Главная – Журналы – Поиск по журналам

В сентябре 2025 г. в Томском Академгородке прошла Международная конференция по импульсным лазерам и применениям лазеров (AMPL). Она проводится раз в два года в третью неделю сентября и в прошлом году собрался в семнадцатый раз. Тематика Конференции была традиционной. Участники представили устные и стендовые доклады, посвященные фундаментальным вопросам лазерной физики, физическим и химическим процессам в активных средах лазеров, новым активным средам, новым типам лазеров и лазерных систем, применению лазеров в науке, производстве, локации, медицине и других областях деятельности, проблемам вывода новых лазерных устройств и технологий на рынок, а также созданию и применению источников спонтанного излучения и использованию углеродных материалов. В организации биеннале приняли участие Институт оптики атмосферы СО РАН (г. Томск), Институт сильноточной электроники СО РАН (г. Томск). Впервые к подготовке мероприятия присоединился Институт физических наук Китайской академии наук (ИФН КАН) (г. Хэфэй, Китай), что подчеркивает международный характер конференции.

Природная вода содержит растворенное органическое вещество (РОВ), играющее важную роль в биогеохимических процессах и влияющее на функционирование водных экосистем. В настоящем исследовании анализируются спектрально-люминесцентные характеристики (оптические индексы, разностные спектры поглощения, квантовый выход флуоресценции, белковая флуоресценция) РОВ двух меромиктических водоемов на побережье Кандалакшского залива Белого моря (оз. Еловое и Трехцветное) на основе результатов экспедиционных работ 2025 г. Показано различие оптических индексов в слоях водоемов на разной глубине (поверхностном пресном слое, заглубленном солоноватом аэробном слое, хемоклине и придонной сероводородной зоне) и их связь с гидрохимическими параметрами. Объяснено возрастание квантового выхода флуоресценции РОВ в хемоклине Елового озера и его уменьшение в Трехцветном озере. Подобные исследования имеют большое значение для экологического мониторинга водных экосистем, а также понимания процессов, влияющих на оптические характеристики РОВ природной воды.

Расширение инструментальных и аналитических методов идентификации вредных примесей в атмосфере важно для решения экологических проблем. Настоящая работа посвящена развитию комплексного подхода к обнаружению в атмосферном воздухе вредных примесей по результатам измерений спектров поглощения воздуха, содержащего вредные примеси на исследуемой трассе, методами импульсной терагерцовой (ТГц) спектроскопии. Для анализа спектральных данных создана и применена нейронная сеть, обучение которой осуществляется на генерируемых массивах модельных спектров поглощения газовой смеси с различным качественным и количественным составом. Показано, что нейросеть способна идентифицировать пять газовых компонентов (NH₃, H₂CO, NO₂, H₂S, SO₂) концентрациями до 0,01 ppm с точностью до 90-95%. Серия экспериментов с реальными газами подтвердила высокую чувствительность ТГц-спектроскопии к низким концентрациям газа в смеси. Полученные результаты демонстрируют достаточную чувствительность комплексного метода для идентификации как одиночных газов, так и газовых смесей и могут быть использованы при мониторинге окружающей среды.

Меры по защите растений от различных возбудителей болезней должны приниматься своевременно, чтобы избежать возможных экономических потерь. Для объективной и надежной автоматизированной диагностики состояния растений необходимо внедрять новые подходы и включать их в существующие системы мониторинга и оценки. В работе описана экспериментальная установка, позволяющая по прямому поглощению излучения атмосферой детектировать наличие в воздухе повышенного содержания гормона стресса растений при их механическом повреждении. Исследование проводилось методом ИК-Фурье-спектроскопии. Результаты работы, с одной стороны, открывают возможность детектирования стресса у растений путем анализа спектра поглощения ИК-излучения атмосферой над плантацией, с другой - формируют достаточно широкий круг задач фундаментального характера, решение которых приведет к созданию эффективной методики дистанционной диагностики состояния растительного покрова.

Фенолы - потенциальные продукты трансформации фармацевтических загрязнителей - представляют собой угрозу для здоровья человека. В настоящей работе исследуется фототрансформация сульфаметоксазола в воде. Эксперименты по облучению были проведены в условиях стационарного фотореактора с использованием УФ-излучения эксиламп KrCl (λ = 222 нм), XeBr (λ = 282 нм), XeCl (λ = 308 нм) и бактерицидного облучателя ОУФб-04 (λ = 180-275 нм). Общее содержание фенолов в фотопродуктах сульфаметоксазола определялось колориметрическим методом с реактивом Фолина-Чокальтеу. Подробно описаны изменения, наблюдаемые в спектрах поглощения и флуоресценции после облучения водных растворов сульфаметоксазола. Показано образование трех флуоресцирующих фотопродуктов, один из которых оказался устойчивым и накапливался в растворе независимо от выбранного источника УФ-излучения. Общее содержание фенолов увеличилось после облучения УФ-источниками. В частности, после 128 мин облучения эксилампой KrCl общее содержание фенолов в четыре раза превысило исходное и составило 331,89 мг GAE/г. Результаты работы могут использоваться при исследовании механизма деградации сульфаниламидов, идентификации токсичных продуктов распада и оценки их антиоксидантной активности.

Развитие технологий неразрывно связано с увеличением экологической нагрузки. Для оперативного мониторинга состояния водных сред необходимо создание сенсора, который смог бы определять наличие и концентрацию в водной среде нескольких ионов одновременно. В работе используются углеродные точки в качестве люминесцентных наносенсоров для детектирования ионов тяжелых металлов в водных средах. Применение методов машинного обучения к спектрам фотолюминесценции наночастиц в многокомпонентных водных растворах солей позволило одновременно измерить концентрации искомых веществ (катионы тяжелых металлов). Путем сравнительного анализа оценено качество решения обратной задачи с помощью многослойных персептронов и рекуррентной нейронной сети; показано, что рекуррентные нейронные сети менее эффективны. Сравнение результатов применения нейронных сетей и рентгенофлуоресцентного анализа для определения ионного состава заводских технологических сред свидетельствует, что точность разработанного наносенсора полностью удовлетворяет требованиям контроля и мониторинга состава сточных и технологических вод. Результаты работы подтверждают возможность использования углеродных точек в качестве наносенсора, одновременно определяющего семь ионов в жидкой среде.

Источники коротковолнового излучения, генерируемого при взаимодействии высокоинтенсивного излучения с веществом, востребованы для экспериментальных исследований в области физики, химии и биологии. Для воспроизводимости параметров генерируемых коротковолновых импульсов необходимо использовать фемтосекундные импульсы со стабилизацией фазы несущей частоты (CEP - Carrier-Envelope Phase) относительно огибающей импульса. Работа посвящена исследованию влияния амплитудных шумов огибающей импульса на ошибку определения СЕР. Для системы стабилизации СЕР, основанной на f-2f-интерферометре с разрешением спектральной интерференционной картины, показано, что с увеличением шумов исходного импульса ошибка определения CEP из излучения суперконтинуума возрастает и достигает порядка 100 мрад при уровне шумов огибающей 1%. При генерации суперконтинуума увеличение пиковой мощности излучения усиливает влияние шумов на ошибку определения СЕР. Полученные результаты могут быть использованы для разработки и оптимизации систем измерения фазы несущей частоты относительно огибающей фемтосекундных импульсов с частотой следования килогерцового диапазона.

Повышение частотно-энергетических характеристик лазеров является важной задачей, связанной как с фундаментальными проблемами, так и с внедрением новых технических решений. Повышение частоты следования импульсов активных сред на парах металлов, в частности атома марганца, необходимо для создания высокоскоростных лазерных мониторов. В работе представлены результаты исследования спектральных характеристик излучения активного элемента на переходах атома марганца при возбуждении высокочастотным полупроводниковым источником, основанным на концепции LTD-генератора. Излучение со средней мощностью 250 мВт, включающее в себя видимую и ИК-компоненты, было зарегистрировано при частоте следования импульсов 75 кГц. Экспериментально установлено, что видимая компонента исчезает на частотах свыше 75 кГц, что ранее не наблюдалось. При частоте следования импульсов 125 кГц средняя мощность излучения составляла 200 мВт. В ИК-области спектра наибольший вклад (> 50%) вносит излучение на длине волны 1291,37 нм. Результаты работы могут быть использованы при визуально-оптической диагностике различных процессов в схемах лазерного монитора.

Газовый разряд представляет собой эффективный преобразователь электрической энергии в оптическое излучение. Механизмы развития тока и количественный вклад процессов размножения и эмиссии электронов остаются неопределенными даже в простейшем разряде - аномальном тлеющем. В работе были исследованы вольт-амперные характеристики и распределение напряжения в области катодного падения потенциала в разряде постоянного тока в гелии в диапазонах давлений 3,5-9 торр и напряжений 200-1700 В. Продемонстрирован немонотонный характер вольт-амперных характеристик при работе в условиях минимизации контролируемых и неконтролируемых примесей. Показано, что при вкладываемых в разряд мощностях свыше 3,5 Вт наблюдается нарушение асимптотического приближения длины катодного падения потенциала к значению 0,37 от нормальной длины, что связано с изменением концентрации частиц в прикатодной области. Полученный эмпирический закон позволил уточнить известные аппроксимации изменения температуры и концентрации частиц от вкладываемой в разряд мощности, что актуально для описания кинетики процессов в высоковольтных газовых разрядах, используемых в качестве источника оптического излучения.

В настоящей работе исследуются динамика и пространственное распределение тлеющего разряда атмосферного давления в потоке аргона в режиме генерации плазмы, содержащей частицы металла. Разрядная система из двух симметричных танталовых электродов - тиглей со вставками из легкоплавкого металла (магния), функционировала при токе 100-600 мА и достаточно высоком напряжении горения от 150 до 200 В с расходом аргона 1-3 л/мин без перехода в режимы искрового или дугового разряда. Самоподдержание разряда в импульсном режиме обеспечивалось в результате послесвечения распадающейся плазмы во временном промежутке между импульсами тока. Показано, что независимо от режима электропитания (постоянный, однополярный или биполярный импульсный ток) наиболее интенсивное излучение атомов металла наблюдалось вблизи катода тлеющего разряда. Результаты работы представляют интерес для исследователей, занятых вопросами генерации потоков аэрозолей, синтеза наноструктурированных материалов и применения газового разряда для генерации оптического излучения.