遠(yuǎn)程拉曼光譜儀在痕量爆炸物檢測的應(yīng)用
拉曼光譜是光與組成物質(zhì)的分子內(nèi)部振動(dòng)及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互作用產(chǎn)生的,通過光子與物質(zhì)分子相互作用時(shí)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)移,來判斷分子中的化學(xué)鍵、基團(tuán)組成,分析分子的內(nèi)部結(jié) 構(gòu)、相態(tài)、結(jié)晶度及成分信息。利用遠(yuǎn)程拉曼光譜系統(tǒng)可以對(duì)炸藥(例如TNT,DNT,PETN,RDX和HMX)和自制炸藥HMTD,TATP等危險(xiǎn)爆炸物,在安全距離內(nèi)進(jìn)行有效檢測。
遠(yuǎn)程拉曼光譜光譜儀通常由激光光源、光學(xué)收集系統(tǒng),光譜儀以及ICMOS組成?;趩喂庾佑?jì)數(shù)技術(shù),通過高重頻皮秒脈沖激光器、VPH光柵、低噪聲原子層沉積微通道板(MCP)核心器件、門控光電陰極等關(guān)鍵部件集成,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離拉曼光譜探測。基本原理如下:
以常見爆炸物硝酸鉀為例。
硝酸鉀(KNO3)是一種無機(jī)物,為無色透明斜方晶體或菱形晶體或白色粉末是制造黑色火藥,如礦山火藥、引火線、爆竹等的原料,也用于鉀鹽的合成和配制炸藥。
結(jié)合實(shí)際應(yīng)用,采用遠(yuǎn)程拉曼光譜儀對(duì)不同材質(zhì)基底上的痕量硝酸鉀粉末進(jìn)行檢測,探測距離10米拉曼光譜如下圖所示
由以上檢測結(jié)果可以看出,采用遠(yuǎn)程拉曼光譜儀在10米的探測距離下,可探測100ug/cm2的痕量物質(zhì)探測。