатора разработана система спектральной фильтрации выходного излучения. Разработана система приема и обработки оптического сигнала обнаружения, представляющая собой двойной дифракционный монохроматор на основе синтезированных голограммных оптических элементов. Имея обратную линейную дисперсии 0,4 нм/мм, монохроматор обеспечивает уровень подавления линии несмещенного рассеяния 12 порядков при пропускании для выделяемой полосы длин волн 222–227 нм не хуже 25%. Проведены численные и экспериментальные исследования по управлению оптическими элементами резонатора KrF-лазера с помощью метода обработки изображений. Разработаны методы контроля параметров выходного излучения по распределению интенсивности в поперечном сечении пучка и положению длины волны излучения, позволяющие ускорить процесс юстировки дисперсионного резонатора в автоматическом режиме работы KrF-лазера и добиться повторяемости восстановление исходных параметров лазерного пучка с погрешностью не более 5 %. Проведены исследования возможности формирования узкополосного излучения с длиной волны 247 нм и энергией в импульсе более 10 мДж на базе компактного импульсно-периодического твердотельного лазерного источника. Установлено, что длина волны 247 нм может быть получена преобразованием в третью гармонику основного излучения на длине волны 741 нм твердотельного лазера с активным элементом из кристалла LiCAF:Сr3+. Рассчитано, что ширина линии генерации 0,05 нм может быть получена при использовании внутрирезонаторного спектрального селектора на основе пары дифракционных решеток и фильтра пространственных частот. Определено, что для максимальной эффективности преобразования лазерного излучения в третью гармонику пространственное распределение лазерного излучения должно быть близким к Гауссову, а его расходимость должна быть дифракционной. Рассчитано, что при использовании в качестве преобразователя в третью гармонику кристаллов ВВО возможно получить эффективность преобразования до 12%. Определена оптимальная концентрация ионов хрома в кристаллической структуре LiCAF:Сr3+ на уровне 1–3 ат. Исследование оптических свойств кристаллов LiCAF при различных уровнях легирования показало, что величина оптических потерь в кристалле за счёт рассеяния прямо пропорциональна концентрации ионов хрома. Одновременно с ростом концентрации хрома был отмечен также рост количества дефектов кристаллической решетки LiCAF:Сr3+. Установлено, что кристаллы LiCAF:Сr3+ обладают широкой полосой поглощения в области 400 - 700 нм, которая совпадает со спектром излучения импульсных ксеноновых ламп типа ИНП и их аналогов. Установлено, что импульс свободной генерации повторяет длительность и форму импульса свечения лампы накачки. Энергия импульса свободной генерации линейно зависит от уровня накачки в диапазоне изменения энергии накачки от 30 до 200 Дж и меняется от 36 до 240 мДж. При уровне накачки более 200 Дж наблюдается спад энергии импульса генерации, связанный с возникновением термолинзы, наведенной в активном элементе. Произведены расчеты добротности линейного резонатора с плоскими зеркалами и внутрирезонаторной линзой, а также линейного резонатора, образованного зеркалами с кривизной и внутрирезонаторной линзой. Изучено влияние плоскопараллельных поверхностей и просветляющих покрытий на неселективные потери в резонаторе лазера. Произведено сравнительное исследование неселективных потерь в линейных резонаторах с призменными и решеточными селекторами спектра. С учетом экспериментальных данных, полученных при изучении динамической термолинзы, образующейся в кристалле LiCAF:Сr3+ с ламповой накачкой, разработана оптическая схема лазера с высокодобротным линейным резонатором и минимальными неселективными потерями. Разработана конструкция лазера, включающая в себя задающий квантовый генератор (ЗГ), согласующий телескоп, двухпроходный квантовый усилитель (КУ), выводящий узел, блок преобразования излучения в третью гармонику, электронные системы ламповой накачки ЗГ и КУ, электронный блок управления всей лазерной системой, блок жидкостного охлаждения квантронов ЗГ и КУ. Проведены исследования процессов формирования высокоэнергетического узкополосного излучения с длиной волны 194 нм на краю контура усиления ArF-лазера. Определены оптимальные параметры электрической схемы возбуждения для повышения энергии излучения и эффективности ArF-лазера. Разработана численная модель электроразрядного ArF-лазера в 0D приближении, в котором полагается, что напряженность электрического поля и концентрация частиц плазмы остаются однородными во всем объеме разряда. При этом поведение разряда описывается системой уравнений баланса для концентрации частиц и уравнением Больцмана для функции распределения электронов по энергиям. Упоминание о проекте в СМИ: http://tomsk-novosti.ru/nou-hau-tomskih-uchenyh-dast-foru-chetveronogim-iskatelyam-vzryvchatki/

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
1. Разработан и изготовлен макет лидарной системы для дистанционного обнаружения следов высокоэнергетических материалов (ВЭМ). В соответствии с требованиями к компонентам оптических и электронных модулей лидарной системы, определённых в ходе выполнения проекта, был разработан и изготовлен макет лидарной системы для дистанционного обнаружения следов ВЭМ. Функционально макет лидарной системы, в которой реализован ЛФ/ЛИФ-метод, состоит из источника возбуждающего излучения; системы спектральной фильтрации зондирующего излучения; системы формирования лазерного пучка; системы приема и спектральной селекции оптического сигнала; многоканальной системы фотодетектирования и системы сбора и обработки информации. В качестве источника возбуждающего излучения в макете используется перестраиваемый эксимерный KrF-лазер с узкой линией генерации (5 пм), способный перестраиваться в области частот головы полосы поглощения P12 резонансного перехода A2Sigma+ (v’ = 0) – X2Pi (v” = 2) молекулы NO. Это же излучение используется и для десорбции и фрагментации молекул ВЭМ следа. 2. Проведена проверка работоспособности лидарного обнаружителя в режиме дистанционного обнаружения следов ВЭМ в отпечатках пальцев. Для проверки работоспособности лидарного обнаружителя была разработана методика проведения испытаний в режиме дистанционного обнаружения следов ВЭМ в отпечатках пальцев и определена схема проведения измерений. В соответствии со схемой измерений в зоне обнаружения на расстоянии 5 м от лидара устанавливался объект с закрепленным на его поверхности образцом со следами ВЭМ. Далее производилось импульсное лазерное воздействие на образец в соответствии с методикой проведения измерений с последующей регистрацией оптического отклика и анализом результата обнаружения по разработанному алгоритму. В рамках выполнения проекта был разработан способ приготовления образцов с заданной поверхностной плотностью следов. Приготовление образцов со следами ВЭМ осуществлялось путем переноса порошкообразного ВЭМ на палец, а затем на поверхность подложки образца. В качестве положки образца использовалось стандартное предметное стекло оптического микроскопа (ГОСТ 9284-75). Давление пальца на подложку составляло приблизительно 0,7 Н/см2. В процессе испытаний было установлено, что макет лидарного обнаружителя с высокой достоверностью обнаруживает наличие ВЭМ в 50-ом отпечатке пальца, что соответствует поверхностной плотности частиц на уровне 10–100 нг/см2. При этом отношение сигнал-шум остаётся достаточно высоким (больше 10). Очевидно, что использованная в эксперименте поверхностная концентрация следов не является предельной для лидарного обнаружителя и может быть уменьшена, по крайней мере, до единиц нг/см2 при некотором снижении надёжности обнаружения. 3. Проведена экспериментальная оценка пороговой чувствительности лидарного обнаружителя следов ВЭМ. Для оценки пороговой чувствительности лидарного обнаружителя была проведена серия экспериментов с использованием ряда образцов, имеющих последовательный набор значений поверхностных концентрации следов ВЭМ. Был разработан способ получения заданной поверхностной концентрации следов, позволяющий контролировать количество вещества в следе. Создание набора образцов следов ВЭМ с контролируемой поверхностной концентрацией производилось путем нанесения фиксированного объема раствора ВЭМ, с известной концентрацией, на заданную площадь подложки с последующим испарением растворителя. В качестве подложки для приготовления образцов использовались листы алюминиевой фольги. Во время испытаний образец размещался в зоне обнаружения на расстоянии 5 м от макета лидарного обнаружителя и далее производилось импульсное лазерное воздействие на образец в соответствии с методикой проведения измерений с последующей регистрацией оптического отклика и анализом результата обнаружения по разработанному алгоритму. Для регистрации шума поверхности подложки использовались фрагменты чистой алюминиевой фольги. Регистрация оптического отклика велась в режиме счета фотонов. При объеме накопления сигнала по 50-ти лазерным импульсам и частоте следования лазерных импульсов 20 Гц время одного измерения составляло 2,5 с. Все измерения проводились в лабораторном помещении при температуре плюс 23°С. Плотность энергии лазерного импульса на поверхности составляла 100 мДж/см2. Результаты экспериментов по обнаружению следов гексогена с поверхностной концентрацией 5 нг/см2 на фольге показывают, что для всех образцов установлено достоверное обнаружения следов ВЭМ. Для оценки возможности обнаружения следовых количеств ВЭМ в отпечатках пальцев в качестве определяемого вещества использовался порошкообразный гексоген. Перед проведением испытания проводился контроль чистоты рук и образцов исследования при помощи газоанализатора МО-2М на предмет непреднамеренного загрязнения следами ВЭМ. Для имитации контакта с ВЭМ большой палец правой руки прижимали к поверхности чашки Петри с порошком гексогена. Затем палец многократно прикладывали к чистой стеклянной подложке (предметному стеклу), оставляя на ней потожировые следы с частицами гексогена. Давление пальца на подложку контролировалось, и составляло приблизительно 0,7 Н/см2. 1-ый, 10-ый, 15-ый, 20-ый, 30-ый, 40-ой, 50-ый, 60-ый, 70-ый, 80-ый, 90-ый и 100-ый отпечаток большого пальца производился на чистую поверхность пронумерованного предметного стекла. Приготовленные таким образом образцы, размещались в зоне обнаружения на расстоянии 5 м от макета лидарного обнаружителя. Далее производилось импульсное лазерное воздействие на поверхность образца с последующей регистрацией оптического отклика от него. Плотность энергии лазерного импульса на поверхности составляла 100 мДж/см2. Поверхностная концентрация ВЭМ в следах отпечатков пальцев оценивалась по данным исследований, опубликованных в научной литературе. По результатам комплексных испытаний лидарного обнаружителя следов ВЭМ, было установлено, что макет достоверно регистрирует отклик на наличие гексогена в сотом отпечатке пальца на идеальной подложке, что соответствует поверхностной плотности следов гексогена на уровне единиц нг/см2. При этом количественно подтверждённая чувствительность обнаружителя при обнаружении следов гексогена на алюминиевой фольге составила 5 нг/см2 при плотности энергии зондирующего импульса 100 мДж/см2. 4. Проведена оценка вероятностных характеристик дистанционного обнаружения следов ВЭМ с помощью макета лидарного обнаружителя. В процессе проведения экспериментов по оценке чувствительности макета лидарного обнаружителя, был накоплен статистический материл, позволяющий провести оценку вероятностных характеристик процесса дистанционного обнаружения следов ВЭМ. Статистическая обработка массива лидарных откликов позволила рассчитать значения вероятности правильного обнаружения при заданном уровне вероятности ложной тревоги 5%, в рамках теории статистической проверки гипотез в предположении пуассоновского распределения числа фотоотсчетов лидарных откликов. Результаты и методика расчета вероятности правильного обнаружения приведены отчёте по проекту. Статистический анализ данных измерений лидарных откликов показал, что при обнаружении образцов следов с поверхностной плотностью гексогена 5 нг/см2 вероятность правильного обнаружения флуктуирует в зависимости от номера образца. Очевидно, что разброс значений априорной вероятности правильного обнаружения обусловлен как флуктуациями числа фотоотсчётов лидарного отклика, так и разбросом поверхностной концентрации образцов. Если же рассчитать среднюю вероятность правильного обнаружения по десяти образцам, то она составит 87%, что является достаточно высоким показателем достоверности обнаружения следа гексогена с поверхностной плотностью 5 нг/см2. Что касается вероятности правильного обнаружения следов гексогена в отпечатках пальцев, то экспериментально подтверждено, что вероятность правильного обнаружения 60-го отпечатка пальца составляет 99,9% и лишь для сотого падает до 50%. 5. Предложения о целесообразности дальнейших работ по теме проекта. В процессе выполнения проекта было показано, что моноимпульсный ЛФ/ЛИФ метод имеет высокую чувствительность по обнаружению следов ВЭМ (на уровне единиц нг/см2) и по чувствительности и селективности вполне соответствует требованиям к элементам системы обеспечения безопасности. Однако уровень чувствительности моноимпульсного метода ЛФ/ЛИФ зависит от уровня шума поверхности и может возрастать примерно в 10-20 при неблагоприятных условиях. Кроме того используемые в методе плотности энергии лазерного импульса в 10-20 раз превышают предельно допустимый уровень, безопасный для глаз. Поэтому, очевидна необходимость поиска путей повышения эффективности метода ЛФ/ЛИФ с целью преодоления упомянутых выше недостатков. В ходе выполнения второго и третьего этапов проекта были проведены экспериментальные исследования динамики процесса лазерной фрагментации молекул нитросоединений в газовой фазе. Была разработана математическая модель процесса ЛФ/ЛИФ и создана экспериментальная установка для исследования динамики процесса фрагментации паров нитросоединений. Результаты расчётов и экспериментов опубликованы в журнале Applied Optics (Q1): - [S.M. Bobrovnikov, E.V. Gorlov, V.I. Zharkov, Y.N. Panchenko, and A.V. Puchikin, “Dynamics of the laser fragmentation/laser-induced fluorescence process in nitrobenzene vapors,” Appl. Opt. 57(31), 9381–9387 (2018)], - [S.M. Bobrovnikov, E.V. Gorlov, V.I. Zharkov, Y.N. Panchenko, and A.V. Puchikin, “Two-pulse laser fragmentation/laser-induced fluorescence of nitrobenzene and nitrotoluene vapors,” Appl. Opt. 58(27), 7497–7502 (2019)]. Показано, что вследствие инерционности механизма диссоциации молекул нитросоединений процесс образования фрагментов в газовой фазе продолжается и после снятия возбуждения. При этом максимальная концентрация фрагментов достигается за время в несколько раз превосходящее стандартную длительность импульса фрагментации 10–20 нс. Очевидно, что несвоевременное возбуждение NO-фрагментов приводит к низкой общей эффективности моноимпульсного ЛФ/ЛИФ-метода. Это обстоятельство частично объясняет низкое значение коэффициента фрагментации (1%), известное из экспериментов при моноимпульсном возбуждении эффекта ЛФ/ЛИФ. На примере нитробензола и нитротолуола экспериментально показано, что при разнесенном во времени двухимпульсном лазерном воздействии на молекулы нитросоединения и продукты их распада (NO-фрагменты) при оптимальном значении временной задержки между импульсами, можно повысить чувствительность метода при обнаружения паров примерно на порядок. Как показывает анализ результатов детальных исследований процессов фотодиссоциации нитросоединений, молекулы сложной структуры, имеющие несколько нитрогрупп, легче разрушаются в процессах фрагментации вследствие меньшей прочности связей нитрогрупп с молекулярным остовом. При этом благодаря большему числу возможных путей фрагментации и различию констант скоростей диссоциации, общее время образования фрагментов возрастает. По предварительным оценкам ожидаемое повышение эффективности ЛФ/ЛИФ-метода при обнаружении паров тротила при двухимпульсном лазерном воздействии может составить два порядка. Продемонстрированная в проекте возможность повышения эффективности ЛФ/ЛИФ-метода при обнаружении паров нитросоединений заставляет взглянуть по-новому на перспективы применения этого метода при решении задач дистанционного обнаружения следов взрывчатых веществ на поверхности объектов. Как показывает анализ литературных данных, кинетика процессов лазерной фрагментации ВЭМ из твёрдой фазы очень слабо изучены. Есть основания полагать, что выигрыш в повышении эффективности процесса ЛФ/ЛИФ при правильном выборе способа двухимпульсного и двухчастотного возбуждения молекул ВЭМ из твёрдой фазы может быть ещё более значительным за счёт эффектов межмолекулярного взаимодействия. Многократное же повышение эффективности процесса ЛФ/ЛИФ при оптимальном двухимпульсном возбуждении, позволяет надеяться на достижение чувствительности на уровне единиц нг/см2 даже при снижение плотности энергии зондирующего излучения до безопасного для глаз уровня (менее 2,5 мДж/см2), что, несомненно, делает этот метод доступным для широкого применения в системах обеспечения безопасности.