НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Особенности применения мощных ТГц импульсов для обнаружения и распознавания газов на открытых трассах

СПИСОК АВТОРОВ:
Ситников Д.С.

DOI:
https://doi.org/10.33849/2018130

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
22 ноября 2018 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
1

ГОД:
2018

СТРАНИЦЫ:
140-145

РУБРИКА:
Методы экспериментальных исследований и измерений

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
терагерцовая спектроскопия во временной области, THZ-TDS, терагерцовые импульсы, пары воды, аммиак

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
535.343.4, 535-14

АННОТАЦИЯ:
В статье представлена методика терагерцовой спектроскопии во временной области (Terahertz Time-Domain Spectroscopy, THz–TDS) для дистанционного контроля атмосферы помещений. Указанная методика использована для решения задач обнаружения и распознавания газов в присутствии линий поглощения водяного пара. В качестве рабочего газа использован аммиак. Эксперименты проведены при естественной влажности (нормальные условия: давление 1~атм, влажность 35 %, температура 23~$^ circ$С) в присутствии паров воды, затрудняющих детектирование. Достигнутое спектральное разрешение схемы составило $ sim$5~ГГц, что позволило осуществить успешное обнаружение и распознавание указанного газа. 
Для генерации однопериодных терагерцовых импульсов с энергией до 10~мкДж использован органический кристалл OH1 с коэффициентом преобразования 2 %. Применение  мощного источника широкополосного терагерцового излучения (0.1--3~ТГц) открывает новые перспективы для дальнейшего увеличения расстояний на открытом пространстве в области дистанционного зондирования.


TITLE:
Aspects of application of high-power THz pulses for gas detection and recognition on open-space pathways

AUTHORS:
Sitnikov D.S.

KEYWORDS:
Terahertz Time-Domain Spectroscopy, gas detection, gas recognition, remote sensing, THz pulses, optical rectification

ABSTRACT:
The article presents Terahertz Time-Domain Spectroscopy technique (THz – TDS) for remote control of the indoor atmosphere. This technique was applied to solve the problems of gas detection and recognition in the presence of water vapor absorption lines. Ammonia was used as a test gas. The experiments were carried out at natural humidity (normal conditions: pressure of 1 atm, humidity of 35%, temperature of 23°C) in the presence of water vapor, which made it difficult to detect the gas. The achieved spectral resolution of the set-up was about 5 GHz, which allowed successful detection and recognition of the gas specified.
To generate single-period terahertz pulses with an energy of up to 10 mJ (via optical rectification of infrared femtosecond laser pulses) an organic OH1 crystal with a conversion efficacy of 2% was used. Application of high-power source of broadband terahertz radiation (0.1—3 THz) opens up new prospects for further increasing the distances in the open space for remote sensing of substances.