Дистанционный мониторинг техногенных источников УФ излучения с помощью монофотонного сенсора

Дистанционный мониторинг источников УФ излучения представляет интерес вследствие возможности диагностирования состояния окружающей среды, в частности, для определения концентрации озона в атмосфере и тропосфере со спутников, обнаружение неисправностей силовых энергетических установок и т.п. спектральном Использование диапазоне УФ-С (200 – 280 нм) позволяет проводить исследования при наличии солнечного излучения. Для решения указанных выше задач был разработан специальный монофотонный датчик УФ-С излучения, отличительными особенностями которого является высокая чувствительность, способность определять угол, под которым приходит регистрируемый фотон, и возможность определения времени его прихода с разрешением лучше 1 нс.
Монофотонный сенсор состоит из оптической системы, включающей УФ объектив, в котором используются линзы, специальные кристаллы с хорошим пропусканием УФ-С диапазона и подавлением других длин волн, УФ-фильтры , время-координатно-чувствительного детектора (ВКЧД) и системы электроники. Также имеется система регистрации времени прихода фотона.
Для проверки работоспособности монофотонного сенсора был изготовлен стенд, на котором можно было имитировать источники УФ-С излучения. В частности, были исследованы возможности регистрации коронного разряд и на этой основе определения состояния силовых электроустановок высокого напряжения (например, линий электропередач). Показано, что с помощью частотного Фурье-анализа и вейтвлет-преобразования время-амплитудной зависимости регистрируемого УФ-С сигнала можно качественно и количественно оценивать состояние элементов электроустановок. Была продемонстрирована возможность обнаружения и мониторинга процессов горения (лесные пожары, извержения вулканов и т.п.) способность прибора анализировать быстропротекающие процессы горения, что характерно для техногенных катастроф. Проведены натурные измерения прохождения УФ-С излучения сквозь туман.
Работа выполнена при финансовой поддержке Федерального агентства по науке и инновациям.